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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft einen Elektrizitätstransmissionskörper wie einen Kabelbaum oder ein Batteriekabel und ein Produktionsverfahren hierfür.
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Hintergrund der Erfindung
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Die Verwendung eines leitenden Al-Legierungsdrahtes anstelle eines weichen Kupferdrahtes wurde vor kurzem zur Verwendung bei elektrischen Transmissionskörpern wie Kabelbäumen oder Batteriekabeln zur Verminderung des Gewichtes des leitenden Drahtes und zur Verminderung der Kosten vorgeschlagen. Ein Draht aus einem Aluminiumlegierungselement, bei dem bestimmte eingefügte Mengen an Fe, Mg und Si eingefügt sind und der verbleibende Rest aus Al und nicht vermeidbaren Verunreinigungen besteht (siehe Patentdokumente 1 und 2) ebenso wie ein Draht aus einem Aluminiumlegierungselement, worin bestimmte eingefügte Mengen an Fe, Si und Mn eingefügt sind und der Rest aus Al und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht (siehe Patentdokument 3), wurden als ein solcher leitender Al-Legierungsdraht vorgeschlagen.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: japanische offengelegte Patentanmeldung 2006-19163
- Patentdokument 2: japanische offengelegte Patentanmeldung 2006-19164
- Patentdokument 3: japanische offengelegte Patentanmeldung 2006-19165
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Zusammenfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Jedoch war es schwierig für die Drähte aus Al-Legierungselement, die in den oben erwähnten Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben sind, dass sie eine Ausgewogenheit bezüglich Zugfestigkeit und Dehnung haben, während sie eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
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Bei der Erzeugung eines Elektrizitätstransmissionsdrahtes unter Verwendung einer Al-Legierung wird zusätzlich die Al-Legierung normalerweise geschmolzen, mit anschließendem Gießen und Ziehen zu einer kontinuierlich gegossenen Stange. Es gab jedoch Fälle, bei denen Risse bei der gegossenen Stange auftraten. Folglich gab es Fälle, bei denen Risse sich expandieren konnten, wenn sie anschließend zu einer Walzenvorrichtung für eine Heißwalzenbearbeitung transportiert wurden, was zu einem Bruch führte. Selbst wenn Risse bei der gegossenen Stange nicht auftreten, gab es alternativ nach der Herstellung eines Drahtstabes durch Walzen der Gussstange Fälle, bei denen ein Reißen oder ein Brechen bei der Drahtstange auftrat, wenn die Drahtstange gezogen wurde. Selbst wenn ein Reißen und Brechen bei der Gussstange oder dem Drahtstab während des Verfahrens der Herstellung nicht auftraten, gab es Fälle, bei denen ein Reißen oder Brechen in dem leitenden Al-Legierungsdraht dann auftrat, wenn der Elektrizitätstransmissionskörper verwendet wurde. Als Ergebnis gab es Fälle, bei denen eine geringe Leitfähigkeit in dem Elektrizitätstransmissionskörper auftrat.
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Daher liegt ein Ziel dieser Erfindung darin, einen Elektrizitätstransmissionskörper anzugeben, der in der Lage ist, eine Ausgewogenheit zwischen Zugfestigkeit und Dehnung zu erzielen, während eine hohe elektrische Leitfähigkeit erhalten wird, und der ebenfalls in der Lage ist, adäquat eine geringe Leitfähigkeit zu verhindern, die dem Auftreten von Rissen zuzuschreiben ist.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Zur Lösung der oben erwähnten Probleme gibt diese Erfindung einen Elektrizitätstransmissionskörper an, der mit einem leitenden Al-Legierungsdraht versehen ist, umfassend eine Al-Legierung, die 1,2–2,2 Massen-% Fe, 0,15–0,4 Massen-% Si und 0,06–0,2 Massen-% Cu enthält, wobei der Rest aus Al und nicht vermeidbaren Verunreinigungen gebildet ist, und das Massenverhältnis von Ti/Fe 0,00045–0,00750 ist.
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Gemäß diesem Elektrizitätstransmissionskörper ist es möglich, die Zugfestigkeit und Dehnung auszugleichen, während eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufrechterhalten wird, und adäquat eine geringe Leitfähigkeit zu verhindern, die dem Auftreten von Rissen zuzuschreiben ist.
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In der oben erwähnten Al-Legierung ist das Massenverhältnis von Ti/Fe bevorzugt 0,00045–0,00300 und mehr bevorzugt 0,00045–0,00190.
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Darüber hinaus betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Elektrizitätstransmissionskörpers, umfassend einen Bildungsschritt für einen leitenden Draht unter Bildung eines leitenden Drahtes aus Al-Legierung, worin der Bildungsschritt für den leitenden Draht ein Schritt zur Bildung des leitenden Al-Legierungsdrahtes ist, wobei folgende Schritte durchgeführt werden: ein Gussstangen-Fabrikationsschritt zum Herstellen. einer Gussstange durch Schmelzen und Gießen einer Al-Legierung; einen Drahtstab-Fabrikationsschritt unter Herstellung eines Drahtstabes durch Heißbearbeitung der Gussstange; und einen Ziehschritt unter Erhalt eines gezogenen Drahtkörpers durch Ziehen des Drahtstabes, wobei bei dem Gussstangen-Fabrikationsschritt als Al-Legierung eine Al-Legierung verwendet wird, die umfasst: 1,2–2,2 Massen-% Fe, 0,15–0,4 Massen-% Si und 0,06–0,2 Massen-% Cu, wobei der Rest aus Al und nicht vermeidbaren Verunreinigungen gebildet ist, und wobei das Massenverhältnis von Ti/Fe 0,00045–0,00750 ist.
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Gemäß diesem Verfahren zur Herstellung eines Elektrizitätstransmissionskörpers ist es möglich, einen Elektrizitätstransmissionskörper zu erzeugen, der in der Lage ist, die Zugfestigkeit und Dehnung auszugleichen, während eine hohe elektrische Leitfähigkeit erhalten wird, und in der Lage ist, adäquat eine geringe Leitfähigkeit zu verhindern, die dem Auftreten von Rissen zuzuschreiben ist.
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Bei dem oben erwähnten Verfahren zur Erzeugung eines leitenden Al-Legierungsdrahtes umfasst der Schritt zur Bildung des leitenden Drahtes bevorzugt weiterhin einen Konditionier-Behandlungsschritt, der nach dem Ziehschritt durchgeführt wird, zum Durchführen von irgendeiner Konditionierbehandlung (a) bis (d) unten mit dem drahtgezogenen Körper:
- (a) Konditionierbehandlung, worin eine Kaltbearbeitung nach der Lösungsbehandlung durchgeführt wird und dann ein künstliches Altern und eine Härtungsbehandlung weiterhin durchgeführt werden;
- (b) Konditionierbehandlung, worin eine Lösungsbehandlung durchgeführt wird, mit weiterem Durchführen eines künstlichen Alterns und einer Härtungsbehandlung ohne Durchführen einer Kaltbearbeitung;
- (c) Konditionierbehandlung, worin ein Kühlen nach einer Hochtemperatur-Verarbeitung durchgeführt wird, mit anschließendem Kaltbearbeiten, und anschließend eine künstliche Alterung und Härtungsbehandlung weiterhin durchgeführt werden; und
- (d) Konditionierbehandlung, worin eine Hochtemperaturverarbeitung durchgeführt wird, mit anschließendem Kühlen und weiterem Durchführen eines künstlichen Alterns und einer Härtungsbehandlung, ohne Durchführen einer Kaltbearbeitung.
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In diesem Fall können die Zugfestigkeit und Dehnung verstärkt werden, während es ebenfalls möglich gemacht wird, die elektrische Leitfähigkeit weiter zu verbessern.
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Bei dem oben erwähnten Konditionier-Behandlungsschritt werden das künstliche Altern und die Härtungsbehandlung bevorzugt bei 200–400°C durchgeführt.
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In diesem Fall können im Vergleich zu dem Fall der Durchführung eines künstlichen Alterns und der Härtungsbehandlung bei einer Temperatur unterhalb von 200°C die zugegebenen Elemente adäquat ausgefällt werden und eine Dehnung kann weiterhin verbessert werden. Zusätzlich kann im Vergleich zu dem Fall der Durchführung eines künstlichen Alterns und der Härtungsbehandlung bei einer Temperatur oberhalb von 400°C eine Ausfällung der groben Teilchen adäquat inhibiert und eine Verminderung der Zugfestigkeit adäquat inhibiert werden.
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Bei dieser Erfindung betrifft ein Elektrizitätstransmissionskörper einen Gegenstand, der elektrische Energie transmittiert. Somit umfasst der Elektrizitätstransmissionskörper einen bloßen leitenden Draht aus Al-Legierung, einen verdrillten Drahtleiter, erhalten durch Verdrillen einer Vielzahl von leitenden Al-Legierungsdrähten miteinander, einen bedeckten Draht, erhalten durch Bedecken eines leitenden Al-Legierungsdrahtes mit einer Isolationsbeschichtungsschicht, ein Kabel, erhalten durch Abdecken von einem oder mehreren abgedeckten Drähten mit einer Schutzschicht, und einen Kabelbaum, der sich zusammensetzt aus dem Bündel einer Vielzahl von abgedeckten Drähten oder Kabeln.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß dieser Erfindung werden ein Elektrizitätstransmissionskörper, der in der Lage ist, die Zugfestigkeit und Dehnung auszubalancieren, während eine hohe elektrische Leitfähigkeit vorhanden ist, und der ebenfalls in der Lage ist, adäquat eine geringe Leitfähigkeit zu verhindern, die dem Auftreten von Rissen zuzuschreiben ist, und ein Produktionsverfahren hierfür angegeben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Ausführungsbeispiel des Elektrizitätstransmissionskörpers gemäß dieser Erfindung zeigt; und
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2 ist eine schematische Zeichnung, die ein Beispiel einer Vorrichtung zur Erzeugung des leitenden Al-Legierungsdrahtes gemäß 1 zeigt.
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Art zur Durchführung der Erfindung
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Es folgt eine Erläuterung der Ausführungsbeispiele des Elektrizitätstransmissionskörpers dieser Erfindung unter Bezugnahme auf 1. 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Ausführungsbeispiel des elektrischen Transmissionskörpers dieser Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Elektrizitätstransmissionskörper 10 mit einem Litzendrahtleiter und einer Isolations-Beschichtungsschicht 2 versehen. Denn der Elektrizitätstransmissionskörper 10 setzt sich aus einem abgedeckten Draht 3 zusammen. Der Litzendrahtleiter 1 wird durch Verdrillen einer Vielzahl von leitenden Al-Legierungsdrähten 4 miteinander gebildet.
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(Leitender Al-Legierungsdraht)
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Der leitende Al-Legierungsdraht 4 umfasst eine Al-Legierung. Die Al-Legierung umfasst 1,2–2,2 Massen-% Fe (Eisen), 0,15–0,4 Massen-% Si (Silizium) und 0,06–0,2 Massen-% Cu (Kupfer), wobei der Rest aus Al (Aluminium) und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, und das Massenverhältnis von Ti/Fe ist 0,00045–0,00750. Die Gehalte von Fe, Si und Cu beziehen sich auf die Basis (100 Massen-%) des Gewichtes der Al-Legierung.
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Die Al-Legierung umfasst 1,2–2,2 Massen-% Fe. Wenn der Gehalt an Fe geringer ist als 1,2 Massen-%, vermindert sich die Dehnung, unter Verhinderung der Ausgewogenheit zwischen Zugfestigkeit und Dehnung. Wenn auf der anderen Seite der Gehalt an Fe 2,2 Massen-% übersteigt, vermindert sich die elektrische Leitfähigkeit.
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Die Al-Legierung umfasst 0,15–0,4 Massen-% Si. Wenn der Gehalt an Si weniger als 0,15 Massen-% ist, vermindert sich die Zugfestigkeit, unter Verhinderung der Ausgewogenheit zwischen Zugfestigkeit und Dehnung. Wenn auf der anderen Seite der Gehalt an Si 0,4 Massen-% übersteigt, ist es nicht möglich, eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu erhalten. Zusätzlich ist es auch nicht möglich, eine Ausgewogenheit zwischen Zugfestigkeit und Dehnung zu erzielen, weil die Dehnung sich vermindert.
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Die Al-Legierung umfasst 0,06–0,2 Massen-% Cu. Wenn der Gehalt an Cu weniger als 0,06 Massen-% ist, vermindert sich die Zugfestigkeit, wobei verhindert wird, dass eine Ausgewogenheit zwischen Zugfestigkeit und Dehnung erzielt wird. Wenn auf der anderen Seite der Gehalt an Cu 0,2 Massen übersteigt, wird es nicht möglich, eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu erzielen. Zusätzlich ist es auch nicht möglich, eine Ausgewogenheit zwischen Zugfestigkeit und Dehnung zu erzielen, weil sich die Dehnung vermindert.
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Darüber hinaus ist das Massenverhältnis von Ti/Fe in der Al-Legierung 0,00045–0,00750. Wenn das Verhältnis von Ti/Fe geringer als 0,00045 ist, bilden sich Risse in einer Gussstange, wenn die Gussstange durch Gießen erzeugt wird, oder Risse entstehen, wenn ein Drahtstab, erhalten durch Heißbearbeitung der Gussstange, gezogen wird. Alternativ treten Risse oder ein Bruch in dem leitenden Al-Legierungsdraht 4 während der Verwendung des Elektrizitätstransmissionskörpers 10 auf, wodurch verursacht wird, dass der Elektrizitätstransmissionskörper 10 eine geringe Leitfähigkeit hat. Wenn das Verhältnis an Ti/Fe 0,00750 übersteigt, ist es zusätzlich nicht möglich, eine Ausgewogenheit zwischen Zugfestigkeit und Dehnung des leitenden Al-Legierungsdrahtes 4 zu erzielen, wenn der Fe-Gehalt gering ist. Zusätzlich wird die elektrische Leitfähigkeit des leitenden Al-Legierungsdrahtes 4 niedrig, wenn der Ti-Gehalt hoch ist.
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Weiterhin umfasst der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen. Es ist gewünscht, dass Al eine hohe Reinheit hat, um eine vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit des leitenden Al-Legierungsdrahtes 4 zu erzielen. Mehr spezifisch ist die Reinheit von Al bevorzugt 99,95% oder mehr. Weil unvermeidbare Verunreinigungen eine Verminderung bei der elektrischen Leitfähigkeit verursachen, ist der Gehalt davon bevorzugt möglichst niedrig.
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In der Al-Legierung ist das Massenverhältnis von Ti/Fe bevorzugt 0,00045–0,00600, mehr bevorzugt 0,00045–0,00500, noch mehr bevorzugt 0,00045–0,00300 und am meisten bevorzugt 0,00045–0,00190. In diesem Fall kann die Zugfestigkeit weiterhin verbessert werden im Vergleich zu dem Fall, dass das Verhältnis von Ti/Fe von dem Bereich von 0,00045–0,00600 abweicht.
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(Isolationsbeschichtungsschicht)
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Die Isolationsbeschichtungsschicht 2 setzt sich aus einem Isolationsmaterial zusammen. Ein synthetisches Harz und dgl. wird normalerweise für das Isolationsmaterial verwendet.
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Nachfolgend wird eine Erläuterung für ein Verfahren zur Erzeugung des Elektrizitätstransmissionskörpers 10 angegeben.
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[Bildungsschritt für den leitenden Draht]
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Zunächst wird ein leitender Al-Legierungsdraht 4 gebildet. Es folgt eine Erläuterung eines Verfahrens zur Erzeugung des leitenden Al-Legierungsdrahtes 4 unter Bezugnahme auf 2. 2 ist eine Zeichnung, die schematisch ein Beispiel einer Vorrichtung zur Erzeugung des leitenden Al-Legierungsdrahtes gemäß 1 zeigt.
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[Fabrikationsschritt für die Gussstange]
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Zunächst werden Fe, Si, Cu, Ti und Al mit den Gehalten innerhalb der oben beschriebenen Bereiche geschmolzen und mit einer kontinuierlichen Gussmaschine 11 gegossen, zur Erzeugung einer Gussstange 12, wie in 2 gezeigt ist.
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[Fabrikationsschritt des Drahtstabes]
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Ein Drahtstab 13 wird dann durch Heißwalzen der Gussstange 12 erzeugt. Normalerweise wird eine Heißwalzmaschine 14 tandemartig mit der kontinuierlichen Gussmaschine 11 verbunden. Obwohl es keine besondere Beschränkung bezüglich des Durchmessers des Drahtstabes 13 gibt, kann der Durchmesser beispielsweise etwa 9,0–10,0 mm sein.
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[Ziehschritt]
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Dann wird der Drahtstab 13 mit einer Drahtziehmaschine 15 zum Ziehen auf einen Durchmesser von beispielsweise etwa 5,0–6,0 mm für den Erhalt eines drahtgezogenen Körpers 16 kaltgezogen.
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[Konditionierbehandlungsschritt]
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Dann wird eine Lösungsbehandlung mit dem drahtgezogenen Körper 16 mit einer Lösungsbehandlungsvorrichtung 17 durchgeführt. Diese Lösungsbehandlung wird durchgeführt, um eine gleichmäßige feste Lösung der zugegebenen Elemente zu erhalten. Die Lösungsbehandlung wird bevorzugt bei 500–580°C durchgeführt. Wenn die Lösungsbehandlung innerhalb dieses Temperaturbereiches durchgeführt wird, können die zugegebenen Elemente gleichmäßiger gemacht werden als bei dem Fall der Durchführung einer Lösungsbehandlung bei einer Temperatur von weniger als 500°C. Zusätzlich wird das partielle Schmelzen des drahtgezogenen Körpers 16 adäquat im Vergleich zu dem Fall der Durchführung einer Lösungsbehandlung bei einer Temperatur von mehr als 580°C inhibiert. Weiterhin variiert die bevorzugte Behandlungszeit entsprechend der Temperatur der Lösungsbehandlung. Bei der Durchführung der Lösungsbehandlung bei 550°C ist die Behandlungszeit bevorzugt 2,5–3,5 h und mehr bevorzugt 3 h. Nach dieser Lösungsbehandlung kann der drahtgezogene Körper 16 durch Wasserkühlen oder dgl. gekühlt werden oder auch nicht.
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Dann wird ein Kaltziehen mit dem gezogenen Drahtkörper 16 mit einer Drahtziehmaschine 18 durchgeführt, zur Herstellung eines Drahtes 19 aus Al-Legierungselement mit dem beabsichtigten Durchmesser. Der Durchmesser des Drahtes 19 aus dem Al-Legierungselement muss nur kleiner sein als der Durchmesser des gezogenen Drahtkörpers 16 und ist normalerweise etwa 0,3–0,4 mm.
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Das künstliche Altern und eine Härtungsbehandlung werden dann mit dem Draht 19 aus dem Al-Legierungselement mit einer Vorrichtung 20 für das künstliche Altern und die Härtungsbehandlung durchgeführt. Das künstliche Altern und die Härtungsbehandlung sind Behandlungen, bei denen ein Überschuss der zugegebenen Elemente in fester Lösung fein ausgefällt ist. Dieses künstliche Altern und Härtungsbehandlung werden bevorzugt bei 200–400°C und mehr bevorzugt bei 200–300°C durchgeführt. In diesem Fall können die zugegebenen Elemente adäquat ausgefällt werden und die Dehnung kann weiter verbessert werden im Vergleich zu dem Fall der Durchführung des künstlichen Alterns und der Härtungsbehandlung bei einer Temperatur unterhalb von 200°C. Zusätzlich kann die Ausfällung der groben Teilchen adäquat inhibiert werden und Verminderungen der Zugfestigkeit können adäquat inhibiert werden im Vergleich zu dem Fall der Durchführung des künstlichen Alterns und der Härtungsbehandlung bei mehr als 400°C. Die bevorzugte Zeit des künstlichen Alterns und Härtungsbehandlung variiert entsprechend der Behandlungstemperatur, Zusammensetzung und dgl. Wenn die Behandlungstemperatur höher wird, wird beispielsweise typischerweise die Zeit für das künstliche Altern und die Behandlungszeit kürzer, während bei Erniedrigung der Behandlungstemperatur die Zeit für das künstliche Altern und Härtungsbehandlung länger wird. Normalerweise ist die Behandlungszeit etwa 10 min bis 5 h. Beispielsweise bei einer Behandlungstemperatur von 200°C ist die Behandlungszeit 3 h, bei einer Behandlungstemperatur von 250°C ist die Behandlungszeit 0,5 h und bei einer Behandlungstemperatur von 300°C ist die Behandlungszeit 0,17 h.
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Der leitende Al-Legierungsdraht 4 wird auf diese Weise erhalten. Der Litzendrahtleiter 1 wird dann erhalten durch Herstellung einer Vielzahl dieser leitenden Al–Legierungsdrähte 4 und Verdrillen dieser miteinander.
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[Schritt zur Bildung der Isolationsbeschichtungsschicht]
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Nachfolgend wird der Litzendrahtleiter 1 mit der Isolationsbeschichtungsschicht 2 bedeckt. Zum Bedecken des Litzendrahtleiters 1 mit der Isolationsbeschichtungsschicht 2 wird der leitende Al-Legierungsdraht 4 in einen Kreuzkopf und dgl. einer Extrusionsmaschine eingeführt und mit einem synthetischen Harz bedeckt, das von der Extrusionsmaschine in der Form eines Schlauches extrudiert wird.
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Der Elektrizitätstransmissionskörper 10, der sich aus dem abgedeckten Draht 3 zusammensetzt, wird auf diese Weise erhalten.
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Diese Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Obwohl der Elektrizitätstransmissionskörper 10 bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel mit dem Litzendrahtleiter 1, erhalten durch Verdrillen einer Vielzahl der leitenden Al-Legierungsdrähte 4 miteinander, versehen ist, kann beispielsweise anstelle des Litzendrahtleiters 1 ein Litzendrahtleiter vorgesehen werden, der durch weiteres Verdrillen einer Vielzahl der Litzendrahtleiter 1 erhalten ist, und ein komprimierter Leiter, der durch Komprimieren dieser Litzendrahtleiter 1 erhalten ist, kann vorgesehen werden, so dass die Querschnitte dieser Litzendrahtleiter eine kreisförmige Form haben.
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Obwohl der Elektrizitätstransmissionskörper 10 bei dem erwähnten Ausführungsbeispiel sich aus einem einzelnen abgedeckten Draht 3 zusammensetzt, kann der Elektrizitätstransmissionskörper 10 zusätzlich auch ein Kabelbaum sein, der sich durch Bündeln einer Vielzahl der abgedeckten Drähte 3 zusammensetzt, oder kann ein Kabel sein (wie ein Batteriekabel), erhalten durch Abdecken von einem oder mehreren abgedeckten Drähten mit einer Schutzschicht.
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Obwohl der Elektrizitätstransmissionskörper 10 bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel mit der Isolationsbeschichtungsschicht 2 versehen ist, kann darüber hinaus die Isolationsbeschichtungsschicht 2 auch weggelassen werden. Denn der Elektrizitätstransmissionskörper 10 kann sich aus einem bloßen Litzendrahtleiter 1 oder nur aus einem einzelnen leitenden Al-Legierungsdraht 4 zusammensetzen.
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Obwohl das Heißbearbeiten der Gussstange 12 beispielsweise durch Heißwalzbearbeitung auf zuvor beschriebene Weise bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, kann es zusätzlich durch Heißextrusionsbearbeitung durchgeführt werden. Zusätzlich kann das Ziehen des Drahtstabes 13 durch ein anderes bekanntes Verfahren anstelle der Kaltbearbeitung durchgeführt werden.
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Obwohl die Lösungsbehandlung bei dem gezogenen Drahtkörper 16, erhalten durch Ziehen des Drahtstabes 13, durchgeführt wird, wird die Kaltbearbeitung mit anschließender Lösungsbehandlung durchgeführt, und eine weitere Konditionierbehandlung entsprechend JIS T8, worin ein künstliches Altern und Härtungsbehandlung angegeben sind, wird bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel durchgeführt, zur Verbesserung der Zugfestigkeit und Dehnung ebenso wie zur weiteren Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit, und eine andere Konditionierbehandlung kann anstelle der gemäß JIS T8 durchgeführt werden. Denn eine Konditionierbehandlung kann durch ein Verfahren, bei dem eine Lösungsbehandlung mit dem gezogenen Drahtkörper 16 durchgeführt wird, mit anschließendem weiteren Durchführen eines künstlichen Alterns und Härtungsbehandlung ohne Durchführung der Kaltbearbeitung (JIS T6), ein Verfahren, bei dem eine Hochtemperaturverarbeitung mit dem gezogenen Drahtkörper 16 mit anschließendem Kühlen und Kaltbearbeiten durchgeführt wird, mit weiterem anschließendem Durchführen der künstlichen Alterung und Härtungsbehandlung (JIS T10), oder ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem eine Hochtemperaturverarbeitung mit dem gezogenen Drahtkörper 16 durchgeführt wird, mit anschließendem Kühlen und weiterem Durchführen eines künstlichen Alterns und Härtungsbehandlung ohne Durchführen einer Kaltbearbeitung (JIS T5). Hierin betrifft eine Hochtemperaturverarbeitung die Behandlung des gezogenen Drahtkörpers 16 bei hoher Temperatur von 400–550°C. Weiterhin kann die oben erwähnte Konditionierbehandlung auch weggelassen werden. In diesem Fall wird der gezogene Drahtkörper 16 selbst als leitender Al-Legierungsdraht 4 verwendet.
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Beispiele
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Obwohl nachfolgend eine spezifische Erläuterung des Inhaltes dieser Erfindung durch Angabe von Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wird, ist diese Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
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(Beispiele 1 bis 42 und Vergleichsbeispiele 1 bis 13)
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Fe, Si, Cu, Ti und Al wurden in den Zusammensetzungen gemäß den Tabellen 1 bis 3 geschmolzen, mit anschließendem Gießen mit einer kontinuierlichen Gießmaschine, zur Herstellung von Gussstangen mit einem Durchmesser von 25 mm. Die Gussstangen wurden dann zur Herstellung von Drahtstäben mit einem Durchmesser von 9,8 mm heißgewalzt. Die Drahtstäbe wurden dann kaltgezogen auf einen Durchmesser von 0,33 mm, unter Erhalt von Drähten aus Al-Legierungselementen. Die Drähte aus Al-Legierungselementen wurden einer Alterung und Härtungsbehandlung bei den Temperaturen für die Alterung und Härtungsbehandlung und den Zeiten gemäß Tabellen 1 bis 3 unterworfen. Leitende Al-Legierungsdrähte wurden auf diese Weise erhalten.
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Die Zugfestigkeit und die Dehnung wurden dann für die leitenden Al-Legierungsdrähte, erhalten auf diese Weise, durch Durchführen der Zugfestigkeitstests bei 20°C entsprechend JIS C3002 gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt.
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Weiterhin wurden die elektrische Leitfähigkeit der leitenden Al-Legierungsdrähte bei 20°C gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt.
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Darüber hinaus wurden die Gussstangen und die Drahtstäbe visuell bezüglich des Auftretens von Rissen beobachtet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt.
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Die Auswertung (Bewertung) der leitenden Al-Legierungsdrähte wurden auf der Basis der folgenden Kriterien durchgeführt:
- (1) Zugfestigkeit von 140 MPa oder mehr;
- (2) Dehnung von 12% oder mehr;
- (3) elektrische Leitfähigkeit von 58% IACS oder mehr; und
- (4) Abwesenheit des Auftretens von Rissen bei der Gussstange und dem Drahtstab.
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Solche leitenden Al-Legierungsdrähte, die alle Kriterien (1) bis (4) oben erfüllten, wurden als akzeptabel bewertet und mit ”O” den Tabellen 1 bis 3 angezeigt. Auf der anderen Seite wurden solche leitenden Al-Legierungsdrähte, die eines der Kriterien (1) bis (4) oben nicht erfüllten, als nicht akzeptable bewertet und mit ”x” in den Tabellen 1 bis 3 angezeigt. Die leitenden Al-Legierungsdrähte mit einer Zugfestigkeit von 140 MPa oder mehr wurden als akzeptabel bewertet, weil die Zugfestigkeit, die zum Realisieren einer Zugfestigkeit, die gleich ist wie die eines weichen Kupferdrahtes (etwa 210 MPa), mit einem Al-Legierungsdraht mit einer Querschnittsfläche, die 1,5-mal größer ist als die von einem weichen Kupferdraht, 210 MPa × 2/3 = 140 MPa ist. Weiterhin ist es möglich, selbst wenn die Querschnittsfläche des leitenden Al-Legierungsdrahtes 1,5-mal größer gemacht ist als die von weichem Kupferdraht, den leitenden Al-Legierungsdraht leichter zu machen als den weichen Kupferdraht, weil die Dichte von Aluminium 2,7 g/cm
3 ist, während die Dichte von Kupfer 8,9 g/cm
3 ist.
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Entsprechend den Ergebnissen gemäß den Tabellen 1 bis 3 erfüllten die Beispiele 1 bis 42, die die Erfordernisse dieser Erfindung erfüllen, alle Kriterien (1) bis (4). Somit wurden sie als akzeptabel bewertet. Auf der anderen Seite konnten die Vergleichsbeispiele 1 bis 13, die die Erfordernisse dieser Erfindung nicht erfüllen, zumindest eines der Kriterien (1) bis (4) nicht erfüllen. Somit wurden sie mit nicht akzeptabel bewertet.
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Auf der. Basis der obigen Feststellungen wurde bestätigt, dass gemäß dem Elektrizitätstransmissionskörper dieser Erfindung es möglich ist, die Zugfestigkeit und Dehnung ausgewogen zu halten, während eine hohe elektrische Leitfähigkeit erhalten wird, und ebenfalls eine geringe Leitfähigkeit, die dem Auftreten von Rissen zuzuschreiben ist, adäquat zu verhindern.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Weil der Elektrizitätstransmissionskörper dieser Erfindung die Zugfestigkeit und Dehnung ausgewogen halten kann, während eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufrechterhalten wird, und adäquat eine geringe Leitfähigkeit verhindern kann, die dem Auftreten von Rissen zuzuschreiben ist, kann er als Kabelbaum, Batteriekabel und dgl. verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Isolationsbeschichtungsschicht
- 3
- Abgedeckter Draht (Elektrizitätstransmissionskörper)
- 4
- Leitender Al-Legierungsdraht
- 10
- Elektrizitätstransmissionskörper
- 12
- Gussstange
- 13
- Drahtstab
- 16
- gezogener Drahtkörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006-19163 [0002]
- JP 2006-19164 [0002]
- JP 2006-19165 [0002]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- JIS T8 [0043]
- JIS T6 [0043]
- JIS T10 [0043]
- JIS T5 [0043]
- JIS C3002 [0046]
