CN108884519A

CN108884519A - 铝合金导电线、使用其的电线和线束

Info

Publication number: CN108884519A
Application number: CN201780019334.5A
Authority: CN
Inventors: 篠田辰规
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2018-11-23
Also published as: US11814706B2; WO2017221819A1; US20210079500A1; EP3441490A1; KR102088587B1; EP3441490A4; KR20180110048A; JP6214727B1; JP2017226861A

Abstract

公开了一种铝合金导电线，其含有0.15质量％～0.25质量％的Si、0.6质量％～0.9质量％的Fe、0.05质量％～0.15质量％的Cu、0.2质量％～2.7质量％的Mg以及总计为0.03质量％以下的Ti、V和B。在该铝合金导电线中，铝合金导电线中的Mg的含有率为x质量％时，拉伸强度为下述式(1)表示的T₁MPa以下，导电率为下述式(2)表示的C％IACS以上。T₁＝59.5ln(x)+231···(1)；C＝1.26x²－11.6x+63.4···(2)。

Description

铝合金导电线、使用其的电线和线束

技术领域

本发明涉及铝合金导电线、使用其的电线和线束。

背景技术

近年来，对于构成像汽车的车门这种进行开和关的部分或汽车的发动机周边部件等中使用的线束等的电线，要求轻型化，在研究作为其导电线使用铝合金导电线代替铜线。

作为这样的铝合金导电线，例如已知有下述专利文献1中公开的铝合金导电线。在下述专利文献1中公开了一种铝合金导电线，含有0.03～1.5质量％的Mg、0.02～2.0质量％的Si、总计为0.1～1.0质量％的选自Cu、Fe、Cr、Mn和Zr中的至少一种元素，其导电率为40％IACS以上，拉伸强度为150MPa以上，伸长率为5％以上，线径为0.5mm以下，最大晶粒直径为50μm以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－229485号公报

发明内容

但是，上述专利文献1中记载的铝合金导电线在耐热试验后出现强度下降，在耐热性方面尚有改善的余地。

本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供具有优异的耐热性的铝合金导电线、使用其的电线和线束。

本发明人为了解决上述课题，特别着眼于铝合金导电线中的Mg的含有率而进行了深入研究。其结果，本发明人发现在铝合金导电线中，通过使Si、Fe、Cu和Mg的含有率为特定的范围，使Ti、V和B的总计含有率为特定值以下，使拉伸强度相对于采用了Mg的含有率的式子为特定的关系，使导电率相对于采用了Mg的含有率的式子为特定的关系时，能够解决上述课题。

即，本发明涉及一种铝合金导电线，含有0.15质量％～0.25质量％的Si、0.6质量％～0.9质量％的Fe、0.05质量％～0.15质量％的Cu、0.2质量％～2.7质量％的Mg以及总计为0.03质量％以下的Ti、V和B，上述铝合金导电线中的Mg的含有率为x质量％时，拉伸强度为下述式(1)表示的T₁MPa以下，导电率为下述式(2)表示的C％IACS以上。

T₁＝59.5ln(x)+231···(1)

C＝1.26x²－11.6x+63.4···(2)

根据本发明的铝合金导电线，在耐热试验后也可充分抑制强度下降，具有优异的耐热性。

在上述铝合金导电线中，上述铝合金导电线中的Mg的含有率为x质量％时，拉伸强度优选为下述式(3)表示的T₂MPa以上。

T₂＝60.5ln(x)+176···(3)

这种情况下，将铝合金导电线在容易受到汽车内的振动的部分使用或缠绕或者以弯曲的状态保管时，能够充分抑制铝合金导电线发生断线。

在上述铝合金导电线中，优选上述铝合金导电线中的Mg的含有率x为1.45质量％以下，上述铝合金导电线中的Si的含有率为0.17质量％～0.25质量％，在上述铝合金导电线中，含有Ti、V和B中的仅Ti。

这种情况下，铝合金导电线具有相同组成时，能够进一步提高铝合金导电线的耐热性。

另外，本发明涉及具有上述铝合金导电线的电线。

根据该电线，由于铝合金导电线可具有优异的耐热性，所以该电线可具有优异的耐热性。

此外，本发明涉及具备多根上述电线的线束。

根据该线束，由于电线可具有优异的耐热性，所以该线束可具有优异的耐热性。

应予说明，本发明中，“拉伸强度”是指通过基于JIS C3002进行的拉伸试验而测定的拉伸强度。

另外，本发明中，“导电率”是指由基于JIS C3002测定的电阻和质量求出的导电率。

根据本发明，可提供具有优异的耐热性的铝合金导电线、使用该铝合金导电线的电线和线束。

附图说明

图1是表示本发明的铝合金导电线的一个实施方式的截面图。

图2是表示本发明的电线的一个实施方式的截面图。

图3是表示本发明的线束的一个实施方式的截面图。

具体实施方式

以下，参照图1对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的铝合金导电线的一个实施方式的截面图。

＜铝合金导电线＞

图1所示的铝合金导电线10含有0.15质量％～0.25质量％的Si(硅)、0.6质量％～0.9质量％的Fe(铁)、0.05质量％～0.15质量％的Cu(铜)、0.2质量％～2.7质量％的Mg(镁)、总计为0.03质量％以下的Ti(钛)、V(钒)和B(硼)，铝合金导电线10中的Mg的含有率为x质量％时，拉伸强度为下述式(1)表示的T₁MPa以下，导电率为下述式(2)表示的C％IACS以上。其中，Si、Fe、Cu和Mg的含有率以及Ti、V和B的总计含有率是以铝合金导电线10的质量为基准(100质量％)的。

T₁＝59.5ln(x)+231···(1)

C＝1.26x²－11.6x+63.4···(2)

铝合金导电线10含有0.15质量％～0.25质量％的Si。之所以使Si的含有率为0.15质量％～0.25质量％，是由于与Si的含有率小于0.15质量％的情况相比，铝合金导电线10能够兼得拉伸强度和伸长率，与Si的含有率大于0.25质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性优异。Si的含有率优选为0.16质量％～0.22质量％。

铝合金导电线10含有0.6质量％～0.9质量％的Fe。之所以使Fe的含有率为0.6质量％～0.9质量％，是由于与Fe的含有率小于0.6质量％的情况相比，铝合金导电线10能够兼得拉伸强度和伸长率，与Fe的含有率大于0.9质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性优异。Fe的含有率优选为0.68质量％～0.82质量％。

铝合金导电线10含有0.05质量％～0.15质量％的Cu。之所以使Cu的含有率为0.05质量％～0.15质量％，是由于与Cu的含有率小于0.05质量％的情况相比，铝合金导电线10能够兼得拉伸强度和伸长率，与Cu的含有率大于0.15质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性优异。Cu的含有率优选为0.06质量％～0.12质量％。

铝合金导电线10含有0.2质量％～2.7质量％的Mg。之所以使Mg的含有率为0.2质量％～2.7质量％，是由于与Mg的含有率小于0.2质量％的情况相比，铝合金导电线10能够兼得拉伸强度和伸长率，与Mg的含有率大于2.7质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性更优异。Mg的含有率优选为0.2质量％～2.0质量％。

另外，在铝合金导电线10中，Ti、V和B的总计含有率为0.03质量％以下。之所以使Ti、V和B的总计含有率为0.03质量％以下，是由于与Ti、V和B的总计含有率大于0.03质量％的情况相比，铝合金导电线10的导电性更优异。Ti、V和B的总计含有率优选为0.01质量％以下。应予说明，Ti、V和B的总计含有率只要为0.03质量％以下即可，可以为0质量％。即，Ti、V和B的含有率可以均为0质量％。另外可以是Ti、V和B中的仅Ti的含有率为0质量％，可以是仅V的含有率为0质量％，可以是仅B的含有率为0质量％。

铝合金导电线10中，优选铝合金导电线10中的Mg的含有率x为1.45质量％以下，铝合金导电线10中的Si的含有率为0.17质量％～0.25质量％，在铝合金导电线10中仅含有Ti、V和B中的Ti。

这种情况下，铝合金导电线10具有相同组成时，即铝合金导电线10中的Si、Fe、Cu、Mg和Ti的含有率相同时，能够进一步提高铝合金导电线10的耐热性。

其中，铝合金导电线10中的Mg的含有率优选为0.3质量％以上。这种情况下，与铝合金导电线10中的Mg的含有率小于0.3质量％的情况相比，能够进一步提高耐热性。

另外，铝合金导电线10中的Si的含有率优选为0.23质量％以下。这种情况下，与铝合金导电线10中的Si的含有率大于0.23质量％的情况相比，能够进一步提高耐热性。

此外，铝合金导电线10中，铝合金导电线10中的Mg的含有率为x质量％时，拉伸强度为上述式(1)表示的T₁MPa以下。这种情况下，与铝合金导电线10的拉伸强度大于上述式(1)表示的T₁MPa的情况相比，可得到更优异的耐热性。

铝合金导电线10中，铝合金导电线10中的Mg的含有率为x质量％时，拉伸强度优选为下述式(3)表示的T₂MPa以上。这种情况下，在铝合金导电线10中，与拉伸强度小于下述式(3)表示的T₂MPa的情况相比，将铝合金导电线10在容易受到汽车内的振动的部分使用或缠绕或者以弯曲的状态保管时，能够充分抑制铝合金导电线10发生断线。

T₂＝60.5ln(x)+176···(3)

另外，铝合金导电线10中，导电率为上述式(2)表示的C％IACS以上。这种情况下，在铝合金导电线10中，与导电率小于上述式(2)表示的C％IACS的情况相比，可得到更优异的耐热性。其中，铝合金导电线10的导电率优选为65％IACS以下。

接下来，对铝合金导电线10的制造方法进行说明。

铝合金导电线10可以通过包括如下的盘条(wire rod)形成步骤和如下的处理步骤的制造方法而得到，所述盘条形成步骤是形成由铝合金构成的盘条的步骤，所述铝合金含有0.15质量％～0.25质量％的Si、0.6质量％～0.9质量％的Fe、0.05质量％～0.15质量％的Cu、0.2质量％～2.7质量％的Mg以及总计为0.03质量％以下Ti、V和B；所述处理步骤是对该盘条进行包括热处理工序和拉丝工序的处理工序而得到铝合金导电线10的步骤。

接下来，对上述的盘条形成步骤和处理步骤进行详细说明。

＜盘条形成步骤＞

盘条形成步骤是形成由上述的铝合金构成的盘条的工序。

上述盘条例如可以通过对由上述的铝合金构成的熔融金属进行连续铸造轧制、钢坯铸造后的热挤出等而获得。

＜处理步骤＞

处理步骤是对盘条进行上述处理工序而得到铝合金导电线10的步骤。

(处理工序)

处理工序是包括拉丝工序和热处理工序的工序。

处理工序只要包括拉丝工序和热处理工序即可。作为处理工序的顺序的具体方式，例如可举出以下的方式。

·热处理工序→拉丝工序→热处理工序

·热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序

·热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序

拉丝工序→热处理工序

·拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序

·拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序→拉丝工序→热处理工序

其中，处理工序的顺序不限于上述的方式。例如在上述的各具体方式中，可以进一步进行拉丝工序。这种情况下，在拉丝工序后需要进行热处理工序。

拉丝工序是使盘条、将盘条拉丝而得的拉丝材或者将拉丝材进一步拉丝而得的拉丝材(以下将“盘条”、“将盘条拉丝而得的拉丝材”和“将拉丝材进一步拉丝而得的拉丝材”称为“线材”)等的直径减小的工序。拉丝工序可以为热拉丝，也可以为冷拉丝，通常为冷拉丝。

另外，作为拉丝工序的对象的线材的直径大时(例如为3mm以上时)，在拉丝工序中，为了除去因拉丝产生的形变，优选从中途阶段进行热处理。

热处理工序是对线材进行热处理的工序。特别是在拉丝工序后进行的热处理工序是为了除去在拉丝工序中在线材中产生的形变而进行的。

为了使铝合金导电线10的拉伸强度为上述式(1)表示的T₁MPa以下且使导电率为上述式(2)表示的C％IACS以上，将热处理工序中的热处理温度通常设为200～400℃，热处理工序中的热处理时间通常设为1～24小时即可。

特别是在热处理工序中最后进行的热处理工序(以下称为“最终热处理工序”)中，优选将线材在350℃以下进行热处理。这种情况下，能够提高铝合金导电线10的导电率。其中，因更充分地降低强度，最终热处理工序中的线材的热处理温度优选为200℃以上。

最终热处理工序中的热处理时间优选为1小时以上。这种情况下，与进行少于1小时的拉丝材的热处理的情况相比，可得到全长上更均质的线材。其中，热处理时间优选为12小时以下。

(电线)

接下来，参照图2对本发明的电线进行说明。图2是表示本发明的电线的一个实施方式的截面图。

如图2所示，电线20具有上述的铝合金导电线10。

根据该电线20，由于铝合金导电线10可具有优异的耐热性，所以其可具有优异的耐热性。

电线20通常进一步具有被覆上述铝合金导电线10的被覆层11。被覆层11例如由在聚氯乙烯树脂、聚烯烃树脂中添加阻燃剂等而成的阻燃性树脂组合物等所构成。

(线束)

接下来，参照图3对本发明的线束进行说明。图3是表示本发明的线束的一个实施方式的截面图。

线束30具备多根上述电线20。

由于电线20可具有优异的耐热性，所以该线束30能具有优异的耐热性。

实施例

以下，举出实施例和比较例对本发明的内容进行具体的说明，但本发明不限于以下的实施例。

(实施例1～20和比较例1～20)

将Si、Fe、Cu、Mg、Ti、V和B以成为表1和2所示的含有率的方式与铝一起熔解，使其流入直径25mm的铸模而铸造线径25mm的铝合金。利用旋转锻造机(日本吉田记念公司制)对如此得到的铝合金进行旋转锻造加工使其线径成为9.5mm后，在270℃用8小时进行热处理而得到线径9.5mm的盘条。利用下述的处理方法对如此得到的盘条进行处理而得到铝合金导电线。

(处理方法)

拉丝至线径3.1mm→270℃×8时间的热处理→拉丝至线径1.25mm→270℃×8时间的热处理→拉丝至线径0.33mm→以表1和2所示的最终热处理的温度和时间进行热处理

另外，对如上所述得到的铝合金导电线进行基于JIS C3002的拉伸试验，测定拉伸强度。将结果示于表1和2。应予说明，将下述式(1)表示的T₁和下述式(3)表示的T₂也一并记入表1和2。另外，在表1和2中，拉伸强度的单位为MPa。

T₁＝59.5ln(x)+231···(1)

T₂＝60.5ln(x)+176···(3)

(在上述式(1)和式(3)中，x表示铝合金导电线中的Mg的含有率(质量％))

此外，基于JIS C3002对如上所述得到的铝合金导电线测定质量和电阻，根据所测定的质量和电阻求出导电率。将结果示于表1和2。应予说明，将下述式(2)表示的C也一并记入表1和2。另外，在表1和2中，导电率的单位为％IACS。

C＝1.26x²－11.6x+63.4···(2)

(在上述式(2)中，x表示铝合金导电线中的Mg的含有率(质量％))

(耐热性)

对如上所述得到的实施例1～20和比较例1～20的铝合金导电线进行耐热试验。耐热试验是将上述铝合金导电线在150℃下保持1000小时而进行的。然后，对耐热试验后的铝合金导电线进行基于JIS C3002的拉伸试验，测定拉伸强度。然后，算出耐热试验前后的拉伸强度，并基于下述式，算出耐热试验后的拉伸强度相对于耐热试验前的拉伸强度的残留率。将结果示于表1和2。

残留率(％)＝100×耐热试验后的拉伸强度/耐热试验前的拉伸强度

应予说明，在表1和2中，对于残留率为95％以上的铝合金导电线，判定为具有优异的耐热性，视为合格，标记为“○”。另外对于残留率小于95％的铝合金导电线，判定为耐热性差，视为不合格，在表1和2中标记为“×”。

由表1所示的结果可知，实施例1～20的铝合金导电线的残留率全部为95％以上，在耐热性方面满足合格基准。另一方面，由表2所示的结果可知，比较例1～20的铝合金导电线的残留率小于95％，在耐热性方面无法满足合格基准。

根据以上内容，确认了根据本发明的铝合金导电线，具有优异的耐热性。

符号说明

10…铝合金导电线

20…电线

30…线束

Claims

1.一种铝合金导电线，含有0.15质量％～0.25质量％的Si、0.6质量％～0.9质量％的Fe、0.05质量％～0.15质量％的Cu、0.2质量％～2.7质量％的Mg以及总计为0.03质量％以下的Ti、V和B，

其中，所述铝合金导电线中的Mg的含有率为x质量％时，拉伸强度为下述式(1)表示的T₁MPa以下，导电率为下述式(2)表示的C％IACS以上，

T₁＝59.5ln(x)+231···(1)

C＝1.26x²－11.6x+63.4···(2)。

2.根据权利要求1所述的铝合金导电线，其中，所述铝合金导电线中的Mg的含有率为x质量％时，拉伸强度为下述式(3)表示的T₂MPa以上，

T₂＝60.5ln(x)+176···(3)。

3.根据权利要求1或2所述的铝合金导电线，其中，所述铝合金导电线中的Mg的含有率x为1.45质量％以下，

所述铝合金导电线中的Si的含有率为0.17质量％～0.25质量％，

在所述铝合金导电线中，含有Ti、V和B中的仅Ti。

4.一种电线，具有权利要求1～3中任一项所述的铝合金导电线。

5.一种线束，具备多根权利要求4所述的电线。