DE112016001981B4 - Aluminiumlegierungselementdraht, Aluminiumlegierungslitzendraht und Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumlegierungslitzendrahts, elektrisches Fahrzeugkabel und Kabelbaum - Google Patents

Aluminiumlegierungselementdraht, Aluminiumlegierungslitzendraht und Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumlegierungslitzendrahts, elektrisches Fahrzeugkabel und Kabelbaum Download PDF

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Abstract

Aluminiumlegierungselementdraht zur Verwendung als ein Leiter eines Fahrzeugkabels, welcher aufweist:eine chemische Zusammensetzung, welche in Masseprozent umfasst:Mg: 0,3% oder mehr und 0,9% oder weniger,Si: 0,1% oder mehr und 0,7% oder weniger,Fe: 0,1% oder mehr und 0,4% oder weniger,mindestens ein Element, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Cu, Cr, Ni und Zr: insgesamt 0,01 % oder mehr und 0,5% oder weniger, undwobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und eine Oberflächenrauigkeit Ra im Bereich von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger liegt, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aluminiumlegierungselementdraht, einen Aluminiumlegierungslitzendraht und ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumlegierungslitzendrahts, ein elektrisches Fahrzeugkabel und einen Kabelbaum.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Üblicherweise bekannt ist ein Aluminiumlegierungslitzendraht, welcher aus mehreren Aluminiumlegierungselementdrähten besteht, die miteinander verdrillt sind. Ebenso ist ein elektrisches Fahrzeugkabel bekannt, welches einen Aluminiumlegierungslitzendraht enthält. Auch ist ein Kabelbaum bekannt, welcher ein elektrisches Fahrzeugkabel und einen auf einen Aluminiumlegierungslitzendraht des elektrischen Fahrzeugkabels gequetschten oder gecrimpten Anschluss enthält.
  • Patentdokument 1 als eine verwandte Technik offenbart ein Verfahren zum Crimpen eines Anschlusses auf einen geknickten Abschnitt, welcher durch Knicken der Spitze eines Aluminiumkerndrahts gebildet ist, um eine Anschluss-Crimpfestigkeit zu verbessern.
  • DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP-A-2009-266469
  • DE 26 24 976 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Leitern aus AlMgSi-Legierungen. DE 28 04 087 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Walzen und Warmbehandeln für die Herstellung von Walzdraht aus ausscheidungshärtbarer Aluminiumlegierung, insbesondere aus elektrisch leitender Al-Mg-Si-Legierung. JP 2014-116204 A beschreibt einen Isolierdraht, bestehend aus einem Leiter auf Aluminium- oder Aluminiumlegierungsbasis und einer Isolierschicht, welche die Umfangsfläche des Leiters bedeckt. JP 2004-134212 A beschreibt ein Aluminiumkabel für einen Automobilkabelbaum, bei dem als Elementkabel ein dünner Aluminiumdraht verwendet wird, der Bestandteile von Fe: 0,6 Gew.-% oder weniger, Si: 0,2-1,0 Gew.-%, Mg: 0,2-1,0 Gew.-% enthält, wobei der Rest aus Aluminium und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. JP 2010-265509 A beschreibt einen elektrisch leitenden Draht aus AI-Legierung, die in Massen-% 0,2-0,8% Si, 0,36-1,5% Fe, 0,2% oder weniger Cu, 0,45-0,9% Mg, 0,005-0,03% Ti umfasst, wobei der Rest Al mit unvermeidlichen Verunreinigungen ist. US 2013/0264115 A1 beschreibt einen Aluminium-Legierungsdraht, der einen Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger aufweist und in Massen-% Mg zu 0,03% bis 1,5%, Si zu 0,02% bis 2,0%, mindestens ein Element, ausgewählt aus Cu, Fe, Cr, Mn und Zr mit insgesamt 0,1% bis 1,0%, enthält, wobei der Rest Al und Verunreinigungen sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • Die herkömmliche Technik jedoch ist unpraktisch, da sie das Ausbilden des geknickten Abschnitts erfordert, und die Zahl der Arbeitsschritte in einem Crimp-Vorgang steigt. Wenn ein Anschluss auf einen Aluminiumlegierungslitzendraht gecrimpt wird, ohne dass ein genickter Abschnitt ausgebildet ist, wird außerdem ein in dem Aluminiumlegierungslitzendraht gelegener Aluminiumlegierungselementdraht gelöst, auch wenn der elektrische Kontaktwiderstand zwischen dem Aluminiumlegierungslitzendraht und dem Anschluss günstig ist, was dahingehend problematisch ist, dass eine Anschluss-Crimpfestigkeit reduziert wird.
  • Diese Erfindung wurde angesichts der obigen Umstände konzipiert und ist darauf gerichtet, einen Aluminiumlegierungselementdraht, einen Aluminiumlegierungslitzendraht, ein elektrisches Fahrzeugkabel und einen Kabelbaum bereitzustellen, welche es ermöglichen, eine Anschluss-Crimpfestigkeit zu verbessern.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
  • Ein Aspekt dieser Erfindung ist ein Aluminiumlegierungselementdraht zur Verwendung als ein Leiter eines elektrischen Fahrzeugkabels, welcher aufweist:
    • eine chemische Zusammensetzung, welche in Masseprozent umfasst:
      • Mg: 0,3% oder mehr und 0,9% oder weniger,
      • Si: 0,1% oder mehr und 0,7% oder weniger,
      • Fe: 0,1% oder mehr und 0,4% oder weniger,
      • mindestens ein Element, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Cu, Cr, Ni und Zr: insgesamt 0,01 % oder mehr und 0,5% oder weniger, und
    • wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und eine Oberflächenrauigkeit Ra im Bereich von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger liegt, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit.
  • Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung ist ein Aluminiumlegierungslitzendraht, welcher mehrere der Aluminiumlegierungselementdrähte enthält, welche miteinander verdrillt sind.
  • Ein anderer Aspekt dieser Erfindung ist ein elektrisches Fahrzeugkabel, welches den Aluminiumlegierungslitzendraht enthält.
  • Noch ein anderer Aspekt dieser Erfindung ist ein Kabelbaum, welcher das elektrische Fahrzeugkabel und einen Anschluss enthält, welcher auf den Aluminiumlegierungslitzendraht des elektrischen Fahrzeugkabels gecrimpt ist.
  • Noch ein anderer Aspekt dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumlegierungslitzendrahts zur Verwendung als ein Leiter eines elektrischen Fahrzeugkabels, welches einschließt:
    • einen Gießschritt, in dem ein Gussmaterial mit einer chemischen Zusammensetzung erzeugt wird, welche in Masseprozent umfasst:
      • Mg: 0,3% oder mehr und 0,9% oder weniger,
      • Si: 0,1% oder mehr und 0,7% oder weniger,
      • Fe: 0,1% oder mehr und 0,4% oder weniger,
      • mindestens ein Element, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Cu, Cr, Ni und Zr: insgesamt 0,01 % oder mehr und 0,5% oder weniger, und
      • wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind;
    • einen Streckschritt, in dem das Gussmaterial einer plastischen Bearbeitung unterzogen wird, um ein bearbeitetes Produkt zu erzeugen;
    • einen Ziehschritt, in dem das bearbeitete Produkt dem Drahtziehen unterzogen wird, um einen gezogenen Draht zu erzeugen; und
    • einen Drahtbündelungsschritt, in dem mehrere der gezogenen Drähte miteinander verdrillt werden, um ein Litzendrahtmaterial zu erzeugen und das Litzendrahtmaterial einer Wärmebehandlung unterzogen wird, oder der gezogene Draht einer Wärmebehandlung unterzogen wird und mehrere der gezogenen Drähte, welche der Wärmebehandlung unterzogen worden sind, miteinander verdrillt werden, um ein Litzendrahtmaterial zu erzeugen; wobei
    • das Drahtziehen so ausgeführt wird, dass dem gezogenen Draht eine Oberflächenrauigkeit Ra im Bereich von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger verliehen wird, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit, oder
    • der gezogene Draht nach dem Drahtziehen und vor dem Erzeugen des Litzendrahtmaterials einer Aufrauhbehandlung unterzogen, um eine Oberflächenrauigkeit Ra im Bereich von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit, zu erhalten.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Der Aluminiumlegierungselementdraht weist die chemische Zusammensetzung, wie vorstehend angegeben, auf, wobei die Oberflächenrauigkeit Ra im angegebenen Bereich, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit, liegt. Der Aluminiumlegierungslitzendraht enthält mehrere Aluminiumlegierungselementdrähte, welche miteinander verdrillt sind. Das elektrische Fahrzeugkabel enthält den Aluminiumlegierungslitzendraht. Der Kabelbaum enthält das elektrische Fahrzeugkabel und einen Anschluss, welcher auf den Aluminiumlegierungslitzendraht des elektrischen Fahrzeugkabels gecrimpt ist.
  • Mit derartigen Konfigurationen ermöglichen der Aluminiumlegierungselementdraht, der Aluminiumlegierungslitzendraht, das elektrische Fahrzeugkabel und der Kabelbaum die Verbesserung der Anschluss-Crimpfestigkeit. Diese Verbesserung wird erreicht, da die Oberfläche des Aluminiumlegierungselementdrahts mit der angegebenen chemischen Zusammensetzung den spezifizierten Bereich der Oberflächenrauigkeit Ra aufweist. Wenn also der Anschluss auf den Aluminiumlegierungslitzendraht gecrimpt ist, erhöht sich die Reibungskraft zwischen den in dem Aluminiumlegierungslitzendraht gelegenen Aluminiumlegierungselementdrähten, sodass ein Rutschen zwischen den Aluminiumlegierungselementdrähten reduziert wird. Folglich werden die in dem Aluminiumlegierungslitzendraht gelegenen Aluminiumlegierungselementdrähte kaum gelöst.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumlegierungslitzendrahts schließt die vorstehend genannten Schritte ein. Gemäß diesem Verfahren kann der Aluminiumlegierungslitzendraht erzeugt werden, welcher die verbesserte Anschluss-Crimpfestigkeit bereitstellen kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Darstellung eines Aluminiumlegierungselementdrahts, eines Aluminiumlegierungslitzendrahts, eines elektrischen Fahrzeugkabels und eines Kabelbaums nach Beispiel 1.
    • 2 ist eine Darstellung der Crimphöhe (C/H) beim Crimpen eines Anschlusses gemäß Beispiel 1.
  • AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Die Gründe für die Einschränkungen der chemischen Zusammensetzung der des Aluminiumlegierungselementdrahts werden nachstehend erläutert.
  • Mg: 0,3 Masseprozent oder mehr und 0,9 Masseprozent oder weniger,
    Si: 0,1 Masseprozent oder mehr und 0,7 Masseprozent oder weniger
    Wenn Mg in einem Massenanteil von 0,3% oder mehr vorhanden ist und Si in einem Massenanteil von 0,1% oder mehr enthalten ist, präzipitiert Mg2Si, um den Aluminiumlegierungselementdraht mit einer beim Gebrauch als ein Leiter eines elektrischen Fahrzeugkabels ausreichenden Festigkeit zuverlässig zu bilden. Wenn der Mg-Gehalt mehr als 0,9 Masseprozent beträgt und/oder der Si-Gehalt mehr als 0,7 Masseprozent beträgt, wird die Festigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts höher, jedoch wird die Leitfähigkeit geschwächt und der Aluminiumlegierungselementdraht wird möglicherweise während des Drahtziehens gebrochen. Folglich ist der Mg-Gehalt auf 0,9 Masseprozent oder weniger festgelegt, und der Si-Gehalt ist auf 0,7 Masseprozent oder weniger festgelegt.
  • Was das Verbessern der Festigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts betrifft, kann der Mg-Gehalt vorzugsweise 0,35 Masseprozent oder mehr, besser 0,4 Masseprozent oder mehr, noch besser 0,45 Masseprozent oder mehr und am besten 0,5 Masseprozent oder mehr betragen. Unter dem Gesichtspunkt des Ausgleichens zwischen Festigkeit und Leitfähigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts kann der Mg-Gehalt vorzugsweise 0,85 Masseprozent oder weniger, besser 0,8 Masseprozent oder weniger, noch besser 0,75 Masseprozent oder weniger und am besten 0,7 Masseprozent oder weniger betragen.
  • Was das Verbessern der Festigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts betrifft, kann der Si-Gehalt vorzugsweise 0,15 Masseprozent oder mehr, besser 0,2 Masseprozent oder mehr, noch besser 0,25 Masseprozent oder mehr, immer noch besser 0,3 Masseprozent oder mehr und am besten 0,35 Masseprozent oder mehr betragen. Unter dem Gesichtspunkt des Ausgleichens zwischen Festigkeit und Leitfähigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts kann der Si-Gehalt vorzugsweise 0,68 Masseprozent oder weniger, besser 0,65 Masseprozent oder weniger, noch besser 0,6 Masseprozent oder weniger betragen.
  • Fe: 0,1 Masseprozent oder mehr und 0,4 Masseprozent oder weniger
    Wenn der Fe-Gehalt erhöht wird, wird die Festigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts erhöht. Um die somit aus dem Fe resultierende Wirkung auszuüben, ist der Fe-Gehalt auf 0,1 Masseprozent oder mehr festgelegt. Wenn jedoch der Fe-Gehalt übermäßig hoch ist, verschlechtert sich die Leitfähigkeit und Belastbarkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts und dieser kann während des Drahtziehens gebrochen werden. Folglich ist der Fe-Gehalt auf 0,4 Masseprozent oder weniger festgelegt.
  • Was das Verbessern der Festigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts betrifft, kann der Fe-Gehalt vorzugsweise 0,12 Masseprozent oder mehr, besser 0,15 Masseprozent oder mehr betragen. Unter dem Gesichtspunkt, dem Aluminiumlegierungselementdraht sicher Leitfähigkeit und Belastbarkeit zu verleihen, beträgt der Fe-Gehalt vorzugsweise 0,38 Masseprozent oder weniger, besser 0,34 Masseprozent oder weniger, noch besser 0,3 Masseprozent oder weniger.
  • Mindestens ein Element, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Cu, Cr, Ni, und Zr: insgesamt 0,01 % oder mehr und 0,5% oder weniger
    Diese zusätzlichen Elemente dienen dazu, sowohl die Wärmebeständigkeit als auch die Festigkeit in dem Aluminiumlegierungselementdraht zu verbessern. Um die Wirkung der beigefügten zusätzlichen Elemente auszuüben, beträgt der Gesamtanteil der zusätzlichen Elemente 0,01 Masseprozent oder mehr. Wenn jedoch der Gesamtanteil der zusätzlichen Elemente übermäßig hoch ist, wird die Leitfähigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts verschlechtert, und der Aluminiumlegierungselementdraht neigt dazu, während des Drahtziehens gebrochen zu werden. Daher ist der Gesamtanteil der zusätzlichen Elemente auf 0,5 Masseprozent oder weniger festgelegt.
  • Was das Verbessern der Wärmebeständigkeit und der Festigkeit in dem Aluminiumlegierungselementdraht angeht, kann der Gesamtanteil der zusätzlichen Elemente vorzugsweise 0,02 Masseprozent oder mehr, besser 0,03 Masseprozent oder mehr, noch besser 0,04 Masseprozent oder mehr, am besten 0,05 Masseprozent oder mehr betragen. Der Gesamtanteil der zusätzlichen Elemente kann vorzugsweise 0,45 Masseprozent oder weniger, besser 0,4 Masseprozent oder weniger, noch besser 0,35 Masseprozent oder weniger betragen.
  • Die chemische Zusammensetzung kann ferner Ti und/oder B enthalten. In diesem Fall kann der Ti-Gehalt 0,003 Masseprozent oder mehr und 0,03 Masseprozent oder weniger betragen (30 ppm oder mehr und 300 ppm oder weniger im Massenverhältnis), und der B-Gehalt kann 0,0003 Masseprozent oder mehr und 0,003 Masseprozent oder weniger betragen (3 ppm oder mehr und 30 ppm oder weniger im Massenverhältnis).
  • Sowohl Ti als auch B kann die Festigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts weiter verbessern. Ti und B weisen eine Wirkung auf, die Kristallstruktur einer Aluminiumlegierung beim Gießen zu verfeinern. Wenn die Kristallstruktur fein ist, können nicht nur die Festigkeit, sondern auch die Drahtziehbarkeit in dem Aluminiumlegierungselementdraht verbessert werden. Unter dem Gesichtspunkt den Effekt der Verfeinerung der Kristallstruktur ausreichend auszuüben, ist der Ti-Gehalt auf 0,003 Masseprozent oder mehr festgelegt, und der B-Gehalt ist auf 0,0003 Masseprozent oder mehr festgelegt. Wenn jedoch der Ti-Gehalt über 0,03 Masseprozent liegt und/oder der B-Gehalt über 0,003 Masseprozent liegt, wird die Leitfähigkeit des Aluminiumlegierungselementdrahts geschwächt, und ferner ist der Effekt des Verfeinerns der Kristallstruktur gesättigt. Folglich beträgt der Ti-Gehalt 0,03 Masseprozent oder weniger, und der B-Gehalt beträgt 0,003 Masseprozent oder weniger.
  • Was das Fördern des Verfeinerns der Kristallstruktur betrifft, kann der Ti-Gehalt vorzugsweise 0,005 Masseprozent oder mehr, besser 0,007 Masseprozent oder mehr, noch besser 0,01 Masseprozent oder mehr betragen. Unter dem Gesichtspunkt dem Aluminiumlegierungselementdraht sicher Leitfähigkeit zu verleihen, kann der Ti-Gehalt vorzugsweise 0,025 Masseprozent oder weniger, besser 0,02 Masseprozent oder weniger betragen. Was das Fördern des Verfeinerns der Kristallstruktur betrifft, kann der B-Gehalt vorzugsweise 0,0005 Masseprozent oder mehr, besser 0,001 Masseprozent oder mehr noch besser 0,002 Masseprozent oder mehr, am besten 0,003 Masseprozent oder mehr betragen. Unter dem Gesichtspunkt dem Aluminiumlegierungselementdraht sicher Leitfähigkeit zu verleihen, kann der B-Gehalt vorzugsweise 0,0025 Masseprozent oder weniger, besser 0,002 Masseprozent oder weniger betragen.
  • Die Oberflächenrauigkeit Ra des Aluminiumlegierungselementdrahts liegt im Bereich von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit. Hier wird die Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit der New View Serie verwendet, die von der Zygo Corporation hergestellt wird.
  • Wenn die Oberflächenrauigkeit Ra unter 0,15 µm liegt, tritt zwischen den Aluminiumlegierungselementdrähten, welche in dem Aluminiumlegierungslitzendraht gelegen sind, beim Crimpen eines Terminals auf den Aluminiumlegierungslitzendraht leicht Rutschen auf, und somit werden die Aluminiumlegierungsdrähte leicht gelöst. Daher ist die Verbesserung der Anschluss-Crimpfestigkeit schwierig. Wenn dagegen die Oberflächenrauigkeit Ra über 2 µm liegt, ist die Anschluss-Crimpfestigkeit schwer zu erhöhen.
  • Was das sichere Ausüben des Effekts des Verbesserns der Anschluss-Crimpfestigkeit betrifft, kann die Oberflächenrauigkeit Ra vorzugsweise 0,16 µm oder mehr, besser 0,17 µm oder mehr, noch besser 0,18 µm oder mehr, viel besser 0,19 µm oder mehr, am besten 0,2 µm oder mehr betragen. Was das sichere Ausüben des Effekts des Verbesserns der Anschluss-Crimpfestigkeit betrifft, kann die Oberflächenrauigkeit Ra vorzugsweise 1,8 µm oder weniger, besser 1,7 µm oder weniger, noch besser 1,5 µm oder weniger, viel besser 1,3 µm oder weniger, am besten 1 µm oder weniger betragen.
  • Der Drahtdurchmesser des Aluminiumlegierungselementdrahts kann 0,1 mm oder mehr und 0,4 mm oder weniger betragen. Eine derartige Konfiguration ermöglicht es, einen Aluminiumlegierungselementdraht herzustellen, welcher kaum durch Fremdstoffe, welche während der Fertigung beigemischt werden, gebrochen wird und hervorragend in der Flexibilität gegen Vibrationen ist. Außerdem ist der Aluminiumlegierungselementdraht auch hervorragend hinsichtlich der Drahtziehbarkeit und Drahtverdrillbarkeit.
  • Der Drahtdurchmesser des Aluminiumlegierungselementdrahts kann vorzugsweise 0,15 mm oder mehr, besser 0,17 mm oder mehr, noch besser 0,2 mm oder mehr betragen. Außerdem kann der Drahtdurchmesser des Aluminiumlegierungselementdrahts vorzugsweise 0,35 mm oder weniger, besser 0,3 mm oder weniger betragen.
  • Der Aluminiumlegierungslitzendraht enthält mehrere der Aluminiumlegierungselementdrähte, welche miteinander verdrillt sind. In dem Aluminiumlegierungslitzendraht kann die Zahl der miteinander zu verdrillenden Aluminiumlegierungselementdrähte beispielsweise 7, 11, 19 oder 37 betragen. Eine derartige Konfiguration ermöglicht es, einen Aluminiumlegierungslitzendraht herzustellen, welcher zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug geeignet ist. Die Zahl der miteinander verdrillten Aluminiumlegierungselementdrähte ist vorzugsweise 11, 19 oder 37, besser 19 oder 37. Wenn die Zahl der miteinander verdrillten Aluminiumlegierungselementdrähte größer ist, ist die Zahl der Aluminiumlegierungselementdrähte in dem Aluminiumlegierungslitzendraht größer. Daher kann der vorstehend erwähnte Effekt effizient ausgeübt werden. Insbesondere wenn die Zahl der miteinander verdrillten Aluminiumlegierungselementdrähte 19 oder 37 ist, wird der vorstehende Effekt leicht ausgeübt.
  • In dem Aluminiumlegierungslitzendraht kann die Schlaglänge der Aluminiumlegierungselementdrähte beispielsweise im Bereich von 10 bis 50 mm liegen. Eine derartige Konfiguration ist vorteilhaft, um die Ermüdungsbeständigkeit und die Produktivität in einem Aluminiumlegierungslitzendraht zu erhöhen. Die Schlaglänge der Aluminiumlegierungselementdrähte kann vorzugsweise 12 mm oder mehr, besser 15 mm oder mehr, noch besser 17 mm oder mehr, am besten 20 mm oder mehr betragen. Außerdem kann die Schlaglänge der Aluminiumlegierungselementdrähte vorzugsweise 48 mm oder weniger, besser 45 mm oder weniger, noch besser 43 mm oder weniger, am besten 40 mm oder weniger betragen.
  • Die Zugfestigkeit des Aluminiumlegierungslitzendrahts liegt vorzugsweise im Bereich von 200 MPa oder mehr und 350 MPa oder weniger. Eine derartige Konfiguration ermöglicht es, einen Aluminiumlegierungslitzendraht herzustellen, welcher Festigkeit und Dehnung in einer ausgewogenen Art und Weise aufweist. Außerdem wird es leicht gemacht, dem Aluminiumlegierungslitzendraht Ermüdungsbeständigkeit gegen Vibrationen zu verleihen, und der resultierende Aluminiumlegierungslitzendraht ist zur Verwendung in einer Vibrationsumgebung, wie beispielsweise in einem Kraftfahrzeugmotor, geeignet.
  • Was die Verbesserung der Festigkeit oder dergleichen betrifft, kann die Zugfestigkeit des Aluminiumlegierungslitzendrahts vorzugsweise 210 MPa oder mehr, besser 220 MPa oder mehr, noch besser 230 MPa oder mehr betragen. Was das sichere Bereitstellen von Dehnung oder dergleichen betrifft, kann die Zugfestigkeit des Aluminiumlegierungslitzendrahts vorzugsweise 330 MPa oder weniger, besser 300 MPa oder weniger, noch besser 290 MPa oder weniger betragen.
  • Die Dehnung des Aluminiumlegierungslitzendrahts beträgt vorzugsweise 6% oder mehr. Eine derartige Konfiguration ermöglicht es, einen Aluminiumlegierungslitzendraht herzustellen, welcher vorteilhaft für die Verbesserung der Belastbarkeit ist. Die Dehnung des Aluminiumlegierungslitzendrahts kann vorzugsweise 7% oder mehr, besser 8% oder mehr, noch besser 9% oder mehr, am besten 10% oder mehr betragen. Außerdem kann die Dehnung des Aluminiumlegierungslitzendrahts vorzugsweise 15% oder weniger, besser 14% oder weniger noch besser 13% oder weniger betragen, was die Ausgewogenheit mit Festigkeit und dergleichen betrifft.
  • Das elektrische Fahrzeugkabel enthält den Aluminiumlegierungslitzendraht. Das elektrische Fahrzeugkabel kann insbesondere so konfiguriert sein, dass es den Aluminiumlegierungslitzendraht und eine Isolierung enthält, welche den Außenumfang des Aluminiumlegierungslitzendrahts bedeckt.
  • Die Isolierung kann aus einer Kunstharzzusammensetzung ausgebildet sein, welche hauptsächlich ein Polymer, wie verschiedene Kunststoffe und Gummi (einschließlich ein Elastomer) mit elektrischer Isolierung enthält. Die Kunstharze und das Gummi können einzeln oder in Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden. Zu den speziellen Beispielen für das Polymer können ein Harz auf Vinylchloridbasis, ein Harz auf Polyolefinbasis, ein Polysulfonharz, ein Fluorharz und ein Fluorgummi bzw.- kautschuk zählen. Die Isolierung kann aus einer einzigen Schicht oder aus zwei oder mehr Schichten ausgebildet sein. Die Stärke der Isolierung kann beispielsweise 0,1 mm oder mehr und 0,4 mm oder weniger betragen. Die Isolierung kann einen oder zwei oder mehrere verschiedene Zusatzstoffe für gewöhnliche Verwendung bei Kabeln enthalten. Zu den speziellen Beispielen für die Zusatzstoffe können ein Füllstoff, ein Flammschutzmittel, ein Oxidationsschutzmittel, ein Alterungsschutzmittel, ein Schmiermittel, ein Weichmacher, ein Kupfer-Inhibitor und ein Pigment zählen.
  • Insbesondere kann das elektrische Fahrzeugkabel beispielsweise auf geeignete Weise in einem Motor verwendet werden. Dies ist der Fall, da ein Kraftfahrzeugmotor unter einer Umgebung hoher Temperaturen Vibrationen ausgesetzt ist und damit eine hohe Anschluss-Crimpfestigkeit aufweisen muss.
  • Der Kabelbaum enthält das elektrische Fahrzeugkabel und einen Anschluss, welcher auf den Aluminiumlegierungslitzendraht des elektrischen Fahrzeugkabels gecrimpt ist. Insbesondere kann bei dem Kabelbaum der Anschluss auf den Aluminiumlegierungslitzendraht gecrimpt sein, welcher durch Abziehen des Endabschnitts des elektrischen Fahrzeugkabels freigelegt ist. Insbesondere kann der Kabelbaum so konfiguriert sein, dass ein Kabelbündel, welches mehrere der elektrischen Fahrzeugkabel enthält, mit einem Schutzmaterial überzogen ist.
  • Das Verfahren zum Herstellen des Aluminiumlegierungslitzendrahts schließt den Gießschritt, den Streckschritt, den Drahtziehschritt und den Drahtverdrillungsschritt ein.
  • Bei dem Gießschritt kann das Gießen unter Anwendung eines Gießverfahrens, wie zum Beispiel Stranggießen unter Verwendung einer bewegbaren Form oder einer rahmenförmigen stationären Form und Formgießen (nachfolgend als „Kokillenguss“ bezeichnet, wenn passend) unter Verwendung einer kastenförmigen stationären Form und dergleichen durchgeführt werden. Insbesondere ermöglicht das Stranggießen das schnelle Abkühlen und Verfestigen eines geschmolzenen Metalls und ist damit vorteilhaft zum Erzeugen eines Gussmaterials mit einer feinen Kristallstruktur. Außerdem macht die schnelle Verfestigung Kristallablagerungen leicht fein, was ein Gussmaterial erzeugt, welches eine Kristallstruktur aufweist, in welcher feine Kristallablagerungen gleichmäßig verteilt sind. Wenn ein solches Gussmaterial als Rohmaterial verwendet wird, ist es leicht, einen Aluminiumlegierungslitzendraht herzustellen, welcher einen Aluminiumlegierungselementdraht mit einer feinen Kristallstruktur enthält. Somit ermöglicht in diesem Fall die Mikronisierung der Kristalle das Verbessern der Festigkeit in dem Aluminiumlegierungslitzendraht und das Verbessern der Drahtziehbarkeit.
  • Was die plastische Bearbeitung in dem Streckschritt betrifft, können beispielsweise Warmwalzen oder Kaltwalzen sowie Warmextrusion oder Kaltextrusion angewendet werden. Der Streckschritt wird vorzugsweise durchgeführt, indem das Gussmaterial dem Warmwalzen unterzogen wird, um ein gewalztes Material zu erzeugen. Wenn ein Gussstrang als Gussmaterial verwendet wird, wird vorzugsweise eine Wärmebehandlung (Homogenisierungsbehandlung) nach dem Gießen durchgeführt. Vorzugsweise werden der Gießschritt und der Streckschritt aufeinanderfolgend ausgeführt. In diesem Fall kann die plastische Bearbeitung, wie das Warmwalzen, unter Ausnutzung der in dem Gussmaterial gespeicherten Wärme durchgeführt werden. Somit ist in diesem Fall die Energieeffizienz hoch, und verglichen mit einem Fall, in dem beide Schritte chargenweise durchgeführt werden, ist auch die Produktivität hoch.
  • Bei dem Drahtziehschritt kann das Drahtziehen insbesondere durch Kalt-Drahtziehen durchgeführt werden. Der Grad des Drahtziehens kann durch eine zwischenliegende Enthärtungsbehandlung geändert werden, welche auf passende Weise entsprechend einem angestrebten Drahtdurchmesser ausgeführt wird. Außerdem verleiht bei dem Verfahren des Herstellens des Aluminiumlegierungslitzendrahts der Drahtziehschritt dem gezogenen Draht eine Oberflächenrauigkeit Ra, welche auf 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger festgelegt ist, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit. In diesem Fall kann insbesondere die Oberflächenrauigkeit Ra des gezogenen Drahts durch Einstellen der relativen Oberflächenrauigkeit einer Form zur Verwendung bei dem Drahtziehen optimiert werden.
  • Bei dem Verfahren zum Herstellen des Aluminiumlegierungslitzendrahts kann die Oberflächenrauigkeit Ra des gezogenen Drahts nach dem Durchlaufen des Drahtziehens unter 0,15 µm liegen. In diesem Fall wird der gezogene Draht nach dem Drahtziehen und vor dem Erzeugen des Litzendrahtmaterials einer Aufrauhbehandlung unterzogen, sodass er eine Oberflächenrauigkeit von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger hat. Als Aufrauhbehandlung können insbesondere beispielsweise mechanische Verfahren, chemische Verfahren, elektrische Verfahren oder dergleichen angewendet werden. Diese Verfahren können einzeln oder in Kombination von zweien oder mehreren angewendet werden. Als mechanische Aufrauhbehandlung können Luftdruckbehandlung, Polierbehandlung und Übertragung durch eine Walze mit aufgerauter Oberfläche beispielhaft genannt werden. Als chemische Aufrauhbehandlung können Ätzen mit einer alkalischen Lösung, wie einer NaOH enthaltenden Lösung, und Ätzen mit einer sauren Lösung, welche Schwefelsäure, Chromsäure, Fluorwasserstoffsäure oder dergleichen enthält, beispielhaft genannt werden, und als elektrische Aufrauhbehandlung kann elektrolytisches Ätzen unter Verwendung einer elektrolytischen Lösung, wie Salzlösung, beispielhaft genannt werden.
  • Bei dem Drahtverdrillungsschritt kann eine vorgegebene Anzahl der gezogenen Drähte miteinander verdrillt werden, um den Aluminiumlegierungslitzendraht zu erzeugen, welcher eine vorgegebene Anzahl der Aluminiumlegierungselementdrähte enthält. Die Wärmebehandlung in dem Drahtverdrillungsschritt kann insbesondere eine Enthärtungsbehandlung und/oder eine Alterungsbehandlung sein. Die Wärmebehandlung kann beispielsweise in einer Luftumgebung oder einer nicht-oxidierenden Umgebung durchgeführt werden. Als nicht-oxidierende Umgebung können Atmosphären des Vakuums, eines Inertgases (Stickstoff, Argon oder dergleichen) und eines reduzierenden Gases (Wasserstoff enthaltendes Gas und Kohlendioxid enthaltendes Gas) beispielhaft genannt werden. Um die Bildung einer Oxidschicht auf der Oberfläche des gezogenen Drahts in dem Litzendrahtmaterial zu verhindern, wird die Wärmebehandlung vorzugsweise in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre mit niedrigem Sauerstoffgehalt durchgeführt. Bei dem Drahtverdrillungsschritt wird die Wärmebehandlung vorzugsweise durchgeführt, um dem Litzendrahtmaterial eine Zugfestigkeit im Bereich von 200 MPa oder mehr und 350 MPa oder weniger und eine Dehnung im Bereich von 6% bis 15% oder weniger zu verleihen. Dies ist der Fall, da eine derartige Konfiguration es ermöglicht, einen Aluminiumlegierungslitzendraht herzustellen, welcher eine Zugfestigkeit im Bereich von 200 MPa oder mehr und 350 MPa oder weniger hat, und eine Litzendrahtdehnung im Bereich von 6% bis 15% oder weniger leicht erreicht wird.
  • Die Wärmebehandlung kann chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Auch eine Kombination dieser Arten ist möglich. Die kontinuierliche Wärmebehandlung ist ein Behandlungsverfahren, bei dem ein Drahtmaterial kontinuierlich erwärmt wird, was den Vorteil hat, dass eine hervorragende Bearbeitkeit verliehen wird, da kontinuierliches Erwärmen möglich ist, und den Vorteil hat, dass Schwankungen der Eigenschaften in Längsrichtung eines Drahtmaterials leicht reduziert werden, da das Drahtmaterial in der Längsrichtung gleichmäßig erwärmt werden kann.
  • Beispiele für das kontinuierliche Wärmebehandlungsverfahren können ein direktes Erregungssystem (kontinuierliche Enthärtungsbehandlung durch Erregung), bei dem ein zu erwärmendes Objekt durch Widerstandsheizung erwärmt wird, ein indirektes Erregungssystem (kontinuierliche Enthärtungsbehandlung durch Hochfrequenz-Induktions-Erwärmung), bei dem ein zu erwärmendes Objekt durch elektromagnetische Hochfrequenzinduktion erwärmt wird, und ein Ofensystem enthalten, bei dem ein zu erwärmendes Objekt in ein Heizgefäß eingeführt wird (Rohr-Enthärtungsofen oder dergleichen), welches so eingestellt ist, dass es eine Heizatmosphäre darstellt, und durch Wärmeleitung erwärmt wird. Bei dem kontinuierlichen Wärmebehandlungsverfahren können Lineargeschwindigkeit, Wärmemenge und dergleichen passend moduliert werden, sodass die Dehnung des Litzendrahtmaterials in den obigen Bereich fällt.
  • Die Bedingungen der Wärmebehandlung der oben erwähnten chargenweisen Wärmebehandlung können beispielsweise folgendermaßen festgelegt sein: Wärmebehandlung: 140°C oder höher und 250°C oder niedriger, Haltezeit: 4 Stunden oder mehr und 16 Stunden oder weniger.
  • Hierbei können die oben erwähnten Konfigurationen je nach Bedarf kombiniert werden, um beispielsweise die oben genannten operativen Wirkungen zu erzielen.
  • BEISPIEL
  • (Beispiel 1)
  • Beispiele für den Aluminiumlegierungselementdraht, den Aluminiumlegierungslitzendraht und das Verfahren zum Herstellen des Aluminiumlegierungslitzendrahts, das elektrische Fahrzeugkabel und den Kabelbaum werden zusammen mit Vergleichsbeispielen beschrieben.
  • <Aluminiumlegierungsdraht und Aluminiumlegierungslitzendraht>
  • Ein Barren reines Aluminium als Grundmaterial wurde in einem Schmelzofen geschmolzen. Der Barren reines Aluminium hatte eine Reinheit von 99,7% oder mehr. Zusätzliche Elemente, die in Tabelle 1 angegeben sind, wurden in den Anteilen (Masseprozent), wie in Tabelle 1 angegeben, in einen Schmelzofen eingebracht, um eine geschmolzene Aluminiumlegierung zuzubereiten. Dabei wurde/n der Anteil / die Anteile der Komponente/n Ti oder Ti und B, wie in Tabelle 1 angegeben, eingestellt, indem ein Ti-Partikel oder ein TiB2-Draht einer geschmolzenen Legierung direkt vor dem Gießen, wie nachstehend beschrieben, zugeführt wurden. Die geschmolzene Aluminiumlegierung, deren Komponenten/n eingestellt war/en, wurde einer Behandlung zum Entfernen von Wasserstoffgas und einer Behandlung zum Entfernen von Fremdstoffen unterzogen.
  • Eine kontinuierliche Gieß- und Walzmaschine der Band-Walzen-Art wurde verwendet, um das Gießen und Warmwalzen der geschmolzenen Aluminiumlegierung kontinuierlich durchzuführen, wodurch ein Drahtstab mit einem Durchmesser von 9,5 mm hergestellt wurde, welcher die in Tabelle 1 angegebene chemische Zusammensetzung aufwies.
  • Danach wurde der resultierende Drahtstab dem Kalt-Drahtziehen unter Verwendung einer vorgegebenen Form unterzogen und, wie in Tabelle 1 angegeben, einer intermediären bzw. zwischenliegenden Enthärtungsbehandlung unterzogen oder keiner intermediären bzw. zwischenliegenden Enthärtungsbehandlung unterzogen, wodurch ein Draht mit einem Tabelle 1 angegebenen Drahtdurchmesser erzeugt wurde.
  • Die Oberflächenrauigkeit Ra des resultierenden gezogenen Drahts wurde unter Verwendung einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit („New View 1100“, hergestellt von Zygo Corporation) gemessen. Insbesondere wurde die Messung folgendermaßen ausgeführt. Eine Rauigkeit einer ebenen Fläche, äquivalent zu einem Kreis, des gezogenen Drahts, erhalten durch ein Lasermikroskop der Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit, wurde in ein Äquivalent zu einer ebenen Fläche umgewandelt, und danach wurde die arithmetische mittlere Abweichung von dem Spitzenwert (Mittellinie) des Äquivalents zu dem Kreis berechnet. Die Zahl der gemessenen Proben war als n = 3 definiert, die gemessene Fläche betrug 85 × 64 µm.
  • Als Ergebnis war nach dem Drahtziehen die Oberflächenrauigkeit Ra aller gezogenen Drähte, welche als Probe 1 bis Probe 5 und Probe 6-5 bezeichnet sind, 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger.
  • Dagegen wurde jede Probe des gezogenen Drahts, deren Oberflächenrauigkeit Ra nach dem Drahtziehen unter 0,15 µm lag, separat einer Aufrauhbehandlung unterzogen. Insbesondere wurde die Probe 6-1 einer Aufrauhbehandlung unterzogen, bei der die Probe für 30 Sekunden in eine wässrige Lösung von 40 Masseprozent NaOH getaucht wurde. Probe 6-2 wurde einer Aufrauhbehandlung unterzogen, bei der die Probe für 30 Sekunden in eine wässrige Lösung von 10 Masseprozent NaOH getaucht wurde. Probe 6-3 wurde einer Aufrauhbehandlung unterzogen, bei der die Probe für 30 Sekunden in eine wässrige Lösung von 1 Masseprozent NaOH getaucht wurde. Probe 6-4 wurde einer Aufrauhbehandlung unterzogen, bei der elektrolytisches Ätzen (0,2 A) unter Verwendung von 5 Massprozent Salzlösung für 30 Sekunden durchgeführt wurde. Probe 6-101 wurde einer Aufrauhbehandlung unterzogen, bei der die Probe für 60 Sekunden in eine wässrige Lösung von 60 Masseprozent NaOH getaucht wurde. Die als Probe 6-102, Probe 1-101 und Probe 1-102 bezeichneten gezogenen Drähte wurden hier zum Vergleich keiner Aufrauhbehandlung unterzogen, obwohl die Oberflächenrauigkeit Ra jeder Probe nach dem Drahtziehen unter 0,15 µm lag.
  • Danach wurden die resultierenden gezogenen Drähte (Aluminiumlegierungselementdrähte) jeder Probe in der Anzahl, welche in Tabelle 1 als eine Anzahl der miteinander zu verdrillenden Drähte angegeben ist, und mit einer Schlaglänge von 24 mm miteinander verdrillt, wodurch das jeweilige Litzendrahtmaterial erzeugt wurde. Danach wurde das Litzendrahtmaterial einer Wärmebehandlung mit der in Tabelle 1 angegebenen Temperatur unterzogen. Auf diese Weise wurde der jeweilige Aluminiumlegierungslitzendraht erzeugt. Auch kann der Aluminiumlitzendraht von dem Verdrillen befreit werden, um als Aluminiumlegierungselementdrähte vorzuliegen.
  • <Elektrisches Fahrzeugkabel>
  • Der Außenumfang eines Leiters, welcher aus dem resultierenden Aluminiumlegierungslitzendraht gebildet wurde, wurde mit Polyvinylchlorid (PVC), welches als Isolierung dient, durch Extrusion mit einer Dicke, wie in Tabelle 1 angegeben, überzogen. Somit wurde das jeweilige elektrische Fahrzeugkabel erzeugt.
  • <Kabelbaum>
  • Wie in 1 gezeigt, wurde eine Isolierung 20 an dem Ende des elektrischen Fahrzeugkabels 2 abgezogen, um einen Leiter (Aluminiumlegierungslitzendraht 1) freizulegen, und ein Anschluss 30 wurde auf den Leiter gecrimpt. Der Anschluss 30 hat eine Kabelhülse 301 zum Befestigen des Aluminiumlegierungslitzendrahts 1, welcher als ein Leiter des elektrischen Fahrzeugkabels 2 dient, und eine Isolierungshülse 302 zum Befestigen der Isolierung 20. In 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 10 einen Aluminiumlegierungselementdraht. Der Anschluss 30 wird durch plastisches Verformen der entsprechenden Hülsen 301 und 302 unter Verwendung einer, nicht dargestellten, Form mit einer vorgegebenen Form gecrimpt. Bei dem Beispiel wurde, wie in 2 dargestellt, der Anschluss in dem Zustand gecrimpt, in dem die Crimphöhe (C/H) (Kompressionsrate) jeweils auf 60% festgelegt war. In 2 ist der Aluminiumlegierungselementdraht weggelassen. Somit wurde jeder Kabelbaum 3 erzeugt.
  • (Zugfestigkeit und Dehnung des Aluminiumlegierungslitzendrahts)
  • Der resultierende Aluminiumlegierungslitzendraht als Leiter, welcher in diesem Beispiel somit erzeugt wurde, wurde einer Zugprobe unter den Bedingungen einer Zuglänge GL von 250 mm und einer Zugrate von 50 mm/min unterzogen, um die Zugfestigkeit (MPa) und die Dehnung (%) des Aluminiumlegierungslitzendrahts zu messen.
  • (Messung der Anschluss-Crimpfestigkeit)
  • Das elektrische Fahrzeugkabel des Kabelbaums wurde verwendet, um die Anschluss-Crimpfestigkeit zu messen. Insbesondere wurde das elektrische Kabel verwendet, auf den der Anschluss gecrimpt war, und das elektrische Fahrzeugkabel wurde mit einer Zugrate von 100 mm/min gezogen, wobei der Anschluss befestigt war, um die maximale Last (N) zu messen, bei der der Anschluss nicht gelöst wurde, und die maximale Last (N) wurde als die Crimpfestigkeit definiert. Hierbei unterschieden sich die Proben hinsichtlich des Durchmessers des Litzendrahts voneinander. Daher wurde das Verhältnis der Anschluss-Crimpfestigkeit zu der Last (N) beim Brechen des Leiters, wie sie bei der Zugprobe gemessen wurde, berechnet.
  • Tabelle 1 zeigt die Konfigurationen jedes Aluminiumlegierungselementdrahts, jedes Aluminiumlegierungslitzendrahts, jedes elektrischen Fahrzeugkabels und jedes Kabelbaums im Detail. Außerdem zeigt Tabelle 2 die Oberflächenrauigkeit Ra jedes Aluminiumlegierungselementdrahts sowie die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Verhältnis der Anschluss-Crimpfestigkeit zu der Last beim Brechen des Leiters jedes Aluminiumlegierungselementdrahts.
  • [Tabelle 1]
    Figure DE112016001981B4_0001
    [Tabelle 2]
    Probe Nr. Oberflächenrauigkeit Ra des Aluminiumlegierungselementdrahts (µm) Zugfestigkeit des Aluminiumlegeriungslitzendrahts (MPa) Dehnung des Aluminiumlegeriungslitzendrahts (%) Verhältnis von Anschluss-Crimpfestigkeit zu Last bei Brechen des Leiters
    1 0,30 220 8 0,68
    2 0,25 280 9 0,65
    3 0,22 260 9 0,63
    4 0,22 260 9 0,63
    5 0,20 255 10 0,60
    6-1 0,66 250 12 0,72
    6-2 0,61 250 12 0,71
    6-3 0,51 250 12 0,70
    6-4 0,45 250 12 0,69
    6-5 1,25 250 12 0,75
    6-101 2,20 250 12 0,57
    6-102 0,13 250 12 0,58
    1-101 0,10 120 20 0,55
    1-102 0,13 140 15 0,58
  • Wie in Tabelle 1 und Tabelle 2 angegeben, weist bei jeder der Proben 1 bis 6-5 der Aluminiumlegierungselementdraht die bestimmte chemische Zusammensetzung auf, und die Oberflächenrauigkeit Ra des Aluminiumlegierungselementdrahts fällt in den spezifizierten Bereich. Daher war die Anschluss-Crimpfestigkeit bei den Proben 1 bis 6-5 verbessert. Diese Verbesserung wurde erreicht, da die Oberfläche des Aluminiumlegierungselementdrahts mit der bestimmten chemischen Zusammensetzung den bestimmten Bereich der Oberflächenrauigkeit Ra aufwies. Das heißt, wenn der Anschluss auf den Aluminiumlegierungslitzendraht gecrimpt war, stieg die Reibungskraft zwischen den in dem Aluminiumlegierungslitzendraht gelegenen Aluminiumlegierungselementdrähten, sodass ein Rutschen zwischen den Aluminiumlegierungselementdrähten reduziert wurde. Folglich waren die in dem Aluminiumlegierungslitzendraht gelegenen Aluminiumlegierungselementdrähte kaum zu lösen.
  • Bei jeder der Proben 1-101 und 1-102 dagegen hatte der Aluminiumlegierungselementdraht nicht die bestimmte chemische Zusammensetzung, und auch die Oberflächenrauigkeit Ra des Aluminiumlegierungselementdrahts lag nicht in dem spezifizierten Bereich. Daher war die Anschluss-Crimpfestigkeit in Probe 1-101 und Probe 1-102 nicht verbessert.
  • Bei Probe 6-101 hatte zwar der Aluminiumlegierungselementdraht die bestimmte chemische Zusammensetzung, doch lag die Oberflächenrauigkeit Ra des Aluminiumlegierungselementdrahts über 2 µm. Daher war die Anschluss-Crimpfestigkeit bei Probe 6-101 nicht verbessert.
  • Bei Probe 6-102 wies zwar der Aluminiumlegierungselementdraht die bestimmte chemische Zusammensetzung auf, doch lag die Oberflächenrauigkeit Ra des Aluminiumlegierungselementdrahts unter 0,15 µm. Daher war die Anschluss-Crimpfestigkeit bei Probe 6-102 nicht verbessert.
  • Während das Beispiel dieser Erfindung vorstehend ausführlich beschrieben wurde, ist diese Erfindung nicht als auf dieses Beispiel beschränkt zu verstehen und kann auf verschieden Arten modifiziert werden, so lange der Hauptinhalt dieser Erfindung nicht beeinflusst wird.

Claims (9)

  1. Aluminiumlegierungselementdraht zur Verwendung als ein Leiter eines Fahrzeugkabels, welcher aufweist: eine chemische Zusammensetzung, welche in Masseprozent umfasst: Mg: 0,3% oder mehr und 0,9% oder weniger, Si: 0,1% oder mehr und 0,7% oder weniger, Fe: 0,1% oder mehr und 0,4% oder weniger, mindestens ein Element, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Cu, Cr, Ni und Zr: insgesamt 0,01 % oder mehr und 0,5% oder weniger, und wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und eine Oberflächenrauigkeit Ra im Bereich von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger liegt, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit.
  2. Aluminiumlegierungselementdraht nach Anspruch 1, wobei die chemische Zusammensetzung ferner in Masseprozent umfasst: Ti, dessen Anteil 0,003% oder mehr und 0,03% oder weniger beträgt, und/oder B, dessen Anteil 0,0003% oder mehr und 0,003% oder weniger beträgt.
  3. Aluminiumlegierungselementdraht nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Drahtdurchmesser des Aluminiumlegierungselementdrahts 0,1 mm oder mehr und 0,4 mm oder weniger beträgt.
  4. Aluminiumlegierungslitzendraht, umfassend eine Vielzahl der Aluminiumlegierungselementdrähte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche miteinander verdrillt sind.
  5. Aluminiumlegierungslitzendraht nach Anspruch 4, wobei eine Zugfestigkeit des Aluminiumlegierungslitzendrahts 200 MPa oder mehr und 350 MPa oder weniger beträgt.
  6. Aluminiumlegierungslitzendraht nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Zahl der miteinander zu verdrillenden Aluminiumlegierungselementdrähte eine aus den Zahlen, bestehend aus 7, 11, 19 und 37, gewählte ist.
  7. Fahrzeugkabel, umfassend den Aluminiumlegierungslitzendraht nach einem der Ansprüche 4 bis 6.
  8. Kabelbaum, umfassend das Fahrzeugkabel nach Anspruch 7 und einen auf den Aluminiumlegierungslitzendraht des Fahrzeugkabels gecrimpten Anschluss.
  9. Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumlegierungslitzendrahts zur Verwendung als ein Leiter eines elektrischen Fahrzeugkabels, umfassend: einen Gießschritt, in dem ein Gussmaterial mit einer chemischen Zusammensetzung erzeugt wird, welche in Masseprozent umfasst: Mg: 0,3% oder mehr und 0,9% oder weniger, Si: 0,1% oder mehr und 0,7% oder weniger, Fe: 0,1% oder mehr und 0,4% oder weniger, mindestens ein Element, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Cu, Cr, Ni und Zr: insgesamt 0,01 % oder mehr und 0,5% oder weniger, und wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind; einen Streckschritt, in dem das Gussmaterial einer plastischen Bearbeitung unterzogen wird, um ein bearbeitetes Produkt zu erzeugen; einen Drahtziehschritt, in dem das bearbeitete Produkt dem Drahtziehen unterzogen wird, um einen gezogenen Draht zu erzeugen; und einen Drahtbündelungsschritt, in dem mehrere der gezogenen Drähte verdrillt werden, um ein Litzendrahtmaterial zu erzeugen und das Litzendrahtmaterial einer Wärmebehandlung unterzogen wird, oder der gezogene Draht einer Wärmebehandlung unterzogen wird und mehrere der gezogenen Drähte, welche der Wärmebehandlung unterzogen worden sind, verdrillt werden, um ein Litzendrahtmaterial zu erzeugen; wobei das Drahtziehen so ausgeführt wird, dass dem gezogenen Draht eine Oberflächenrauigkeit Ra im Bereich von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger verliehen wird, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit, oder der gezogene Draht nach dem Drahtziehen und vor dem Erzeugen des Litzendrahtmaterials einer Aufrauhbehandlung unterzogen wird, um eine Oberflächenrauigkeit Ra im Bereich von 0,15 µm oder mehr und 2 µm oder weniger, gemessen mit einer Maschine zum kontaktlosen Messen der Oberflächenrauigkeit, zu erhalten.
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