-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betritt einen überzogenen elektrischen Draht, einen mit Anschluss versehenen elektrischen Draht, einen Kupferlegierungsdraht und einen Kupferlegierungslitzendraht.
-
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der am 7. November 2016 angemeldeten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-217040 in Anspruch und bezieht den gesamten Inhalt dieser japanischen Anmeldung ein.
-
STAND DER TECHNIK
-
Herkömmlich wird ein aus mehreren mit einem Anschluss versehenen elektrischen Drähten aufgebauter Kabelbaum für eine Verdrahtungsstruktur eines Kraftfahrzeugs, eines Industrieroboters und ähnliches verwendet. Ein mit einem Anschluss versehener elektrischer Draht ist ein mit einer isolierenden Überzugsschicht überzogener Draht mit einem Ende, durch das ein Leiter freigelegt ist, wobei ein Anschluss, z.B. ein Krimpanschluss, an dem Leiter befestigt ist. Typischerweise wird jeder Anschluss in eines von Anschlusslöchern eingeschoben, die in einem Verbindergehäuse vorgesehen sind, und mit dem Verbindergehäuse mechanisch verbunden. Der elektrische Draht wird über dieses Verbindergehäuse mit dem Körper einer Vorrichtung verbunden. Derartige Verbindergehäuse können miteinander verbunden werden, so dass elektrische Drähte miteinander verbunden werden. Kupfer oder ein ähnliches Material auf Kupferbasis wird hauptsächlich als ein Material für den Leiter verwendet (siehe z.B. Patentdokument 1).
-
ZITATLISTE
-
PATENTDOKUMENTE
-
PTD 1: offengelegtes
japanisches Patent Nr. 2014 -
156617
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein überzogener elektrischer Draht ein überzogener elektrischer Draht, der einen Leiter und eine isolierende Überzugsschicht an der Außenseite des Leiters umfasst, wobei der Leiter ein Litzendraht ist, der aus einer Litze mehrerer Kupferlegierungsdrähte zusammengesetzt ist:
- zusammengesetzt aus einer Kupferlegierung,
- die Fe in einer Menge von 0,2 Masse-% oder mehr und 1,6 Masse-% oder weniger, P in einer Menge von 0,05 Masse-% oder mehr und 0,4 Masse-% oder weniger und Sn in einer Menge von 0,05 Masse-% oder mehr und 0,7 Masse-% oder weniger enthält, wobei der Rest Cu und Verunreinigungen ist, und ein Massenverhältnis von Fe/P von 4,0 oder mehr aufweist; und
- mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger.
-
Gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein mit Anschluss versehener elektrischer Draht:
- den überzogenen elektrischen Draht gemäß der vorliegenden Offenbarung; sowie einen Anschluss, der mit einem Ende des überzogenen elektrischen Drahts verbunden ist.
-
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Kupferlegierungsdraht ein für einen Leiter verwendeter Kupferlegierungsdraht, wobei der Kupferlegierungsdraht:
- zusammengesetzt ist aus einer Kupferlegierung, die Fe in einer Menge von 0,2 Masse-% oder mehr und 1,6 Masse-% oder weniger, P in einer Menge von 0,05 Masse-% oder mehr und 0,4 Masse-% oder weniger und Sn in einer Menge von 0,05 Masse-% oder mehr und 0,7 Masse-% oder weniger enthält, wobei der Rest Cu und Verunreinigungen ist, und ein Massenverhältnis von Fe/P von 4,0 oder mehr aufweist; und
- einen Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger aufweist.
-
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Kupferlegierungslitzendraht aus einer Litze mehrerer Kupferlegierungsdrähte jeweils gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildet.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen überzogenen elektrischen Draht gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine schematische Seitenansicht, die die Umgebung eines Anschlusses eines mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 3 ist eine Querschnittansicht des mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts der 2 entlang einer Linie (III)-(III) .
- 4 illustriert ein Verfahren zur Messung der „Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss“, wie in den Testbeispielen 1 und 2 gemessen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
[Durch die vorliegende Offenbarung zu lösendes Problem]
-
Es besteht Bedarf nach einem elektrischen Draht, der eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit hat und außerdem eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit besitzt. Insbesondere besteht Bedarf nach einem elektrischen Draht, der bei Schlageinwirkung schwer zu brechen ist, selbst wenn der elektrische Draht einen Leiter aufweist, der aus einem dünnen Drahtbauteil zusammengesetzt ist.
-
Im Zuge neuerlicher Verbesserungen der Leistung und Funktionalität von Kraftfahrzeugen werden mehr elektrische Vorrichtungen und Steuerungsvorrichtungen verschiedener Art in die Kraftfahrzeuge eingebaut und entsprechend steigt die Anzahl der für diese Vorrichtungen zu verwendenden elektrischen Drähte. Dementsprechend steigt auch das Gewicht der elektrischen Drähte an. Damit die Umwelt geschont wird, ist es andererseits wünschenswert, zum Zweck der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen das Gewicht der elektrischen Drähte zu verringern. Obwohl ein Drahtbauteil, das aus einem Material auf Kupferbasis zusammengesetzt ist, wie oben beschrieben, ohne weiteres eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, besitzt es ein hohes Gewicht. Es wird beispielsweise erwartet, dass die Verwendung eines dünnen Drahtbauteils auf Kupferbasis mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger für einen Leiter eine hohe Festigkeit durch Kaltverfestigung erzielt, sowie eine Gewichtsverringerung durch den geringen Durchmesser. Ein derart dünnes Drahtbauteil, wie oben beschrieben, hat jedoch einen kleinen Querschnitt, und wenn es einem Schlag ausgesetzt ist, tut es dies tendenziell mit geringer Kraft und folglich bricht es unter Schlageinwirkung leicht. Entsprechend besteht Bedarf nach einem Drahtbauteil auf Kupferbasis, das eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit aufweist, selbst dann wenn es dünn ist, wie oben beschrieben.
-
Der Leiter eines elektrischen Drahts, der bei Verwendung einen Anschluss, wie beispielsweise einen Krimpanschluss, daran befestigt hat, wie oben beschrieben, ist an seinem Anschlussbefestigungsabschnitt, der einen Querschnitt mit einer kleineren Fläche als dem des übrigen Abschnitts des Leiters (nachstehend auch als Hauptdrahtabschnitt bezeichnet) aufweist, verpresst (komprimiert). Entsprechend ist der Anschlussbefestigungsabschnitt des Leiters ein Abschnitt, der unter Schlageinwirkung die Tendenz hat, leicht zu brechen. Folglich besteht Bedarf danach, dass sogar derart dünne Drahtbauteile auf Kupferbasis, wie oben beschrieben, einen Anschlussbefestigungsabschnitt und eine Umgebung davon aufweisen, die bei Schlageinwirkung nicht leicht brechen, d.h., auch in einem Zustand mit einem daran befestigten Anschluss eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit besitzen.
-
Darüber hinaus werden in Kraftfahrzeugen oder ähnlichem verwendete elektrische Drähte, wenn sie zugeführt werden oder mit einem Verbindergehäuse verbunden werden, unter Umständen gezogen, gebogen oder verdreht oder sie können bei der Verwendung Vibration ausgesetzt sein. Für Roboter oder ähnliches verwendete elektrische Drähte können bei der Verwendung gebogen oder verdreht werden. Ein elektrischer Draht, der nicht leicht bricht, wenn er wiederholt gebogen oder verdreht wird und somit ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit aufweist, sowie ein elektrischer Draht, der einen Anschluss, wie beispielsweise einen Krimpanschluss, ausgezeichnet fixiert, wie oben beschrieben, sind mehr bevorzugt.
-
Entsprechend ist es ein Ziel, einen überzogenen elektrischen Draht, einen mit Anschluss versehenen elektrischen Draht, einen Kupferlegierungsdraht und einen Kupferlegierungslitzendraht zur Verfügung zu stellen, die eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit aufweisen, und zusätzlich außerdem eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit besitzen.
-
[Vorteilhafte Effekte der vorliegenden Offenbarung]
-
Der vorliegend offenbarte überzogene elektrische Draht, der mit Anschluss versehene elektrische Draht, der Kupferlegierungsdraht und der Kupferlegierungslitzendraht weisen eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit auf und besitzen zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit.
-
[Beschreibung von Ausführungsformen]
-
Zunächst werden erfindungsgemäße Ausführungsformen aufgezählt.
-
(1) Ein überzogener elektrischer Draht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein überzogener elektrischer Draht, der einen Leiter und eine isolierende Überzugsschicht an der Außenseite des Leiters umfasst, wobei der Leiter ein Litzendraht ist, der aus einer Litze mehrerer Kupferlegierungsdrähte zusammengesetzt ist: zusammengesetzt aus einer Kupferlegierung, die Fe in einer Menge von 0,2 Masse-% oder mehr und 1,6 Masse-% oder weniger,P in einer Menge von 0,05 Masse-% oder mehr und 0,4 Masse-% oder weniger und Sn in einer Menge von 0,05 Masse-% oder mehr und 0,7 Masse-% oder weniger enthält, wobei der Rest Cu und Verunreinigungen ist, und ein Massenverhältnis von Fe/P von 4,0 oder mehr hat; und mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger.
-
Der oben beschriebene Litzendraht schließt mehrere Kupferlegierungsdrähte, die einfach miteinander verlitzt sind, und zusätzlich solche zusammen verlitzten Drähte, die anschließend verpresst und so in Form gebracht werden, d.h., einen sogenannten verpressten Litzendraht, ein. Selbiges gilt für den nachfolgend beschriebenen Kupferlegierungslitzendraht nach Punkt (10). Ein typisches Verlitzungsverfahren ist konzentrisches Verlitzen (concentric stranding).
-
Wenn der Kupferlegierungsdraht ein runder Draht ist, ist sein Durchmesser als Drahtdurchmesser definiert, wohingegen dann, wenn der Kupferlegierungsdraht einen anderen Querschnitt hat als einen Kreis, der Durchmesser eines Kreises mit einer Fläche äquivalent zu der des Querschnitts als Drahtdurchmesser definiert ist.
-
Weil der oben beschriebene überzogene elektrische Draht für einen Leiter ein Drahtbauteil umfasst, das aus einem Material auf Kupferbasis zusammengesetzt ist und einen geringen Durchmesser aufweist, besitzt der überzogene elektrische Draht eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit und hat zusätzlich ein geringes Gewicht. Weil dieser Kupferlegierungsdraht aus einer Kupferlegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung zusammengesetzt ist, besitzt der oben beschriebene überzogene elektrische Draht ferner eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und darüber hinaus eine ausgezeichnete Festigkeit und zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, wie nachstehend beschrieben wird. Bei der oben beschriebenen Kupferlegierung liegen Fe und P typischerweise in einer Matrixphase (Cu) als Ausscheidungen (Präzipitate) und Kristallite, die Fe und P, wie beispielsweise Fe2P oder eine ähnliche Verbindung enthalten, vor, und die Elemente steigern die Festigkeit durch verstärkte Ausscheidung (Präzipitation) effektiv und erhalten eine hohe elektrische Leitfähigkeit effektiv aufrecht, indem eine feste Lösung in Cu verringert wird. Weil Fe relativ zu P in einer großen Menge enthalten ist, ist es insbesondere einfach, eine Verbindung ohne Überschuss oder Mangel von Fe und P auszubilden, und es ist somit möglich, eine feste Lösung von überschüssigem P in der Matrixphase und folglich eine verringerte elektrische Leitfähigkeit zu unterdrücken. Dies erleichtert die Aufrechterhaltung einer hohen elektrischen Leitfähigkeit von Cu zusätzlich. Ferner ist Sn in einem spezifischen Bereich enthalten, und die verstärkte feste Lösung von Sn steigert die Festigkeit effektiv. Die oben beschriebene verstärkte Ausscheidung und verstärkte feste Lösung liefern hohe Festigkeit, und selbst wenn Wärmebehandlung durchgeführt wird, um die Dehnungsfähigkeit (elongation) oder dergleichen zu steigern, hat der Kupferlegierungsdraht eine gute Festigkeit und er hat ebenso eine hohe Zähigkeit und somit auch eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit. Es lässt sich sagen, dass ein derartiger überzogener elektrischer Draht, wie oben beschrieben, ein Kupferlegierungslitzendraht, der einen Leiter des überzogenen elektrischen Drahts bildet, sowie ein Kupferlegierungsdraht, der hierbei als elementarer Draht, der den Kupferlegierungslitzendraht bildet, dienen kann, eine hohe elektrische Leitfähigkeit, hohe Festigkeit und hohe Zähigkeit in guter Balance aufweisen.
-
Darüber hinaus ist, wenn der überzogene elektrische Draht, der eine Litze von Kupferlegierungsdrähten mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit als Leiter umfasst, wie oben beschrieben wurde, mit einem elektrischen Draht verglichen wird, der einen Massivdraht desselben Querschnitts als Leiter umfasst, der Leiter (oder die Litze) des ersteren als Ganzes tendenziell besser in den mechanischen Eigenschaften, wie Biegbarkeit und Verdrehbarkeit und weist somit eine ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit auf. Ferner können der obige Litzendraht und Kupferlegierungsdraht leicht kaltverfestigt werden, wenn sie plastisch bearbeitet werden, verbunden mit einer Reduktion des Querschnitts, zum Beispiel verpresst werden. Folglich kann der elektrische Draht, wenn der obige überzogene elektrische Draht einen Anschluss, z. B. einen Krimpanschluss, daran fixiert hat, kaltverfestigt werden, um den Anschluss daran fest zu fixieren, und bietet somit ausgezeichnete Eigenschaften beim Fixieren des Anschlusses. Die Kaltverfestigung kann die Stärke des Anschlussbefestigungsabschnitts des Leiters (oder des Litzendrahts) erhöhen. Aus diesem Grund bricht der Leiter (oder Litzendraht) bei Schlageinwirkung an dem Anschlussbefestigungsabschnitt nicht leicht, und somit besitzt der überzogene elektrische Draht auch in einem Zustand mit daran befestigtem Anschluss eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit.
-
(2) Als ein Beispiel des überzogenen elektrischen Drahts schließt die Kupferlegierung eine Ausführungsform ein, die eine oder mehrere Elemente, ausgewählt aus C, Si und Mn in einer Menge von 10 Masse-ppm oder mehr und 500 Masse-ppm oder weniger insgesamt enthält, ein.
-
C, Si und Mn, die in einem spezifischen Bereich enthalten sind, wirken als desoxidierendes Mittel für Fe, P, Sn und dergleichen und verhindern/verringern die Oxidation dieser Elemente, um effektiv eine geeignet hohe elektrische Leitfähigkeit und hohe Festigkeit zu erzielen, die der Tatsache zugeschrieben werden, dass diese Elemente enthalten sind. Darüber hinaus besitzt die obige Ausführungsform auch eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, da sie die Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit unterdrücken kann, die der Tatsache zugeschrieben wird, dass der Gehalt an C, Si und Mn übermäßig ist. Somit besitzt die oben beschriebene Ausführungsform ferner eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und besitzt darüber hinaus eine ausgezeichnete Festigkeit.
-
(3) Ein Beispiel des oben beschriebenen überzogenen elektrischen Drahts ist eine Ausführungsform, in der der Kupferlegierungsdraht eine Bruchdehnung von 5 % oder mehr bietet.
-
Die obige Ausführungsform umfasst einen Kupferlegierungsdraht mit einer großen Bruchdehnung als Leiter und besitzt somit eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, und ist zusätzlich schwer zu brechen, selbst wenn er gebogen oder verdreht wird, und somit ausgezeichnet in der Biegbarkeit und Verdrehbarkeit.
-
(4) Ein Beispiel des oben beschriebenen überzogenen elektrischen Drahts schließt eine Ausführungsform ein, in der der Kupferlegierungsdraht eine elektrische Leitfähigkeit von 60 % IACS oder mehr und eine Zugfestigkeit von 400 MPa oder mehr aufweist.
-
Die obige Ausführungsform umfasst als Leiter einen Kupferlegierungsdraht mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit und einer hohen Zugfestigkeit und besitzt somit eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit.
-
(5) Ein Beispiel des überzogenen elektrischen Drahts schließt eine Ausführungsform ein, die eine Anschluss-Fixierkraft von 45 N oder mehr bietet.
-
Die Messung der Anschluss-Fixierkraft, der Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss, wie nachstehend bei den Punkten (6) und (11) beschrieben, und der Zugfestigkeitsenergie, wie nachstehend bei Punkten (7) und (12) beschrieben, wird später beschrieben (Testbeispiele 1 und 2).
-
Wenn ein Anschluss, wie beispielsweise ein Krimpanschluss, befestigt wird, kann in der obigen Ausführungsform der Anschluss fest und folglich hervorragend fixiert werden. Somit besitzt die oben beschriebene Ausführungsform eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit, und zusätzlich auch eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, und bietet auch ausgezeichnete Eigenschaften beim Fixieren des Anschlusses und kann somit für den oben beschriebenen, mit Anschluss versehenen elektrischen Draht und ähnliches geeignet verwendet werden.
-
(6) Ein Beispiel des oben beschriebenen, überzogenen elektrischen Drahts schließt eine Ausführungsform ein, in der eine Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss 3 J/m oder mehr ist.
-
Die obige Ausführungsform bietet eine große Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss, wie beispielsweise Krimpanschluss, und sie ist schwer an dem Anschlussbefestigungsabschnitt zu brechen, selbst wenn ein Schlag in dem Zustand mit befestigtem Anschluss einwirkt. Somit besitzt die oben beschriebene Ausführungsform eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit, sie hat eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit und weist auch in einem Zustand mit daran befestigtem Anschluss eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit auf und kann für den oben beschriebenen mit Anschluss versehenen elektrischen Draht und dergleichen geeignet verwendet werden.
-
(7) Ein Beispiel des oben beschriebenen überzogenen elektrischen Drahts schließt eine Ausführungsform ein, in der der überzogene elektrische Draht alleine eine Schlagfestigkeitsenergie von 6 J/m oder mehr bietet.
-
Bei der obigen Ausführungsform besitzt der überzogene elektrische Draht als solcher eine hohe Schlagfestigkeitsenergie und er ist selbst unter Schlageinwirkung kaum zu brechen und besitzt somit eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit.
-
(8) Ein mit Anschluss versehener elektrischer Draht umfasst in einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung: den überzogenen elektrischen Draht gemäß mindestens einem der obigen Punkte (1) bis (7); sowie einen an einem Ende des überzogenen elektrischen Drahts befestigten Anschluss.
-
Weil der oben beschriebene mit Anschluss versehene elektrische Draht den überzogenen elektrischen Draht wie oben beschrieben einschließt, besitzt er eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit, und weist zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit auf, wie oben beschrieben wurde. Zusätzlich besitzt der oben beschriebene, mit Anschluss versehene elektrische Draht, weil er den oben beschriebenen, überzogenen elektrischen Draht einschließt, auch eine ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit, fixiert den Anschluss ausgezeichnet, und weist eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit daran befestigtem Anschluss auf, wie oben beschrieben wurde.
-
(9) Ein Kupferlegierungsdraht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein für einen Leiter verwendeter Kupferlegierungsdraht, wobei der Kupferlegierungsdraht: aus einer Kupferlegierung zusammengesetzt ist, die Fe in einer Menge von 0,2 Masse-% oder mehr und 1,6 Masse-% oder weniger, P in einer Menge von 0,05 Masse-% oder mehr und 0,4 Masse-% oder weniger und Sn in einer Menge von 0,05 Masse-% oder mehr und 0,7 Masse-% oder weniger enthält, wobei der Rest Cu und Verunreinigungen ist, und ein Massenverhältnis von Fe/P von 4,0 oder mehr hat; und einen Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger aufweist.
-
Der oben beschriebene Kupferlegierungsdraht ist ein dünnes Drahtbauteil, das aus einem Material auf Kupferbasis zusammengesetzt ist, und wenn es als Leiter für einen elektrischen Draht oder ähnliches in Form eines Massivdrahts oder eines Litzendrahts verwendet wird, besitzt er eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit und trägt zusätzlich zu der Gewichtsverringerung des elektrischen Drahts bei. Insbesondere ist der oben beschriebene Kupferlegierungsdraht aus einer Kupferlegierung zusammengesetzt, die eine spezifische Zusammensetzung, die Fe, P und Sn einschließt, aufweist, und er besitzt eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit, und zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, wie oben beschrieben wurde. Folglich ermöglicht die Verwendung des oben beschriebenen Kupferlegierungsdrahts als Leiter eines elektrischen Drahts die Konstruktion eines elektrischen Drahts, der eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit und zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit aufweist, und darüber hinaus eines elektrischen Drahts, der ebenso ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit aufweist, die ausgezeichnete Fixierung eines Anschlusses, wie eines Krimpanschlusses ermöglicht, und eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit daran befestigtem Anschluss aufweist.
-
(10) Ein Kupferlegierungslitzendraht gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist aus mehreren Kupferlegierungsdrähten gemäß Punkt (9), die zusammen verlitzt sind, ausgebildet.
-
Der obige Kupferlegierungslitzendraht erhält im Wesentlichen die Zusammensetzung und Eigenschaften des Kupferlegierungsdrahts des obigen Punkts (9) aufrecht, und besitzt somit eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit, und zusätzlich auch eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit. Folglich ermöglicht die Verwendung des oben beschriebenen Kupferlegierungslitzendrahts als Leiter eines elektrischen Drahts die Konstruktion eines elektrischen Drahts, der eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit und zusätzlich ausgezeichnete Schlagfestigkeit besitzt, und darüber hinaus eines elektrischen Drahts, der ebenso eine ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit, ausgezeichnete Fixierung eines Anschlusses, wie beispielsweise eines Krimpanschlusses ermöglicht, und ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit daran befestigtem Anschluss aufweist.
-
(11) Ein Beispiel des oben beschriebenen Kupferlegierungslitzendrahts schließt eine Ausführungsform ein, in der eine Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss 1,5 J/m oder mehr ist.
-
In der obigen Ausführungsform ist eine Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss hoch. Ein überzogener elektrischer Draht, der einen Kupferlegierungslitzendraht der obigen Ausführungsform als einen Leiter und eine isolierende Überzugsschicht umfasst, ermöglicht die Konstruktion eines überzogenen elektrischen Drahts mit einer höheren Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit daran befestigtem Anschluss, typischerweise des überzogenen elektrischen Drahts nach dem obigen Punkt (6). Somit besitzt die oben beschriebene Ausführungsform eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit, sowie eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit, und sie kann zusätzlich geeignet für einen Leiter eines überzogenen elektrischen Drahts, der darüber hinaus eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit daran befestigtem Anschluss aufweist, einen mit Anschluss versehenen elektrischen Draht und dergleichen geeignet verwendet werden.
-
(12) Ein Beispiel des oben beschriebenen Kupferlegierungslitzendrahts schließt eine Ausführungsform ein, in der der Kupferlegierungslitzendraht alleine eine Schlagfestigkeitsenergie von 4 J/m oder mehr besitzt.
-
In der obigen Ausführungsform weist der Kupferlegierungslitzendraht als solcher eine hohe Schlagfestigkeitsenergie auf. Ein überzogener elektrischer Draht, der einen Kupferlegierungslitzendraht der obigen Ausführungsform als Leiter und eine isolierende Überzugsschicht umfasst, ermöglicht die Konstruktion eines überzogenen elektrischen Drahts mit einer höheren Schlagfestigkeitsenergie, typischerweise des überzogenen elektrischen Drahts nach dem obigen Punkt (7). Somit kann die oben beschriebene Ausführungsform für einen Leiter eines überzogenen elektrischen Drahts, eines mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts und dergleichen, die eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit und zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit besitzen, geeignet verwendet werden.
-
[Details von erfindungsgemäßen Ausführungsformen]
-
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung in Ausführungsformen ausführlich, gegebenenfalls mit Bezug auf die Zeichnungen, beschrieben. In den Zeichnungen beziehen sich identische Bezugszeichen auf Komponenten mit identischem Namen. Der Gehalt eines Elements wird in Massenanteilen angegeben (Masse-% oder Masse-ppm), sofern nicht anderweitig spezifiziert.
-
[Kupferlegierungsdraht]
-
(Zusammensetzung)
-
Ein Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform wird als ein Leiter eines elektrischen Drahts, wie etwa eines überzogenen elektrischen Drahts 3 (siehe 1) verwendet, und er ist aus einer Kupferlegierung zusammengesetzt, die spezifische Additivelemente in einem spezifischen Bereich enthält. Die Kupferlegierung ist eine Fe-P-Sn-Cu-Legierung, die 0,2 % oder mehr und 1,6 % oder weniger Fe, 0,05 % oder mehr und 0,4 % oder weniger P, 0,05 % oder mehr und 0,7 % oder weniger Sn enthält, wobei der Rest Cu und Verunreinigungen ist. Insbesondere ist in der obigen Kupferlegierung das Verhältnis des Fe-Gehalts zu dem P-Gehalt, d.h., Fe/P massenbezogen 4,0 oder mehr. Die Verunreinigungen sind hauptsächlich unvermeidbare Verunreinigungen. Jedes Element wird nun im Detail beschrieben.
-
Fe
-
Fe liegt hauptsächlich als eine Ausscheidung (Präzipitat) in einer Matrixphase, oder Cu, vor, und trägt zur Verbesserung der Festigkeit, wie beispielsweise Zugfestigkeit bei.
-
Wenn Fe in einer Menge von 0,2 % oder mehr enthalten ist, kann eine Ausscheidung, die Fe und P einschließt, zufriedenstellend erzeugt werden, und durch verstärkte Ausscheidung kann der Kupferlegierungsdraht 1 eine ausgezeichnete Festigkeit haben. Ferner kann die Ausscheidung die feste Lösung von P in der Matrixphase unterdrücken und so einen Kupferlegierungsdraht 1 mit hoher elektrischer Leitfähigkeit liefern. Wenn sie auch von der Menge von P und den Herstellungsbedingungen abhängt, nimmt die Festigkeit des Kupferlegierungsdrahts 1 doch tendenziell mit zunehmendem Fe-Gehalt zu. Wenn eine hohe Festigkeit oder dergleichen gewünscht ist, kann der Fe-Gehalt mehr als 0,35 % sein und sogar 0,4 % oder mehr und 0,45 % oder mehr sein.
-
Der Gehalt an Fe in einem Bereich von 1,6 % oder weniger hilft bei der Unterdrückung der Vergröberung der Fehaltigen Ausscheidungen und dergleichen. Dies liefert einen Draht, der Bruch ausgehend von groben Ausscheidungen verringern kann und somit eine ausgezeichnete Festigkeit besitzt, und zusätzlich bei seinem Herstellungsprozess kaum bricht, wenn er dem Drahtziehen oder dergleichen unterzogen wird, und somit auch ausgezeichnete Herstellungseigenschaften aufweist. Trotz der Abhängigkeit von der Menge von P und den Herstellungsbedingungen, ist es umso leichter, die Vergröberung von Ausscheidungen zu unterdrücken, wie oben beschrieben, und dergleichen, je geringer der Gehalt an Fe ist. Wenn es gewünscht ist, die Vergröberung von Ausscheidungen (und folglich das Brechen und einen Bruch in dem Draht zu verringern) und dergleichen zu unterdrücken, kann der Fe-Gehalt 1,5 % oder weniger und sogar 1,2 % oder weniger, 1,0 % oder weniger und weniger als 0,9 % sein.
-
P
-
In dem Kupferlegierungsdraht 1 liegt P hauptsächlich als Ausscheidung zusammen mit Fe vor und trägt zu der Verbesserung der Festigkeit, wie beispielsweise Zugfestigkeit, bei, d.h., wirkt hauptsächlich als Element zur Verstärkung der Ausscheidung.
-
Wenn P in einer Menge von 0,05 % oder mehr enthalten ist, kann eine Ausscheidung, die Fe und P einschließt, zufriedenstellend erzeugt werden, und durch verstärkte Ausscheidung kann der Kupferlegierungsdraht 1 eine ausgezeichnete Festigkeit haben. Wenn sie auch von der Menge Fe und den Herstellungsbedingungen abhängt, nimmt die Festigkeit des Kupferlegierungsdrahts 1 doch tendenziell mit zunehmendem Gehalt an P zu. Wenn hohe Festigkeit oder dergleichen erwünscht ist, kann der P-Gehalt mehr als 0,1 % und sogar 0,11 % oder mehr und 0,12 % oder mehr sein. Es ist zu beachten, dass es erlaubt ist, dass ein Teil des enthaltenen P als Desoxidationsmittel wirkt und im Ergebnis als ein Oxid in der Matrixphase vorliegt.
-
Ein P-Gehalt in einem Bereich von 0,4 % oder weniger hilft bei der Unterdrückung der Vergröberung der Fe und P enthaltenden Ausscheidungen und dergleichen und kann das Brechen, einen Bruch in dem Draht und ähnliches verringern. Trotz der Abhängigkeit von der Menge von Fe und den Herstellungsbedingungen ist es umso leichter, die oben beschriebene Vergröberung zu unterdrücken, je geringer der Gehalt an P ist. Wenn es gewünscht ist, die Vergröberung von Ausscheidungen zu unterdrücken (und folglich das Brechen und einen Bruch in dem Draht zu verringern) und dergleichen, kann der Gehalt an P 0,35 % oder weniger und sogar 0,3 % oder weniger und 0,25 % oder weniger sein.
-
Fe/P
-
Zusätzlich zu dem Gehalt an Fe und P in den oben spezifizierten Bereichen ist es, wenn Fe relativ zu P geeignet vorhanden ist, insbesondere, wenn Fe in einer Menge gleich oder größer als P enthalten ist, leicht, hervorzurufen, dass Fe und P als eine Verbindung vorliegen. Im Ergebnis kann verstärkte Ausscheidung gegebenenfalls die Festigkeit effektiv erhöhen, und eine übermäßige feste Lösung von P kann gegebenenfalls verringert werden, um die hohe elektrische Leitfähigkeit der Matrixphase effektiv beizubehalten, und der Kupferlegierungsdraht 1 kann eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und zusätzlich hohe Festigkeit besitzen.
-
Ein Fe/P von 4,0 oder mehr ermöglicht es, dass der Draht in der Leitfähigkeit weiter hervorragt und zusätzlich eine hohe Festigkeit aufweist, wie oben beschrieben. Ein großes Verhältnis von Fe/P erlaubt es dem Draht tendenziell, seine ausgezeichnete Leitfähigkeit weiter zu verbessern, und das Verhältnis kann größer als 4,0 und sogar 4,1 oder mehr sein. Während Fe/P innerhalb eines Bereichs von beispielsweise 30 oder weniger ausgewählt sein kann, hilft ein Verhältnis von Fe/P von 20 oder weniger und sogar 10 oder weniger, die Vergröberung von Ausscheidungen, die von übermäßigem Fe hervorgerufen wird, zu unterdrücken.
-
Sn
-
Sn liegt hauptsächlich in Form einer festen Lösung in der Matrixphase oder Cu vor, und trägt zu der Verbesserung der Festigkeit, wie Zugfestigkeit, bei, d.h., wirkt hauptsächlich als ein Element zur Verstärkung der festen Lösung.
-
Wenn Sn in einer Menge von 0,05 % oder mehr enthalten ist, kann die ausgezeichnete Festigkeit des Kupferlegierungsdrahts 1 weiter verbessert werden. Je größer der Gehalt an Sn ist, umso leichter ist es, eine höhere Festigkeit zu erzielen. Wenn eine hohe Festigkeit gewünscht ist, kann der Sn-Gehalt auf 0,08 % oder mehr, sogar 0,1 % oder mehr und 0,12 % oder mehr eingestellt werden.
-
Wenn Sn in einem Bereich von 0,7 % oder weniger enthalten ist, kann die Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit, die einer übermäßigen festen Lösung von Sn in Cu zugeschrieben wird, unterdrückt werden, und der Kupferlegierungsdraht 1 kann eine hohe elektrische Leitfähigkeit haben. Zusätzlich kann die Verschlechterung der Bearbeitungseigenschaften, die durch übermäßige feste Lösung von Sn hervorgerufen wird, unterdrückt werden, so dass Drahtziehen oder eine ähnliche plastische Bearbeitung leicht durchgeführt werden kann, und auch ausgezeichnete Herstellungseigenschaften erhalten werden können. Wenn eine hohe elektrische Leitfähigkeit und zufriedenstellende Bearbeitungseigenschaften gewünscht sind, kann der Sn-Gehalt 0,6 % oder weniger, sogar 0,55 % oder weniger und 0,5 % oder weniger sein.
-
Der Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform hat hohe Festigkeit durch verstärkte Ausscheidung von Fe und P und verstärkte feste Lösung von Sn, wie oben beschrieben. Folglich kann, selbst wenn künstliche Alterung und Erweichung bei dem Herstellungsverfahren durchgeführt werden, ein beträchtlich starker und zäher Kupferlegierungsdraht 1 erhalten werden, der eine hohe Festigkeit aufweist, während er ebenso große Dehnungsfähigkeit oder dergleichen besitzt.
-
C, Si, Mn
-
Eine Kupferlegierung, die den Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform bildet, kann ein Element mit einem desoxidierenden Effekt für Fe, P, Sn und dergleichen einschließen. Im Einzelnen kann die Kupferlegierung eines oder mehrere Elemente, ausgewählt aus C, Si und Mn in einer Menge von 10 ppm und 500 ppm oder weniger insgesamt als Massenanteil enthalten.
-
Wenn der Herstellungsprozess in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, wie Luft durchgeführt wird, können Elemente, wie Fe, P, Sn und dergleichen oxidiert werden. Wenn diese Elemente Oxide werden, können die oben beschriebenen Ausscheidungen und dergleichen nicht geeignet gebildet werden und/oder feste Lösung in der Matrixphase nicht bereitgestellt werden, und entsprechend können gegebenenfalls hohe elektrische Leitfähigkeit und hohe Festigkeit durch den Gehalt an Fe und P und verstärkte feste Lösung durch den Gehalt an Sn nicht effektiv erhalten werden. Diese Oxide dienen als Punkte, die beim Drahtziehen oder dergleichen den Beginn eines Bruchs ermöglichen, und können eine Verringerung der Produktivität bewirken. Das Einschließen von mindestens einem Element, vorzugsweise zwei Elementen, von C, Mn und Si (in dem letzteren Fall sind C und Mn oder C und Si bevorzugt), mehr bevorzugt von allen der drei Elemente in einem spezifischen Bereich, ermöglicht es verlässlicher, dass Fe und P ausgeschieden werden, um eine verstärkte Ausscheidung und hohe elektrische Leitfähigkeit zu liefern, und stellt eine verstärkte feste Lösung von Sn sicher, um so einen Kupferlegierungsdraht 1 zur Verfügung zu stellen, der eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und hohe Festigkeit besitzt.
-
Wenn der Gesamtgehalt von oben 10 ppm oder mehr ist, kann die Oxidation von Elementen wie Fe, wie oben beschrieben, verhindert werden. Je höher der Gesamtgehalt ist, umso leichter ist es, einen Antioxidationseffekt zu erhalten, und der obige Gesamtgehalt kann 20 ppm oder mehr und sogar 30 ppm oder mehr sein.
-
Wenn der obige Gesamtgehalt 500 ppm oder weniger ist, wird eine Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit, die dem übermäßigen Gehalt dieser desoxidierenden Elemente zugeschrieben wird, kaum hervorgerufen, und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit kann erzielt werden. Je geringer der obige Gesamtgehalt ist, umso leichter ist es, die Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit zu unterdrücken, und entsprechend kann der obige Gesamtgehalt 300 ppm oder weniger und sogar 200 ppm oder weniger und 150 ppm oder weniger sein.
-
Der Gehalt an C alleine ist vorzugsweise 10 ppm oder mehr und 300 ppm oder weniger, mehr bevorzugt 10 ppm oder mehr und 200 ppm oder weniger, besonders bevorzugt 30 ppm oder mehr und 150 ppm oder weniger.
-
Der Gehalt an Mn alleine oder der Gehalt an Si alleine ist vorzugsweise 5 ppm oder mehr und 100 ppm oder weniger, mehr bevorzugt mehr als 5 ppm und 50 ppm oder weniger. Der Gesamtgehalt an Mn und Si ist vorzugsweise 10 ppm oder mehr und 200 ppm oder weniger, mehr bevorzugt mehr als 10 ppm und 100 ppm oder weniger.
-
Wenn C, Mn und Si jeweils in den oben beschriebenen Bereichen enthalten sind, ist es leicht, den oben beschriebenen Antioxidationseffekt für Elemente, wie Fe, zufriedenstellend zu erhalten. Beispielsweise kann der Gehalt an Sauerstoff in der Kupferlegierung 20 ppm oder weniger, 15 ppm oder weniger und sogar 10 ppm oder weniger sein.
-
(Struktur)
-
Eine Kupferlegierung, die den Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform bildet, kann eine Struktur haben, in der Ausscheidungen und/oder Kristallite, die Fe und P enthalten, dispergiert sind. Es wird erwartet, dass eine Struktur, in der Ausscheidungen oder dergleichen dispergiert sind, vorzugsweise eine Struktur, in der feine Ausscheidungen oder dergleichen gleichförmig dispergiert sind, eine hohe Festigkeit durch verstärkte Ausscheidung und eine hohe elektrische Leitfähigkeit durch Verringerung fester Lösung von P oder dergleichen in Cu sicherstellt.
-
Ferner kann die Kupferlegierung eine feine Kristallstruktur haben. Diese unterstützt das Vorliegen der oben beschriebenen Ausscheidungen oder dergleichen, so dass diese gleichförmig dispergiert sind, und weiter erhöhte Festigkeit kann erwartet werden. Zusätzlich liegen auch einige wenige grobe Kristallkörner vor, die als Startpunkte für das Brechen dienen können, was ebenso die Erhöhung der Zähigkeit, wie z.B. der Dehnungsfähigkeit, unterstützt, und es wird erwartet, dass eine noch stärker herausragende Schlagfestigkeit erreicht wird. Ferner kann in dem Fall, in dem der Kupferlegierungsdraht 1 der Ausführungsform als ein Leiter eines elektrischen Drahts, wie beispielsweise eines überzogenen elektrischen Drahts 3 und eines Anschlusses, wie beispielsweise eines Krimpanschlusses, der an dem Leiter befestigt ist, verwendet wird, der Anschluss fest fixiert werden und eine Kraft, mit der der Anschluss fixiert ist, somit ohne weiteres verstärkt werden.
-
In quantitativer Hinsicht hilft eine durchschnittliche Kristallkorngröße von 10 µm oder weniger dabei, den oben beschriebenen Effekt zu erzielen, und sie kann 7 µm oder weniger und sogar 5 µm oder weniger sein. Die Kristallkorngröße kann beispielsweise durch Einstellung der Herstellungsbedingungen (z.B. eines Bearbeitungsgrades und/oder einer Wärmebehandlungstemperatur usw., die ebenso danach angewandt werden) abhängig von der Zusammensetzung (Gehalte an Fe, P, Sn, Wert von Fe/P usw., die ebenso danach angewandt werden) auf eine vorgegebene Größe eingestellt werden.
-
Die durchschnittliche Kristallkorngröße wird wie folgt gemessen: ein Querschnitt, der mit einem Querschnittspolierer (cross section polisher, CP) poliert worden ist, wird mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet. Aus dem beobachteten Bild wird ein Beobachtungsbereich mit einer vorgegebenen Fläche S0 herausgegriffen und die Anzahl N aller Kristalle innerhalb des Beobachtungsbereichs wird gezählt. Die Fläche S0 dividiert durch die Anzahl N der Kristalle, d.h., S0 /N, wird als eine Fläche Sg jedes Kristallkorns definiert, und der Durchmesser eines Kreises mit einer Fläche, die der Fläche Sg des Kristallkorns entspricht, wird als der Durchmesser R des Kristallkorns definiert. Ein Durchschnitt der Durchmesser R von Kristallkörnern wird als durchschnittliche Kristallkorngröße definiert. Der Beobachtungsbereich kann ein Bereich sein, in dem die Anzahl N von Kristallen 50 oder mehr beträgt, oder der gesamte Querschnitt sein. Mit einem solchen ausreichend großen Beobachtungsbereich, wie oben beschrieben, können Fehler infolge von anderen Stoffen als Kristalle, die in der Fläche S0 vorhanden sein können (beispielsweise Ausscheidungen) ausreichend reduziert werden.
-
(Drahtdurchmesser)
-
Wenn der Kupferlegierungsdraht 1 der Ausführungsform mit einem Verfahren hergestellt wird, kann er dem Drahtziehen mit einem eingestellten Bearbeitungsverhältnis (oder Verhältnis der Verringerung des Querschnitts) oder ähnlichem unterzogen werden, um einen Drahtdurchmesser mit einer vorgegebenen Größe zu haben. Insbesondere wenn der Kupferlegierungsdraht 1 ein dünner Draht mit einem Drahtdurchmesser von 0,5 mm oder weniger ist, kann er als ein Leiter eines elektrischen Drahts geeignet verwendet werden, für den die Verringerung des Gewichts gewünscht ist, z.B. als Leiter eines elektrischen Drahts zur Verdrahtung in einem Kraftfahrzeug. Der Drahtdurchmesser kann 0,35 mm oder weniger und sogar 0,25 mm oder weniger sein.
-
(Querschnittsform)
-
Die Querschnittsform des Kupferlegierungsdrahts 1 einer Ausführungsform kann geeignet ausgewählt werden. Ein repräsentatives Beispiel des Kupferlegierungsdrahts 1 ist ein runder Draht mit einem kreisförmigen Querschnitt. Die Querschnittsform variiert in Abhängigkeit von der Form einer zum Drahtziehen verwendeten Düse und der Form einer Pressform, wenn der Kupferlegierungsdraht 1 ein verpresster Litzendraht ist, usw. Beispielsweise kann der Kupferlegierungsdraht 1 ein viereckiger Draht mit einer rechteckigen oder ähnlichen Querschnittsform, ein verformter Draht mit einer hexagonalen oder anderen polygonalen Querschnittsform, einer elliptischen Querschnittsform oder dergleichen sein. Der Kupferlegierungsdraht 1, der den verpressten Litzendraht bildet, ist typischerweise ein verformter Draht mit einer unbestimmten Querschnittsform.
-
(Eigenschaften)
-
- - Zugfestigkeit, Bruchdehnung und elektrische Leitfähigkeit
-
Gemäß einer Ausführungsform ist der Kupferlegierungsdraht 1 aus einer Kupferlegierung mit der oben beschriebenen spezifischen Zusammensetzung zusammengesetzt und besitzt somit eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und zusätzlich hohe Festigkeit. Er wird durch eine geeignete Wärmebehandlung so hergestellt, dass er hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit in einer guten Balance aufweist. In quantitativer Hinsicht erfüllt der Kupferlegierungsdraht 1 wenigstens eine, mehr bevorzugt zwei und noch mehr bevorzugt alle drei der folgenden Bedingungen: Zugfestigkeit von 400 MPa oder mehr, Bruchdehnung von 5 % oder mehr und elektrische Leitfähigkeit von 60 % IACS oder mehr. Ein Beispiel eines Kupferlegierungsdrahts 1 hat eine elektrische Leitfähigkeit von 60 % IACS oder mehr und eine Zugfestigkeit von 400 MPa oder mehr. Alternativ hat ein Beispiel eines Kupferlegierungsdrahts 1 eine Bruchdehnung von 5 % oder mehr.
-
Wenn eine höhere Festigkeit gewünscht ist, kann die Zugfestigkeit auf 405 MPa oder mehr, 410 MPa oder mehr und sogar 415 MPa oder mehr eingestellt werden.
-
Wenn eine höhere Zähigkeit gewünscht ist, kann die Bruchdehnung 6 % oder mehr, 7 % oder mehr, 8 % oder mehr, 9,5 % oder mehr und sogar 10 % oder mehr sein.
-
Wenn eine höhere elektrische Leitfähigkeit gewünscht ist, kann die elektrische Leitfähigkeit auf 62 % IACS oder mehr, 63 % IACS oder mehr und sogar 65 % IACS oder mehr eingestellt werden.
-
Kaltverfestigungsexponent
-
Ein Beispiel eines Kupferlegierungsdrahts 1 einer Ausführungsform hat einen Kaltverfestigungsexponenten von 0,1 oder mehr.
-
Ein Kaltverfestigungsexponent ist definiert als ein Exponent n einer wahren Dehnung ε in der Gleichung σ = C × εn, in der σ und ε die wahre Spannung bzw. wahre Dehnung in einem plastischen Dehnungsbereich in einem Zugexperiment, wenn eine uniaxial gerichtete Prüfkraft einwirkt, bedeuten. In der obigen Gleichung bezeichnet C einen Festigkeitsparameter.
-
Der Exponent n kann durch Durchführung eines Zugexperiments unter Verwendung einer kommerziell erhältlichen Zugprüfmaschine und durch das Erstellen einer S-S-Kurve erhalten werden (siehe auch JIS G 2253 (2011)).
-
Größere Kaltverfestigungsexponenten erleichtern die Kaltverfestigung, und die Festigkeit eines so bearbeiteten Abschnitts kann durch Kaltverfestigung effektiv vergrößert werden. Wenn beispielsweise der Kupferlegierungsdraht 1 als ein Leiter eines elektrischen Drahts, wie z.B. eines überzogenen elektrischen Drahts 3, verwendet wird, und ein Anschluss, wie z.B. ein Krimpanschluss, durch Krimpen oder dergleichen an dem Leiter befestigt wird, hat der Leiter einen Anschlussbefestigungsabschnitt, der ein bearbeiteter Abschnitt ist, der der plastischen Bearbeitung, beispielsweise Pressformen, unterzogen worden ist. Obwohl der bearbeitete Abschnitt der plastischen Bearbeitung, wie beispielsweise Pressformen, unterzogen worden ist, und deswegen einen reduzierten Querschnitt aufweist, ist er härter als vor der plastischen Bearbeitung und seine Festigkeit ist erhöht. Somit kann der bearbeitete Abschnitt, d.h., der Anschlussbefestigungsabschnitt des Leiters und die Umgebung davon ein weniger schwacher Punkt im Hinblick auf die Festigkeit sein. Ein Kaltverfestigungsexponent von 0,11 oder mehr, und darüber hinaus von 0,12 oder mehr und 0,13 oder mehr unterstützt die Kaltverfestigung und erhöht die Festigkeit effektiv. Abhängig von der Zusammensetzung, den Herstellungsbedingungen und dergleichen kann angenommen werden, dass der Leiter einen Anschlussbefestigungsabschnitt aufweist, der ein Niveau der Festigkeit äquivalent zu dem des Hauptdrahtabschnitts des Leiters aufrechterhält. Der Kaltverfestigungsexponent variiert abhängig von der Zusammensetzung, den Herstellungsbedingungen und dergleichen und entsprechend ist seine Obergrenze nicht besonders festgelegt.
-
Die Größe der Zugfestigkeit, der Bruchdehnung, der elektrischen Leitfähigkeit und des Kaltverfestigungsexponenten können wie vorgeschrieben eingestellt werden, indem die Zusammensetzung, die Herstellungsbedingungen und dergleichen eingestellt werden. Beispielsweise erhöhen größere Mengen von Fe, P, Sn und höhere Grade des Drahtziehens (oder Dickenabnahme des Drahts) die Zugfestigkeit tendenziell. Wenn beispielsweise auf das Drahtziehen eine Wärmebehandlung bei hoher Temperatur folgt, sind die Bruchdehnung und elektrische Leitfähigkeit tendenziell hoch und die Zugfestigkeit tendenziell niedrig.
-
Schweißbarkeit
-
Der Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform hat außerdem eine ausgezeichnete Schweißbarkeit als einen Effekt. Wenn beispielsweise der Kupferlegierungsdraht 1 oder ein später beschriebener Kupferlegierungslitzendraht 10 als ein Leiter eines elektrischen Kabels verwendet wird und ein weiterer Leiterdraht oder ähnliches an einen Abschnitt zur Verzweigung von dem Leiter an ihn angeschweißt wird, ist der verschweißte Abschnitt schwer zu brechen und somit fest verschweißt.
-
[Kupferlegierungslitzendraht]
-
Der Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform verwendet den Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform als einen elementaren Draht und ist aus mehreren, zusammen verlitzten Kupferlegierungsdrähten 1 ausgebildet. Der Kupferlegierungslitzendraht 10 erhält im Wesentlichen die Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften des Kupferlegierungsdrahts 1, der als ein elementarer Draht dient, aufrecht und hat zusätzlich ohne weiteres eine Querschnittsfläche größer als in einem Fall mit einer Querschnittsfläche eines einzigen elementaren Drahts und kann entsprechend eine erhöhte Kraft gegenüber Schlageinwirkung aufweisen, und besitzt somit eine noch herausragendere Schlagfestigkeit. Beim Vergleich des Kupferlegierungslitzendrahts 10 mit einem Massivdraht mit derselben Querschnittsfläche biegt und verdreht sich ersterer zusätzlich leichter und besitzt somit auch eine ausgezeichnete Biegbarkeit und Verdrehbarkeit, und wenn er als ein Leiter eines elektrischen Drahts verwendet wird, ist dieser kaum zu brechen, selbst wenn er zugeführt oder wiederholt gebogen wird. Darüber hinaus hat der Kupferlegierungslitzendraht 10 mehrere Kupferlegierungsdrähte 1, die ohne Probleme kaltverfestigt werden können, wie oben beschrieben, und wenn er als ein Leiter eines elektrischen Drahts, wie beispielsweise des überzogenen elektrischen Drahts 3, verwendet wird und ein Anschluss, wie beispielsweise ein Krimpanschluss, daran befestigt wird, kann der Anschluss ferner fest daran befestigt werden. Während 1 als ein Beispiel einen Kupferlegierungslitzendraht 10 zeigt, der aus sieben Drähten zusammengesetzt ist, die konzentrisch zusammen verlitzt sind, kann die Zahl der zusammen verlitzten Drähte und wie dies geschieht entsprechend verändert werden.
-
Nachdem er zusammen verlitzt wurde, kann der Kupferlegierungslitzendraht 10 verpresst werden und so ein verpresster Litzendraht (nicht gezeigt) gebildet werden. Ein verpresster Litzendraht besitzt eine ausgezeichnete Stabilität in einem verpressten Zustand, und wenn der verpresste Litzendraht als Leiter eines elektrischen Drahts, wie beispielsweise eines überzogenen elektrischen Drahts 3 verwendet wird, lässt sich die isolierende Überzugsschicht 2 oder ähnliches leicht auf dem äußeren Umfang des Leiters ausbilden. Zusätzlich hat beim Vergleich des gepressten Litzendrahts mit einer einfachen Litze ersterer tendenziell bessere mechanische Eigenschaften und kann darüber hinaus einen geringeren Durchmesser haben als letzterer.
-
Der Drahtdurchmesser, die Querschnittsfläche, der Verlitzungsabstand und dergleichen des Kupferlegierungslitzendrahts 10 können geeignet ausgewählt werden, beispielsweise abhängig von dem Drahtdurchmesser des Kupferlegierungsdrahts 1, der Querschnittsfläche des Kupferlegierungsdrahts 1, der Anzahl der zusammen verlitzten Kupferlegierungsdrähte 1 und dergleichen.
-
Wenn der Kupferlegierungslitzendraht 10 beispielsweise eine Querschnittsfläche von 0,03 mm2 oder mehr hat, besitzt der Leiter eine große Querschnittsfläche, und hat folglich einen geringen elektrischen Widerstand und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit. Wenn der Kupferlegierungslitzendraht 10 ferner als ein Leiter eines elektrischen Drahts, wie beispielsweise eines überzogenen elektrischen Drahts 3, verwendet wird und ein Anschluss, wie beispielsweise ein Krimpanschluss, an dem Leiter befestigt wird, erleichtert der Leiter mit einer einigermaßen großen Querschnittsfläche die Befestigung des Anschlusses an ihn. Wie oben beschrieben wurde, kann der Anschluss darüber hinaus fest an dem Kupferlegierungslitzendraht 10 fixiert werden, und eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit befestigtem Anschluss ebenso erreicht werden. Die Querschnittsfläche kann 0,1 mm2 oder mehr sein. Wenn die Querschnittsfläche beispielsweise 0,5 mm2 oder weniger ist, kann der Kupferlegierungslitzendraht 10 ein geringes Gewicht aufweisen.
-
Wenn der Kupferlegierungslitzendraht 10 einen Verlitzungsabstand von beispielsweise 10 mm oder mehr hat, können sogar elementare Drähte (oder Kupferlegierungsdrähte 1), die dünne Drähte mit einem Durchmesser von 0,5 mm oder weniger sind, leicht zusammen verlitzt werden, und somit besitzt der Kupferlegierungslitzendraht 10 ausgezeichnete Herstellungseigenschaften. Ein Verlitzungsabstand von beispielsweise 20 mm oder weniger verhindert, dass sich die Litze beim Biegen aufdreht, wodurch ausgezeichnete Biegeeigenschaften bereitgestellt werden.
-
Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss
-
Der Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform ist aus elementarem Draht, d.h. dem aus einer spezifischen Kupferlegierung zusammengesetzten Kupferlegierungsdraht 1 wie oben beschrieben, zusammengesetzt, und wenn Litzendraht 10 für einen Leiter eines überzogenen elektrischen Drahts oder dergleichen verwendet wird und ein Anschluss, wie beispielsweise ein Krimpanschluss, an einem Ende des Leiters befestigt ist und der Litzendraht 10 in diesem Zustand einem Schlag ausgesetzt wird, ist der Anschlussbefestigungsabschnitt und dessen Umgebung kaum zu brechen. In quantitativer Hinsicht hat der Kupferlegierungslitzendraht 10 mit daran befestigtem Anschluss, wie oben beschrieben, beispielsweise eine Schlagfestigkeitsenergie von 1,5 J/m oder mehr. Je größer die Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit befestigtem Anschluss ist, umso schwieriger ist es, den Anschlussbefestigungsabschnitt und eine Umgebung davon zu brechen, wenn sie einem Schlag ausgesetzt sind. Die Verwendung eines solchen Kupferlegierungslitzendrahts 10 als ein Leiter ermöglicht die Konstruktion eines überzogenen elektrischen Drahts oder dergleichen, der in einem Zustand mit einem daran befestigten Anschluss eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit besitzt. Der Kupferlegierungslitzendraht 10 in dem Zustand mit daran befestigtem Anschluss, hat vorzugsweise eine Schlagfestigkeitsenergie von 1,6 J/m oder mehr, mehr bevorzugt 1,7 J/m oder mehr, und keine besondere Obergrenze ist dafür festgelegt.
-
Schlagfestigkeitsenergie
-
Der Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform ist aus elementarem Draht, d.h., aus einem aus einer spezifischen Kupferlegierung hergestellten Kupferlegierungsdraht 1 wie oben beschrieben zusammengesetzt und der Litzendraht 10 ist bei Schlageinwirkung schwer zu brechen. In quantitativer Hinsicht hat der Kupferlegierungslitzendraht 10 alleine eine Schlagfestigkeitsenergie von 4 J/m. Je größer die Schlagfestigkeitsenergie ist, umso schwerer ist es, den Kupferlegierungslitzendraht 10 durch Schlageinwirkung zu brechen. Die Verwendung eines solchen Kupferlegierungslitzendrahts 10 als ein Leiter ermöglicht die Konstruktion eines überzogenen elektrischen Drahts oder dergleichen mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit. Der Kupferlegierungslitzendraht 10 hat vorzugsweise eine Schlagfestigkeitsenergie von 4,2 J/m oder mehr, mehr bevorzugt von 4,5 J/m oder mehr, und keine besondere Obergrenze ist dafür festgelegt.
-
Es ist zu beachten, dass es bevorzugt ist, dass der Kupferlegierungsdraht 1, der ein Massivdraht ist, ebenso eine Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit befestigtem Anschluss, eine Schlagfestigkeitsenergie und dergleichen aufweist, die in dem obigen Bereich liegen. Beim Vergleich des Kupferlegierungslitzendrahts 10 der Ausführungsform mit dem Kupferlegierungsdraht 1, der ein Massivdraht ist, hat ersterer tendenziell eine höhere Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit befestigtem Anschluss, sowie eine höhere Schlagfestigkeitsenergie.
-
[Überzogener elektrischer Draht]
-
Während der Kupferlegierungsdraht 1 und der Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform so wie sie sind als ein Leiter verwendet werden können, besitzen der Kupferlegierungsdraht 1 und der Kupferlegierungslitzendraht 10, die von einer isolierenden Überzugsschicht umgeben sind, ausgezeichnete Isoliereigenschaften. Der überzogene elektrische Draht 3 einer Ausführungsform schließt einen Leiter und eine isolierende Überzugsschicht 2, die den Leiter umgibt, ein, und der Leiter ist der Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform. Eine weitere Ausführungsform des überzogenen elektrischen Drahts ist ein überzogener elektrischer Draht, der einen Leiter enthält, der durch den Kupferlegierungsdraht 1 (in Form eines Massivdrahts) realisiert ist. 1 zeigt ein Beispiel mit einem Leiter, der einen Kupferlegierungslitzendraht 10 enthält.
-
Die isolierende Überzugsschicht 2 ist aus einem Isoliermaterial, das beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC), ein nicht-halogeniertes Harz (beispielsweise Polypropylen (PP)), ein Material mit hervorragenden Flammschutzeigenschaften und dergleichen einschließt, zusammengesetzt. Bekannte Isoliermaterialien können verwendet werden.
Die isolierende Überzugsschicht 2 kann in ihrer Dicke geeignet ausgewählt werden, abhängig von der vorgeschriebenen Isolierstärke, und ist somit im Hinblick auf die Dicke nicht besonders beschränkt.
-
Anschluss-Fixierkraft
-
Wie oben beschrieben wurde, enthält der überzogene elektrische Draht 3 einer Ausführungsform einen Leiter, der einen Kupferlegierungslitzendraht 10, der aus einem elementaren Draht, d.h., einem aus einer spezifischen Kupferlegierung zusammengesetzten Kupferlegierungsdraht 1 zusammengesetzt ist, und in einem Zustand, in dem ein Anschluss, wie beispielsweise ein Krimpanschluss, durch Krimpen oder dergleichen daran befestigt ist, ermöglicht es der überzogene elektrische Draht 3, dass der Anschluss fest daran fixiert wird. In quantitativer Hinsicht hat der überzogene elektrische Draht 3 eine Anschluss-Fixierkraft von 45 N oder mehr. Eine größere Anschluss-Fixierkraft ist bevorzugt, da sie den Anschluss fest fixieren kann und den überzogenen elektrischen Draht 3 (den Leiter) und den Anschluss ohne weiteres in einem verbundenen Zustand aufrechterhält. Die Anschluss-Fixierkraft ist vorzugsweise 50 N oder mehr, mehr als 55 N, noch mehr bevorzugt 58 N oder mehr, und keine besondere Obergrenze ist dafür festgelegt.
-
Schlagfestigkeitsenergie im Zustand mit befestigtem Anschluss
-
Wenn der überzogene elektrische Draht 3 gemäß einer Ausführungsform in einem Zustand mit einem daran befestigten Anschluss und der überzogene elektrische Draht 3 mit einem nackten Leiter ohne isolierende Überzugsschicht 2, d.h., dem Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform, verglichen werden, hat ersterer tendenziell eine höhere Schlagfestigkeitsenergie als letzterer. Abhängig von den Materialien, die die isolierende Überzugsschicht 2 abdecken, der Dicke oder dergleichen, kann der überzogene elektrische Draht 3 in dem Zustand mit dem daran befestigten Anschluss und der überzogene elektrische Draht 3 alleine eine zusätzlich erhöhte Schlagfestigkeitsenergie, verglichen mit dem nackten Leiter, aufweisen. In quantitativer Hinsicht hat der überzogene elektrische Draht 3 in dem Zustand mit dem daran befestigten Anschluss eine Schlagfestigkeitsenergie von 3 J/m oder mehr. Wenn der überzogene elektrische Draht 3 in dem Zustand mit dem daran befestigtem Anschluss eine größere Schlagfestigkeitsenergie hat, ist der Anschlussbefestigungsabschnitt bei Schlageinwirkung schwerer zu brechen, und die Schlagfestigkeitsenergie ist vorzugsweise 3,2 J/m oder mehr, mehr bevorzugt 3,5 J/m oder mehr, und keine besondere Obergrenze ist dafür festgelegt.
-
Schlagfestigkeitsenergie
-
Darüber hinaus hat in quantitativer Hinsicht der überzogene elektrische Draht 3 alleine eine Schlagfestigkeitsenergie (nachfolgend auch als Schlagfestigkeitsenergie des Hauptdrahts bezeichnet) von 6 J/m oder mehr. Je größer die Schlagfestigkeitsenergie des Hauptdrahts ist, umso schwerer ist der Draht unter Schlageinwirkung zu brechen, und sie ist vorzugsweise 6,5 J/m oder mehr, mehr bevorzugt 7 J/m oder mehr und 8 J/m oder mehr, und keine besondere Obergrenze ist dafür festgelegt.
-
Wenn die isolierende Überzugsschicht 2 von dem überzogenen elektrischen Draht 3 entfernt wird, so dass er alleine ein Leiter ist, d.h., der Kupferlegierungslitzendraht 10 alleine, und die Schlagfestigkeitsenergie dieses Leiters in einem Zustand mit daran befestigtem Anschluss und seine Schlagfestigkeitsenergie gemessen wird, nimmt der Leiter im Wesentlichen denselben Wert an, wie der Kupferlegierungslitzendraht 10, wie oben beschrieben. Im Einzelnen hat der Leiter, der den überzogenen elektrischen Draht 3 umfasst, in dem Zustand mit an dem Leiter befestigten Anschluss eine Schlagfestigkeitsenergie von 1,5 J/m oder mehr, und der Leiter, der den überzogenen elektrischen Draht 3 umfasst, hat eine Schlagfestigkeitsenergie von 4 J/m oder mehr.
-
Es ist zu beachten, dass es bevorzugt ist, dass ein überzogener elektrischer Draht, der den Kupferlegierungsdraht 1, der ein Massivdraht ist, als ein Leiter umfasst, auch wenigstens einen Wert der Anschluss-Fixierkraft, der Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit befestigtem Anschluss und der Schlagfestigkeitsenergie des Hauptdrahts, die in den oben beschriebenen Bereich fallen, aufweist. Wenn der überzogene elektrische Draht 3 einer Ausführungsform mit einem Leiter, der den Kupferlegierungslitzendraht 10 umfasst, verglichen wird mit einem überzogenen elektrischen Draht, der den Kupferlegierungsdraht 1, der ein Massivdraht ist, als einen Leiter verwendet, hat ersterer tendenziell eine größere Anschluss-Fixierkraft, eine größere Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit dem befestigten Anschluss und eine größere Schlagfestigkeitsenergie des Hauptdrahts als letzterer.
-
Der überzogene elektrische Draht 3 oder dergleichen gemäß einer Ausführungsform kann eine Größe der Anschluss-Fixierkraft, der Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit dem befestigten Anschluss und der Schlagfestigkeitsenergie des Hauptdrahts wie vorgeschrieben haben, indem die Zusammensetzung, Herstellungsbedingungen und dergleichen des Kupferlegierungsdrahts 1, die Materialien, Dicke und dergleichen der isolierenden Überzugsschicht 2 und ähnliches angepasst werden. Beispielsweise sind die Zusammensetzung, die Herstellungsbedingungen und dergleichen des Kupferlegierungsdrahts 1 so eingestellt, dass die charakteristischen Parameter, wie die zuvor erwähnte Zugfestigkeit, Bruchdehnung, elektrische Leitfähigkeit, der Kaltverfestigungsexponent und dergleichen in die oben spezifizierten Bereiche fallen.
-
[Mit Anschluss versehener elektrischer Draht]
-
Wie 2 zeigt, schließt ein mit Anschluss versehener elektrischer Draht 4 gemäß einer Ausführungsform einen überzogenen elektrischen Draht 3 gemäß einer Ausführungsform und einen an einem Ende des überzogenen elektrischen Drahts 3 befestigten Anschluss 5 ein. Hierbei ist Anschluss 5 ein Krimpanschluss, der beispielsweise an einem Ende einen weiblichen oder männlichen Passungsabschnitt 52 und an dem anderen Ende einen Isolationshülsenabschnitt 54 zum Greifen der isolierenden Überzugsschicht 2, sowie an einem Zwischenabschnitt einen Drahthülsenabschnitt 50 zum Greifen des Leiters (in 2 der Kupferlegierungslitzendraht 10) enthält. Der Krimpanschluss ist an ein Ende des Leiters, der durch Entfernen der isolierenden Überzugschicht 2 an einem Ende des überzogenen elektrischen Drahts 3 freigelegt ist, gekrimpt, und der Krimpanschluss ist elektrisch und mechanisch mit dem Leiter verbunden. Außer einem Krimp-Typ, wie beispielsweise einem Krimpanschluss, kann Anschluss 5 zum Beispiel vom Schweißtyp, mit dem ein geschmolzener Leiter verbunden ist, sein. Ein mit Anschluss versehener elektrischer Draht gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst einen überzogenen elektrischen Draht, der den Kupferlegierungsdraht 1 (ein Massivdraht) als einen Leiter verwendet.
-
Der mit Anschluss versehene elektrische Draht 4 kann eine Ausführungsform einschließen, in der ein Anschluss 5 an jedem überzogenen elektrischen Draht 3 befestigt ist, wie in 2 gezeigt ist, und eine Ausführungsform, in der ein Anschluss 5 für mehrere überzogene elektrische Drähte 3 vorgesehen ist. D.h., der mit Anschluss versehene elektrische Draht 4 schließt eine Ausführungsform, die einen überzogenen elektrischen Draht 3 und einen Anschluss 5 einschließt, eine Ausführungsform, die mehrere überzogene elektrische Drähte 3 und einen Anschluss 5 einschließt, und eine Ausführungsform, die mehrere überzogene elektrische Drähte 3 und mehrere Anschlüsse 5 einschließt, ein. Wenn mehrere elektrische Drähte vorgesehen sind, hilft die Verwendung eines Binders, um die mehreren elektrischen Drähte miteinander zu verbinden, der leichten Handhabung des mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts 4.
-
[Eigenschaften des Kupferlegierungsdrahts, Kupferlegierungslitzendrahts, überzogenen elektrischen Drahts und mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts]
-
Gemäß einer Ausführungsform behalten jeder elementare Draht des Kupferlegierungslitzendrahts 10, jeder elementare Draht, der den Leiter des überzogenen elektrischen Drahts 3 bildet, und jeder elementare Draht, der den Leiter des mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts 4 bildet, alle die Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften des Kupferlegierungsdrahts 1 bei oder haben dazu äquivalente Eigenschaften. Entsprechend erfüllt ein Beispiel jedes der obigen elementaren Drähte mindestens eine der folgenden Eigenschaften: eine Zugfestigkeit von 400 MPa oder mehr, eine Bruchdehnung von 5 % oder mehr und eine elektrische Leitfähigkeit von 60 % IACS oder mehr.
-
Anschluss 5, wie beispielsweise ein Krimpanschluss, mit dem der mit Anschluss versehene elektrische Draht 4 als solcher versehen ist, kann als ein Anschluss verwendet werden, der zur Messung der Anschluss-Fixierkraft und Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit befestigtem Anschluss des mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts 4 verwendet wird.
-
[Anwendung des Kupferlegierungsdrahts, des Kupferlegierungslitzendrahts, des überzogenen elektrischen Drahts und des mit Anschluss versehen elektrischen Drahts]
-
Der überzogene elektrische Draht 3 gemäß einer Ausführungsform kann für die Verdrahtung verschiedener elektrischer Vorrichtungen und dergleichen verwendet werden. Insbesondere wird der überzogene elektrische Draht 3 gemäß einer Ausführungsform geeignet in Anwendungen verwendet, in denen Anschluss 5 an einem Ende des überzogenen elektrischen Drahts 3 befestigt ist, z.B. Transportfahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen und Flugzeugen, Steuereinheiten für Industrieroboter und dergleichen. Der mit Anschuss versehene elektrische Draht 4 einer Ausführungsform kann verwendet werden zur Verdrahtung verschiedener elektrischer Vorrichtungen, wie die oben beschriebenen Transportfahrzeuge und Steuereinheiten. Der überzogene elektrische Draht 3 und der mit Anschluss versehene elektrische Draht 4 einer solchen Ausführungsform können als Bestandteile unterschiedlicher Kabelbäume, wie z.B. Kabelbäume für Kraftfahrzeuge, geeignet verwendet werden. Ein Kabelbaum, der den überzogenen elektrischen Draht 3 und den mit Anschluss versehenen elektrischen Draht 4 gemäß einer Ausführungsform enthält, behält ohne weiteres seine Verbindung mit Anschluss 5 bei und kann so die Verlässlichkeit erhöhen. Der Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform und der Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform können als ein Leiter eines elektrischen Drahts, wie z.B. eines überzogenen elektrischen Drahts 3 und eines mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts 4, verwendet werden.
-
[Effekte]
-
Der Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform ist aus einer spezifischen Kupferlegierung zusammengesetzt, die Fe, P und Sn enthält, und besitzt somit eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit und zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit. Der Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform, der den Kupferlegierungsdraht 1 als einen elementaren Draht aufweist, besitzt in ähnlicher Weise eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit, und zusätzlich ebenso eine ausgezeichnet Schlagfestigkeit.
-
Der überzogene elektrische Draht 3 einer Ausführungsform umfasst einen Leiter, der den Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform umfasst, der den Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform als einen elementaren Draht umfasst, und der überzogene elektrische Draht 3 besitzt somit eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit, und zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit. Wenn der überzogene elektrische Draht 3 einen Anschluss 5, wie beispielsweise einen Krimpanschluss, daran gekrimpt aufweist, kann der überzogene elektrische Draht 3 darüber hinaus den Anschluss 5 fest fixieren und zusätzlich besitzt er auch eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit dem befestigten Anschluss.
-
Der mit Anschluss versehene elektrische Draht 4 einer Ausführungsform, die den überzogenen elektrischen Draht 3 einer Ausführungsform umfasst, besitzt eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit, und zusätzlich eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit. Darüber hinaus kann der mit Anschluss versehene elektrische Draht 4 den Anschluss 5 fest fixieren und zusätzlich hat er auch in einem Zustand mit dem befestigten Anschluss eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit.
-
Diese Effekte werden in den Testbeispielen 1 und 2 im Einzelnen beschrieben.
-
[Herstellungsverfahren]
-
Der Kupferlegierungsdraht 1, der Kupferlegierungslitzendraht 10, der überzogene elektrische Draht 3 und der mit Anschluss versehene elektrische Draht 4 gemäß einer Ausführungsform können durch ein Herstellungsverfahren hergestellt werden, das beispielsweise die folgenden Schritte einschließt. Im Folgenden wird jeder Schritt kurz dargestellt.
-
(Kupferlegierungsdraht)
-
<Kontinuierlicher Gießschritt> Eine Kupferlegierung mit der spezifischen Zusammensetzung von oben wird geschmolzen und kontinuierlich gegossen, um ein Gussmaterial herzustellen.
-
<Drahtziehschritt> Ein Drahtziehen wird mit dem Gussmaterial oder mit einem durch Bearbeitung des Gussmaterials erhaltenen Material durchgeführt, so dass ein drahtgezogenes Bauteil hergestellt wird.
-
<Wärmebehandlungsschritt> Eine Wärmebehandlung wird mit dem drahtgezogenen Bauteil durchgeführt, und so ein wärmebehandeltes Bauteil hergestellt.
-
Typischerweise wird angenommen, dass diese Wärmebehandlung eine künstliche Alterung, um so Ausscheidungen, die Fe und P enthalten, aus einer Kupferlegierung, die Fe und P in einem Zustand fester Lösung enthält, zu erzeugen, sowie Erweichung, um die Dehnungsfähigkeit eines drahtgezogenen Bauteils, das durch Drahtziehen kaltverfestigt wurde, zu verbessern, um den endgültigen Drahtdurchmesser zu erhalten, einschließt. Nachfolgend wird diese Wärmebehandlung als Alterungs-/Erweichungs-Behandlung bezeichnet.
-
Eine andere Wärmebehandlung als die Alterungs-/Erweichungs-Behandlung kann die folgende Lösungsbehandlung einschließen.
-
Die Lösungsbehandlung ist eine Wärmebehandlung, deren Zweck es ist, eine übersättigte feste Lösung bereitzustellen, und die Behandlung kann zu jedem Zeitpunkt nach dem kontinuierlichen Gießschritt vor der Alterungs-/Erweichungs-Behandlung angewandt werden.
-
(Kupferlegierungslitzendraht)
-
Die Herstellung des Kupferlegierungslitzendrahts 10 umfasst den oben beschriebenen <kontinuierlichen Gießschritt>, <Drahtziehschritt> und <Wärmebehandlungsschritt> und zusätzlich den folgenden Drahtverlitzungsschritt. Beim Ausbilden eines verpressten Litzendrahts ist weiterhin der folgende Verpressungsschritt enthalten.
-
<Drahtverlitzungsschritt> Mehrere drahtgezogene Bauteile, die jeweils oben beschrieben wurden, werden miteinander verdrillt und so ein Litzendraht hergestellt.
-
<Verpressungsschritt> Der Litzendraht wird in einer vorgegebene Form gepresst, und so ein verpresster Litzendraht hergestellt.
-
Wenn der <Drahtverlitzungsschritt> und der <Verpressungsschritt> eingeschlossen sind, wird der <Wärmebehandlungsschritt> durchgeführt, um die Alterungs-/Erweichungs-Wärmebehandlung auf den Litzendraht oder verpressten Litzendraht anzuwenden. Um einen Litzendraht oder verpressten Litzendraht des wärmebehandelten Materials von oben bereitzustellen, kann eine zweite Wärmebehandlung, bei der der Litzendraht oder der verpresste Litzendraht einer Alterungs-/Erweichungs-Wärmebehandlung unterzogen wird, eingeschlossen sein oder auf sie verzichtet werden. Wenn die Alterungs-/Erweichungs-Wärmebehandlung mehrere Male durchgeführt wird, können die Bedingungen der Wärmebehandlung eingestellt werden, so dass die oben beschriebenen charakteristischen Parameter in einen spezifischen Bereich fallen. Beispielsweise ist es durch Einstellung der Bedingungen der Wärmebehandlung leicht, das Wachstum von Kristallkörnern zu unterdrücken, um eine feine Kristallstruktur auszubilden, und es ist leicht, hohe Festigkeit und hohe Dehnungsfähigkeit zu haben.
-
(Überzogener elektrischer Draht)
-
Die Herstellung eines überzogenen elektrischen Drahts 3, eines überzogenen elektrischen Drahts, der den Kupferlegierungsdraht 1 in Form eines Massivdrahts umfasst, und dergleichen, umfasst einen Überziehschritt zur Ausbildung einer isolierenden Überzugsschicht, die einen Kupferlegierungsdraht (Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform), der in dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Kupferlegierungsdrahts hergestellt wurde, oder einen Kupferlegierungslitzendraht (Kupferlegierungslitzendraht 10 einer Ausführungsform), der in dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Kupferlegierungslitzendrahts hergestellt wurde, umgibt. Die isolierende Überzugsschicht kann mit bekannten Verfahren, wie beispielsweise Extrusionsbeschichtung oder Pulverbeschichtung, hergestellt werden.
-
(Mit Anschluss versehener elektrischer Draht)
-
Das Herstellen eines mit Anschluss versehenen elektrischen Drahts 4 umfasst einen Krimpschritt, in dem die isolierende Überzugsschicht an einem Ende eines überzogenen elektrischen Drahts entfernt wird, der mit dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines überzogenen elektrischen Drahts (z.B. überzogener elektrischer Draht 3 oder dergleichen einer Ausführungsform) hergestellt wurde, um den Leiter freizulegen, und ein Anschluss an dem freigelegten Leiter befestigt wird.
-
Im Folgenden werden der kontinuierliche Gießschritt, der Drahtziehschritt und der Wärmebehandlungsschritt ausführlich beschrieben.
-
<Kontinuierlicher Gießschritt>
-
In diesem Schritt wird eine Kupferlegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung, die Fe, P und Sn in einem spezifischen Bereich enthält, wie oben beschrieben, geschmolzen und kontinuierlich gegossen, und so ein Gussmaterial hergestellt. Das Schmelzen der Kupferlegierung in einer Vakuumatmosphäre kann die Oxidation von Fe, P, Sn und dergleichen verhindern. Im Gegensatz hierzu vermeidet die Durchführung an Luftatmosphäre die Notwendigkeit der Kontrolle der Atmosphäre und kann so zu einer erhöhten Produktivität beitragen. In diesem Fall ist es, um die Oxidation der obigen Elemente in Folge von Sauerstoff in der Atmosphäre zu verhindern, bevorzugt, die oben beschriebenen C, Mn, Si (oder desoxidierende Elemente) zu verwenden.
-
C (Kohlenstoff) wird beispielsweise durch Abdecken der Oberfläche der Schmelze mit Holzkohlenchips, Holzkohlenpulver oder dergleichen hinzugefügt. In diesem Fall kann C der Schmelze aus Kohlenstoffchips, Kohlenstoffpulver oder dergleichen in der Nähe der Oberfläche der Schmelze zugeführt werden.
-
Mn und Si können hinzugefügt werden, indem ein Ausgangsmaterial, das die Elemente enthält, hergestellt und das Ausgangsmaterial mit der Schmelze vermischt wird. Selbst wenn ein Bereich, der an der Oberfläche der Schmelze durch Lücken zwischen den Holzkohlenchips oder dem Holzkohlenpulver freiliegt, in Kontakt mit Sauerstoff in der Atmosphäre kommt, kann in diesem Fall eine Oxidation dieses Bereichs in der Nähe der Oberfläche der Schmelze verhindert werden. Beispiele des Ausgangsmaterials schließen Mn und Si als einfache Substanzen, Mn oder Si und Fe zusammenlegiert und ähnliches, ein.
-
Zusätzlich zur Zugabe der obigen Desoxidationselemente, ist es bevorzugt, einen Tiegel, ein Formwerkzeug oder dergleichen aus hochreinem Kohlenstoffmaterial mit wenigen Verunreinigungen zu verwenden, weil dies den Eintrag von Verunreinigungen in die Schmelze erschwert.
-
Es ist zu beachten, dass der Kupferlegierungsdraht 1 einer Ausführungsform typischerweise hervorruft, dass Fe und P als Ausscheidungen vorliegen und Sn als feste Lösung vorliegt. Deswegen ist es bevorzugt, dass der Kupferlegierungsdraht 1 mit einem Verfahren hergestellt wird, das ein Verfahren zur Ausbildung einer übersättigten festen Lösung einschließt. Beispielsweise kann ein Lösungsbehandlungsschritt zur Durchführung einer Lösungsbehandlung separat vorgesehen sein. In diesem Fall kann die übersättigte feste Lösung jederzeit ausgebildet werden. Wenn das kontinuierliche Gießen mit einer erhöhten Kühlungsrate durchgeführt wird, um ein Gussmaterial einer übersättigten festen Lösung herzustellen, ist es nicht notwendig, einen Lösungsbehandlungsschritt separat vorzusehen, und ein Kupferlegierungsdraht 1 kann hergestellt werden, der letztendlich ausgezeichnete elektrische und mechanische Eigenschaften besitzt und somit geeignet ist für einen Leiter des überzogenen elektrischen Drahts 3 oder dergleichen. Entsprechend wird als Verfahren zur Herstellung des Kupferlegierungsdrahts 1 vorgeschlagen, insbesondere kontinuierliches Gießen durchzuführen und eine schnelle Kühlungsrate auf einen Kühlungsvorgang anzuwenden, um eine schnelle Kühlung zu erreichen.
-
Als ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen können unterschiedliche Verfahren einschließlich des Band- und Rolle-Verfahrens, des Doppelbandverfahrens und des Aufwärts-Stranggussverfahrens (Up-Cast-Verfahren) und dergleichen verwendet werden. Insbesondere ist das Aufwärts-Stranggussverfahren bevorzugt, da dieses Verunreinigungen, wie etwa Sauerstoff, reduzieren kann und die Oxidation von Cu, Fe, P, Sn und dergleichen ohne weiteres verhindern kann. Die Kühlungsrate bei dem Kühlungsvorgang ist vorzugsweise mehr als 5°C/sec, mehr bevorzugt mehr als 10°C/sec, oder 15°C/sec oder mehr.
-
Verschiedene Arten des plastischen Bearbeitens, Schneidens und andere Arten von Bearbeitung können mit dem Gussmaterial durchgeführt werden. Beispiele für die plastische Bearbeitung schließen Konform-Extrusion (kontinuierliche Extrusion), Walzen (Heißwalzen, Warmwalzen und Kaltwalzen) und dergleichen ein. Schneiden schließt Stripping und dergleichen ein. Das Durchführen solcher Bearbeitungen kann Oberflächendefekte des Gussmaterials reduzieren, so dass Drahtbruch beim Drahtziehen reduziert werden kann, was die Produktivität verbessert. Insbesondere, wenn diese Bearbeitungen an einem Aufwärts-Stranggussmaterial durchgeführt werden, ist der resultierende Draht schwer zu brechen.
-
<Drahtziehschritt>
-
Bei diesem Schritt wird ein Drahtziehen (kalt) mit dem Gussmaterial, dem bearbeiteten Gussmaterial oder dergleichen in wenigstens einem Durchlauf, typischerweise in mehreren Durchläufen, durchgeführt, wodurch ein drahtgezogenes Bauteil mit dem endgültigen Drahtdurchmesser hergestellt wird. Im Fall mehrerer Durchläufe kann der Bearbeitungsgrad für jeden Durchlauf entsprechend der Zusammensetzung, dem endgültigen Drahtdurchmesser und dergleichen geeignet eingestellt werden. Wenn vor dem Drahtziehen eine Zwischenwärmebehandlung, mehrere Durchläufe und dergleichen durchgeführt werden, kann die Zwischenwärmebehandlung zwischen Durchläufen durchgeführt werden, um die Bearbeitungseigenschaften zu verbessern. Die Zwischenwärmebehandlung kann unter Bedingungen durchgeführt werden, die geeignet ausgewählt sind, um die gewünschten Bearbeitungseigenschaften zu erhalten.
-
<Wärmebehandlungsschritt>
-
In diesem Schritt wird eine Alterungs-/ErweichungsBehandlung durchgeführt, die auf eine künstliche Alterung und Erweichung abzielt, wie oben beschrieben. Diese Alterungs-/Erweichungs-Behandlung kann die Ausfällung von Ausscheidungen oder dergleichen verstärken und so effektiv eine erhöhte Festigkeit liefern, und sie kann die feste Lösung in Cu reduzieren, und so effektiv und in zufriedenstellender Weise eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufrechterhalten, wie oben beschrieben, und so können Kupferlegierungsdraht 1, Kupferlegierungslitzendraht 10 und dergleichen, die eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit besitzen, erhalten werden. Zusätzlich ist es durch die Alterungs-/Erweichungs-Behandlung möglich, die Zähigkeit, wie beispielsweise die Dehnungsfähigkeit, zu verbessern, während eine hohe Festigkeit aufrechterhalten bleibt, und Kupferlegierungsdraht 1 und Kupferlegierungslitzendraht 10 mit einer außerdem ausgezeichneten Zähigkeit können erhalten werden.
-
Die Alterungs-/Erweichungs-Behandlung wird im Fall von Batch-Prozessierung, unter Bedingungen durchgeführt, die beispielsweise wie folgt angegeben werden können:
- (Wärmebehandlungstemperatur) 350°C oder höher und 550°C oder niedriger, vorzugsweise 400°C oder höher und 500°C oder niedriger
- (Haltezeit) 1 Stunde oder mehr und 40 Stunden oder weniger, vorzugsweise 3 Stunden oder mehr und 20 Stunden oder weniger.
Abhängig von der Zusammensetzung, dem Bearbeitungszustand und dergleichen kann aus den obigen Bereichen eine Auswahl getroffen werden. Für ein spezielles Beispiel, siehe die später beschriebenen Testbeispiele 1 und 2. Es ist zu beachten, dass die kontinuierliche Prozessierung, beispielsweise im Ofen oder unter Energiezufuhr verwendet werden kann.
-
Für eine gegebene Zusammensetzung erhöht eine bei hoher Temperatur innerhalb des obigen Bereichs durchgeführte Wärmebehandlung tendenziell die elektrische Leitfähigkeit, Bruchdehnung, Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit verfestigtem Anschluss und Schlagfestigkeitsenergie des Hauptdrahts. Eine Wärmebehandlung bei niedriger Temperatur kann das Wachstum von Kristallkörnern unterdrücken und ebenso die Zugfestigkeit verbessern. Wenn die oben erwähnte Ausscheidung ausreichend ausgefällt wird, wird hohe Festigkeit erzielt und zusätzlich die elektrische Leitfähigkeit verbessert.
-
Zusätzlich kann eine Alterungsbehandlung hauptsächlich während des Drahtziehens durchgeführt werden, und eine Erweichungsbehandlung kann hauptsächlich auf den endgültigen Litzendraht angewandt werden. Die Alterungsbehandlung und die Erweichungsbehandlung können unter Bedingungen durchgeführt werden, die aus den oben beschriebenen Bedingungen für die Alterungs-/ErweichungsBehandlung ausgewählt sind.
-
[Testbeispiel 1]
-
Kupferlegierungsdrähte mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und überzogene elektrische Drähte unter Verwendung der erhaltenen Kupferlegierungsdrähte als Leiter wurden unter verschiedenen Herstellungsbedingungen hergestellt und ihre Eigenschaften untersucht.
-
Jeder Kupferlegierungsdraht wurde gemäß einem der in Tabelle 1 gezeigten Herstellungsschemata (A) bis (C) hergestellt (endgültiger Drahtdurchmesser: φ 0,35 mm oder φ 0,16 mm). Jeder überzogene elektrische Draht wurde gemäß einem der in Tabelle 1 gezeigten Fertigungsschemata (a) bis (c) hergestellt.
-
Tabelle 1
Herstellungsschemata für Kupferlegierungsdraht | Herstellungsschemata für überzogenen elektrischen Draht |
(A) | (B) | (C) | (a) | (b) | (c) |
kontinuierliches Gießen (Drahtdurchmesser: φ 12,5 mm) | kontinuierliches Gießen (Drahtdurchmesser: φ 12,5 mm) | kontinuierliches Gießen (Drahtdurchmesser: φ 9,5 mm) | kontinuierliches Gießen (Drahtdurchmesser: φ 12,5 mm) | kontinuierliches Gießen (Drahtdurchmesser: φ 12,5 mm) | kontinuierliches Gießen (Drahtdurchmesser: φ 9,5 mm) |
↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
Konform-Extrusion (Drahtdurchmesser: φ 9,5 mm) | Kaltwalzen (Drahtdurchmesser: φ 9,5 mm) | Drahtziehen (Drahtdurchmesser: φ 0,35 mm oder φ 0,16 mm) | Konform-Extrusion (Drahtdurchmesser: φ 9,5 mm) | Kaltwalzen (Drahtdurchmesser: φ 9,5 mm) | Drahtziehen Drahtdurchmesser: φ 0,16 mm) |
↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
Drahtziehen Drahtdurchmesser: φ 0,35 mm oder φ 0,16 mm) | Stripping (Drahtdurchmesser: φ 8 mm) | Wärmebehandlung (Bedingungen in Tabelle 2) | Drahtziehen (Drahtdurchmesser: φ 0,16 mm) | Stripping (Drahtdurchmesser: φ 8 mm) | Zusammenverlitzen von 7 Drähten → verpresster Litzendraht (Querschnitt: 0,13 mm2) |
↓ | ↓ | | ↓ | ↓ | ↓ |
Wärmebehandlung (Bedingungen in Tabelle 2) | Drahtziehen (Drahtdurchmesser: φ 0,35 mm oder φ 0,16 mm) | Zusammenverlitzen von 7 Drähten → verpresster Litzendraht (Querschnitt: 0,13 mm2) | Drahtziehen (Drahtdurchmesser: φ 0,16 mm) | Wärmebehandlung (Bedingungen in Tabelle 2) |
| ↓ | | ↓ | ↓ | ↓ |
| Wärmebehandlung (Bedingungen in Tabelle 2) | | Wärmebehandlung (Bedingungen in Tabelle 2) | Zusammenverlitzen von 7 Drähten → verpresster Litzendraht (Querschnitt: 0,13 mm2) | Extrudieren von Isoliermaterial (PVC oder PP, Dicke: 0,1 mm bis 0,3 mm) |
| ↓ | ↓ | |
Extrudieren von Isoliermaterial (PVC oder PP, Dicke: 0,1 mm bis 0,3 mm) | Wärmebehandlung (Bedingungen in Tabelle 2) |
| ↓ |
Extrudieren von Isoliermaterial (PVC oder PP, Dicke: 0,1 mm bis 0,3 mm) |
-
In jedem Herstellungsschema wurde das folgende Gussmaterial hergestellt.
-
(Gussmaterial)
-
Elektrolytisches Kupfer (mit einer Reinheit von 99,99 % oder höher) und eine Mutterlegierung, die jedes der in Tabelle 2 gezeigten Elemente oder das Element in Form einer einfachen Substanz enthielten, wurden als Ausgangsmaterialien zubereitet. Die zubereiteten Ausgangsmaterialien wurden an Luftatmosphäre in einem aus hochreinem Kohlenstoff (mit Verunreinigungen von 20 Masse-ppm oder weniger) hergestellten Tiegel geschmolzen und so eine Kupferlegierungsschmelze hergestellt. Die Kupferlegierung hatte in Tabelle 2 gezeigte Zusammensetzungen (Rest aus Cu und Verunreinigungen).
-
Die Kupferlegierungsschmelze und eine Gussform aus hochreinem Kohlenstoff (mit Verunreinigungen von 20 Masse-ppm oder weniger) wurden verwendet, um in einem Aufwärts-Stranggussverfahren ein kontinuierliches Gussmaterial (Drahtdurchmesser: φ 12,5 mm oder φ 9,5 mm) mit kreisförmigem Querschnitt herzustellen. Die Kühlungsrate betrug mehr als 10°C/sec.
-
Bei dem Herstellungsschemata (a) bis (c), sowie den Herstellungsschemata (A) bis (C) für Kupferlegierungsdrähte wurde ein drahtgezogenes Bauteil mit einem Drahtdurchmesser von φ 0,16 mm hergestellt und 7 solcher drahtgezogenen Bauteile wurden zusammen verdrillt und anschließend pressgeformt, und so ein verpresster Litzendraht mit einer Querschnittsfläche von 0,13 mm2 (0,13 sq) hergestellt, der wiederum einer Wärmebehandlung (einer Alterungs-/Erweichungs-Behandlung) unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen wurde. Auf dem äußeren Umfang des erhaltenen wärmebehandelten Bauteils wurde Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyethylen (PP) in einer vorgegebenen Dicke (ausgewählt aus 0,1 mm bis 0,3 mm) extrudiert, so dass eine isolierende Überzugsschicht gebildet wurde, und so wurde ein überzogener elektrischer Draht mit dem wärmebehandelten Bauteil von oben als Leiter hergestellt.
-
Tabelle 2
Probe Nr. | Zusammensetzung | Wärmebehandlungsbedingungen |
Masse-% | Massenverhältnis | Spurenbestandteile (Masse-ppm) | Temperatur | Zeit |
Cu | Fe | P | Sn | Fe/P | C | Mn | Si | (°C) | (h) |
1-1 | Rest | 0,45 | 0,11 | 0,21 | 4,1 | 30 | < 10 | < 10 | 420 | 8 |
1-2 | Rest | 0,45 | 0,11 | 0,21 | 4,1 | 30 | < 10 | < 10 | 420 | 8 |
1-3 | Rest | 0,45 | 0,11 | 0,21 | 4,1 | 30 | < 10 | < 10 | 440 | 8 |
1-4 | Rest | 0, 68 | 0,15 | 0,34 | 4,5 | 100 | < 10 | < 10 | 420 | 8 |
1-5 | Rest | 0, 68 | 0,15 | 0,34 | 4,5 | 100 | < 10 | < 10 | 450 | 8 |
1-6 | Rest | 0, 68 | 0,15 | 0,34 | 4,5 | 100 | < 10 | < 10 | 450 | 8 |
1-7 | Rest | 0,99 | 0,24 | 0,49 | 4,1 | 40 | < 10 | < 10 | 450 | 8 |
1-8 | Rest | 0,99 | 0,24 | 0,49 | 4,1 | 40 | < 10 | < 10 | 420 | 8 |
1-101 | Rest | 0,09 | 0,03 | 0,27 | 3 | 40 | < 10 | < 10 | 350 | 8 |
1-102 | Rest | 0,09 | 0,03 | 0,27 | 3 | 40 | < 10 | < 10 | 450 | 8 |
1-103 | Rest | 0,57 | 0,3 | 0,4 | 1,9 | 100 | < 10 | < 10 | 420 | 8 |
1-104 | Rest | 0,57 | 0,3 | 0,4 | 1,9 | 100 | < 10 | < 10 | 500 | 8 |
-
(Messung von Eigenschaften)
-
Die in den Herstellungsschemata (A) bis (C) hergestellten Kupferlegierungsdrähte (φ 0,35 mm oder φ 0,16 mm) wurden jeweils im Hinblick auf ihre Zugfestigkeit (MPa), die Bruchdehnung (%), die elektrische Leitfähigkeit (% IACS) und den Kaltverfestigungsexponenten untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
-
Die elektrische Leitfähigkeit (% IACS) wurde mit einem Brückenverfahren gemessen. Die Zugfestigkeit (MPa), die Bruchdehnung (%) und der Kaltverfestigungsexponent wurden jeweils unter Verwendung einer universellen Zugprüfmaschine nach JIS Z 2241 (Verfahren zur Zugprüfung metallischer Materialien, 1998) untersucht.
-
Die Anschluss-Fixierkräfte (N) der gemäß den Herstellungsschemata (a) bis (c) hergestellten überzogenen elektrischen Drähte (Querschnittsfläche des Leiters: 0,13 mm2) wurden bestimmt. Zusätzlich wurden die gemäß den Herstellungsschemata (a) bis (c) hergestellten verpressten Litzendrähte im Hinblick auf die Schlagfestigkeitsenergie des Leiters in einem Zustand mit befestigtem Anschluss (J/m, Schlagfestigkeit E mit befestigtem Anschluss) und die Schlagfestigkeitsenergie des Leiters (J/m, Schlagfestigkeit E) untersucht. Tabelle 3 zeigt die Resultate.
-
Die Anschluss-Fixierkraft (N) wurde folgendermaßen gemessen: die isolierende Überzugsschicht wurde an einem Ende des überzogenen elektrischen Drahts abgezogen, so dass der Leiter, d.h., der verpresste Litzendraht, freigelegt wurde, und ein Anschluss wurde mit einem Ende dieses verpressten Litzendrahts verbunden. Hierbei war der Anschluss ein kommerziell erhältlicher Krimpanschluss, und er wurde auf dem verpressten Litzendraht gekrimpt. Wie in 3 gezeigt ist, wurde weiterhin die Befestigungshöhe (Krimphöhe C/H) so eingestellt, dass der Leiter (oder der verpresste Litzendraht) an einem Anschlussbefestigungsabschnitt 12 eine Querschnittsfläche mit einem in 3 gezeigten Wert relativ zu einer Querschnittsfläche eines Abschnitts des Hauptdrahts, ausgenommen den Anschlussbefestigungsabschnitt (Verhältnis des übrigen Leiters von 70 % oder 80 %) aufwies.
-
Unter Verwendung einer universellen Zugprüfmaschine wurde die Maximallast (N) gemessen, bei der der Anschluss unter Zug bei 100 mm/min nicht abgezogen wurde. Diese Maximallast wird als die Anschluss-Fixierkraft definiert.
-
Die Schlagfestigkeitsenergie des Leiters (J/m oder (N/m)/m) wurde folgendermaßen gemessen: vor der Extrudierung eines Isoliermaterials wurde ein Gewicht an ein führendes Ende eines wärmebehandelten Bauteils (d.h., eines aus verpresstem Litzendraht zusammengesetzten Leiters) befestigt, das Gewicht wurde 1 m hochgehoben und dann frei fallengelassen. Das maximale Gravitationsgewicht (kg) des Gewichts, unter dem der Leiter nicht brach, wurde gemessen, und das Gravitationsgewicht wurde mit der Gravitationsbeschleunigung (9,8 m/s2) und der Fallstrecke multipliziert und durch die Fallstrecke dividiert, und so ein Wert (d.h., (Gravitationsgewicht des Gewichts × 9,8 × 1)/1) erhalten, der als die Schlagfestigkeitsenergie des Leiters definiert wird.
-
Die Schlagfestigkeitsenergie des Leiters in einem Zustand mit befestigtem Anschluss (J/m oder (N/m)/m) wurde folgendermaßen gemessen: ähnlich wie bei der Messung der Anschluss-Fixierkraft, die oben beschrieben wurde, wurde vor Extrusion eines Isoliermaterials ein Anschluss
5 (hier ein Krimpanschluss) an einem Ende eines Leiters
10 eines wärmebehandelten Bauteils (ein aus einem verpressten Litzendraht zusammengesetzter Leiter) befestigt und so eine Probe
S (hier mit einer Länge von 1 m) hergestellt, und Anschluss
5 wurde mit einer Spannvorrichtung
J, wie in
4 gezeigt, fixiert. Ein Gewicht
W wurde an dem anderen Ende der Probe
S befestigt und bis zu der Position gehoben, an der Anschluss
5 fixiert war, und anschließend frei fallengelassen. Ähnlich wie bei der oben beschriebenen Schlagfestigkeitsenergie des Leiters wurde das maximale Gravitationsgewicht des Gewichts
W gemessen, unter dem kein Bruch des Leiters auftrat, und ((Gravitationsgewicht des Gewichts × 9,8 × 1)/1) wird als die Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss definiert.
-
Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, ist zu sehen, dass die Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 alle eine höhere elektrische Leitfähigkeit, Festigkeit und Schlagfestigkeit als die Proben Nrn. 1-101 bis 1-104 haben. Ferner haben sämtliche der Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 auch eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit befestigtem Anschluss. In quantitativer Hinsicht sind sie wie folgt:
-
Die Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 haben alle eine Zugfestigkeit von 400 MPa oder mehr, sogar 415 MPa oder mehr, und viele Proben haben 420 MPa oder mehr.
-
Sämtliche der Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 haben eine elektrische Leitfähigkeit von 60 % IACS oder mehr, sogar 62 % IACS oder mehr, und ferner haben viele Proben 65 %IACS oder mehr und sogar 68 % IACS oder mehr.
-
Die Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 haben alle einen Leiter mit einer Schlagfestigkeitsenergie von 4 J/m oder mehr und sogar 4,5 J/m oder mehr, und ferner haben viele Proben 5 J/m oder mehr und sogar 6 J/m oder mehr.
-
Sämtliche der Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 haben einen Leiter mit einer Schlagfestigkeitsenergie von 1,5 J/m oder mehr und sogar 1,7 J/m oder mehr in einem Zustand mit befestigtem Anschluss, und viele Proben haben 2,5 J/m und sogar 3 J/m oder mehr. Es wird angenommen, dass die überzogenen elektrischen Drähte der Proben Nrn. 1-1 bis 1-8, die einen Leiter einschließen, wie oben beschrieben, eine höhere Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss und eine höhere Schlagfestigkeitsenergie haben (siehe Testbeispiel 2).
-
Darüber hinaus haben sämtliche der Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 eine hohe Bruchdehnung und es ist zu sehen, dass die Proben eine hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit in guter Balance haben. In quantitativer Hinsicht gibt es ferner viele Proben, die eine Bruchdehnung von 5 % oder mehr und sogar mehr als 7 %, 8 % oder mehr bieten, und außerdem haben viele Proben 10 % oder mehr. Ferner zeigen sämtliche der Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 eine Anschluss-Fixierkraft von 45 N oder mehr, sogar von 50 N oder mehr und mehr als 55 N, und es ist zu sehen, dass sie einen Anschluss fest fixieren können. Darüber hinaus haben die Proben Nrn. 1-1 bis 1-8 alle einen großen Kaltverfestigungsexponenten von 0,1 oder mehr und viele Proben haben 0,12 oder mehr und sogar 0,13 oder mehr, und es ist zu sehen, dass sie leicht durch Kaltverfestigung einen Effekt der Verstärkung der Festigkeit erhalten.
-
Als ein Grund dafür, dass das obige Ergebnis erzielt werden konnte, wird folgendes angenommen: dass als ein Leiter ein Kupferlegierungsdraht enthalten war, der aus einer Kupferlegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung, eingeschlossen Fe, P und Sn in den obigen spezifischen Bereichen und mit einem Massenverhältnis von Fe/P von 4,0 oder mehr zusammengesetzt war, konnte die Ausscheidung von Fe und P und die feste Lösung von Sn verstärken und so zufriedenstellend und effektiv eine erhöhte Festigkeit liefern und konnte die feste Lösung von P oder ähnlichem auf Basis geeigneter Ausscheidung von Fe und P reduzieren und so zufriedenstellend und effektiv eine hohe elektrische Leitfähigkeit von Cu aufrechterhalten. Hier wird angenommen, dass der geeignete Gehalt an C, Mn und Si, wodurch diese Elemente als Antioxidationsmittel wirken konnten, die Oxidation von Fe, P und Sn verhinderte und so die geeignete Ausscheidung von Fe und P und geeignete feste Lösung von Sn ermöglichte. Darüber hinaus wird angenommen, dass das obige Ergebnis erhalten wurde, weil die Reduktion der elektrischen Leitfähigkeit infolge des Gehalts an C, Mn und Si unterdrückt werden konnte. Es wird angenommen, dass das obige Ergebnis in diesem Test erhalten wurde, weil der Gehalt an C von 100 Masse-ppm oder weniger, der Gesamtgehalt an Mn und Si von 20 Masse-ppm oder weniger, der Gesamtgehalt an diesen drei Elementen von 150 Masse-ppm oder weniger und insbesondere von 120 Masse-ppm oder weniger es ermöglichte, dass der obige Antioxidationseffekt und Effekt der Unterdrückung der Reduktion der elektrischen Leitfähigkeit geeignet erzielt werden konnte. Darüber hinaus wird angenommen, dass, während hohe Festigkeit geliefert wurde, ebenso große Bruchdehnung erzielt wurde und ebenso ausgezeichnete Zähigkeit erreicht wurde, und selbst unter Schlageinwirkung trat Bruch kaum auf, und folglich wurde außerdem eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit erhalten. Es wird angenommen, dass die Festigkeit des Anschlussbefestigungsabschnitts des Leiters zufriedenstellend und effektiv erhöht werden konnte durch Kaltverformung, die die Verpressungsbearbeitung begleitete, und folglich besaß der Leiter eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit befestigtem Anschluss.
-
Zusätzlich wird angenommen, dass ein Grund für die große Anschluss-Fixierkraft darin liegt, dass es ein großer Kaltverfestigungsexponent ermöglichte, Kaltverformung durchzuführen und so den Effekt einer Erhöhung der Festigkeit zu liefern. Als Beispiel werden Proben Nrn. 1-1 und 1-101 verglichen, die unterschiedliche Kaltverfestigungsexponenten und identische Bedingungen zur Befestigung des Anschlusses (oder dasselbe Verhältnis des übrigen Leiters) haben. Obwohl Probe Nr. 1-1 eine niedrigere Zugfestigkeit hat als Probe Nr. 1-101 hat erstere ein Niveau einer Anschluss-Fixierkraft äquivalent zu letzterer und zusätzlich eine erheblich größere Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss als letztere. Es wird angenommen, dass Probe Nr. 1-1 die geringe Zugfestigkeit durch Kaltverfestigung kompensiert. Es ist zu sagen, dass bei diesem Test, wenn die Zugfestigkeit und die Anschluss-Fixierkraft betrachtet werden, eine Korrelation derart existiert, dass die Anschluss-Fixierkraft sich erhöht, wenn die Zugfestigkeit zunimmt.
-
Dieser Test zeigte, dass die plastische Bearbeitung, wie beispielsweise das Drahtziehen und eine Wärmebehandlung, wie z.B. eine Alterungs-/Erweichungs-Behandlung, an einer Kupferlegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung, die Fe, P und Sn einschließt, wie oben beschrieben, einen Kupferlegierungsdraht und einen Kupferlegierungslitzendraht liefern kann, die eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Festigkeit und darüber hinaus außerdem ausgezeichnete Schlagfestigkeit aufweisen, sowie einen überzogenen elektrischen Draht und einen mit Anschluss versehenen elektrischen Draht unter Verwendung des Kupferlegierungsdrahts und des Kupferlegierungslitzendrahts als Leiter. Zusätzlich ist zu sehen, dass selbst dieselbe Zusammensetzung im Hinblick auf die Zugfestigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schlagfestigkeitsenergie und dergleichen variiert werden kann, indem die Temperatur der Wärmebehandlung eingestellt wird (siehe beispielsweise den Vergleich zwischen Proben Nr. 1-2 und Nr. 1-3, den Vergleich zwischen Proben Nr. 1-4 und Nr. 1-5, und den Vergleich zwischen Proben Nr. 1-7 und Nr. 1-8). Wenn die Temperatur der Wärmebehandlung erhöht wird, ist die elektrische Leitfähigkeit und die Schlagfestigkeitsenergie des Leiters tendenziell hoch. Zusätzlich ist mit zunehmenden Sn-Gehalt die Zugfestigkeit tendenziell höher (siehe und vergleiche beispielsweise Proben Nrn. 1-8, 1-4 und 1-2).
-
[Testbeispiel 2]
-
Auf ähnliche Weise wie in Testbeispiel 1 wurden Kupferlegierungsdrähte mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und überzogene elektrische Drähte unter Verwendung der erhaltenen Kupferlegierungsdrähte als Leiter unter verschiedenen Herstellungsbedingungen hergestellt und ihre Eigenschaften untersucht.
-
In diesem Test wurde ein Kupferlegierungsdraht (ein wärmebehandeltes Bauteil) mit einem Drahtdurchmesser von 0,16 mm gemäß Herstellungsschema (B) von Testbeispiel 1 hergestellt. Eine Wärmebehandlung wurde unter Bedingungen durchgeführt, wie sie in Tabelle 4 gezeigt sind. Darüber hinaus wurde auf ähnliche Weise wie in Testbeispiel 1 der erhaltene Kupferlegierungsdraht (mit einem Drahtdurchmesser von 0,16 mm) im Hinblick auf seine elektrische Leitfähigkeit (% IACS), Zugfestigkeit (MPa), Bruchdehnung (%) und seinen Kaltverfestigungsexponenten untersucht. Tabelle 4 zeigt die Resultate.
-
Das Herstellungsschema (b) von Testbeispiel 1 wurde verwendet, um ein drahtgezogenes Bauteil mit einem Drahtdurchmesser von 0,16 mm herzustellen, und 7 solcher drahtgezogenen Bauteile wurden zusammen verdrillt und anschließend formgepresst und so ein verpresster Litzendraht mit einer Querschnittsfläche von 0,13 mm2 hergestellt, der wiederum unter den in Tabelle 5 gezeigten Bedingungen wärmebehandelt wurde. Auf den äußeren Umfang des erhaltenen wärmebehandelten Bauteils wurde ein Isoliermaterial (PVC oder PP) mit einer in Tabelle 5 gezeigten Dicke (0,20 mm oder 0,23 mm) extrudiert und so eine isolierende Überzugsschicht ausgebildet, und auf diese Weise ein überzogener elektrischer Draht mit dem obigen wärmebehandelten Bauteil als Leiter hergestellt.
-
Das erhaltene wärmebehandelte Bauteil (aus einem verpressten Drahtbauteil zusammengesetzter Leiter) wurde im Hinblick auf seine Bruchlast (N), Bruchdehnung (%) und elektrischen Wiederstand pro 1 m (mΩ/m) untersucht. Die Bruchlast (N), Bruchdehnung (%) und die Schlagfestigkeitsenergie (J/m) des Hauptdrahts des erhaltenen überzogenen elektrischen Drahts wurden untersucht. Tabelle 5 zeigt die Resultate.
-
Die Bruchlast (N) und Bruchdehnung (%) wurden unter Verwendung einer universellen Zugprüfmaschine in Übereinstimmung mit JIS Z 2241 (Verfahren zur Zugprüfung metallischer Materialien, 1998) gemessen. Der elektrische Widerstand wurde in Übereinstimmung mit JASO D 618 gemessen, und eine Vorrichtung zur Messung des Widerstands mit einem Vier-Anschluss-Verfahren wurde verwendet, um einen Wert des Widerstands für eine Länge von 1 m zu bestimmen. Die Schlagfestigkeitsenergie des Hauptdrahts wurde auf dieselbe Weise wie in Testbeispiel 1 gemessen, wobei der überzogene elektrische Draht als zu testendes Objekt diente.
-
Die Schlagfestigkeitsenergie (J/m) des erhaltene überzogenen elektrischen Drahts wurde in einem Zustand mit befestigtem Anschluss gemessen. Tabelle 6 zeigt die Resultate. Bei diesem Test wurde die isolierende Überzugsschicht an einem Ende des überzogenen elektrischen Drahts
3 entfernt, um den Leiter, d.h., den verpressten Litzendraht, freizulegen, und ein Krimpanschluss wurde an einem Ende des verpressten Litzendrahts befestigt und die Messung auf ähnliche Weise durchgeführt, wie in Testbeispiel
1 (siehe
4). Als Krimpanschluss wurde ein Krimpanschluss hergestellt, der durch Pressformen einer Metallschicht (aus einer Kupferlegierung hergestellt) in eine vorgegebene Form gebildet worden war und der einen Passungsabschnitt
52, einen Drahthülsenabschnitt
50 und einen Isolationshülsenabschnitt
54 (vom Überlappungstyp), wie in
2 gezeigt, enthielt. Hier wurden verschiedene Arten von Krimpanschlüssen, die aus Metallschichten mit in Tabelle 6 gezeigten Dicken (mm) zusammengesetzt waren und Oberflächen aufwiesen, die mit den in Tabelle 6 gezeigten Arten von Material für die galvanische Beschichtung beschichtet waren (Zinn (Sn) oder Gold (Au)) hergestellt und an dem Leiter des überzogenen elektrischen Drahts jeder Probe so befestigt, dass der Drahthülsenabschnitt
50 eine Befestigungshöhe (C/H (mm)) und der Isolationshülsenabschnitt
54 eine Befestigungshöhe (V/H (mm)), wie Sie in Tabelle 6 gezeigt sind, aufwiesen.
-
Tabelle 5
Probe Nr. | Bedingungen für die Wärmebehandlung des Leiters | Eigenschaften des Leiters (0,13 mm2) | Überzug des elektrischen Drahts | Eigenschaften des elektrischen Drahts |
Temperatur (°C) | Zeit (h) | Bruchlast (N) | Bruchdehnung (%) | elektrischer Widerstand (mΩ/m) | Isolierender Überzug | Dicke der Isolation (mm) | Bruchlast (N) | Bruchdehnung | Schlagfestigkeit E (J/m) |
2-11 | 450 | 8 | 68 | 12 | 201 | PVC | 0,23 | 85 | 14 | 12,5 |
2-12 | 440 | 8 | 61 | 13 | 194 | PVC | 0,23 | 81 | 15 | 12,6 |
2-13 | 440 | 8 | 65 | 11 | 192 | PVC | 0,23 | 82 | 13 | 11,3 |
PP | 0,20 | 84 | 13 | 11,9 |
PP | 0,23 | 87 | 13 | 12,3 |
2-14 | 440 | 8 | 62 | 12 | 177 | PVC | 0,23 | 78 | 14 | 11,5 |
2-101 | 350 | 8 | 66 | 7 | 184 | PVC | 0,23 | 81 | 9 | 7,3 |
-
Tabelle 6
Probe Nr. | Art des Überzugsmaterials und Bedingung beim Krimpen | Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss (J/m) |
Bedingung Nr. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Dicke (mm) der Schicht auf dem Anschluss (Art des Materials zur galvanischen Beschichtung des Anschlusses) | 0,15 (Sn) | 0,25 (Sn) | 0,25 (Au) | 0,25 (Sn) | 0,25 (Au) | 0,20 (Sn) | 0,25 (Sn) | 0,25 (Sn) | 0,25 (Sn) | 0,25 (Sn) |
V/H mm | 1,10 | 1,45 | 1,45 | 1,45 | 1,45 | 1,00 | 1,40 | 1,35 | 1,30 | 1,25 |
C/H mm | 0,61 | 0,76 | 0,75 | 0,75 | 0,79 | 0,64 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 |
2-11 | PVC 0,23 mm | 3,9 | 5,4 | 4,9 | 4,4 | 5,4 | 6,4 | 4,4 | 4,9 | 4,4 | 3,9 |
2-12 | PVC 0,23 mm | 3,9 | 6,4 | 5,4 | 4,4 | 5,4 | 6,4 | 4,4 | - | - | - |
2-13 | PVC 0,23 mm | 3,9 | 5,4 | 4,9 | 4,4 | 5,4 | 6,4 | 4,4 | - | - | - |
PP 0,20 mm | 4,4 | 5,9 | 5,4 | 5,9 | 5,9 | 6,9 | 4,9 | - | - | - |
PP 0,23 mm | 4,9 | 6,4 | 5,9 | 6,4 | 6,4 | 7,4 | 5,4 | - | - | - |
2-14 | PVC 0,23 mm | 3,9 | 6,4 | 5,4 | 4,4 | 5,4 | 6,4 | 4,4 | - | - | - |
2-101 | PVC 0,23 mm | 1,0 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 2,5 | 3,0 | 1,5 | 2,0 | 1,5 | 1,0 |
-
Wie in den Tabelle 4 und 5 gezeigt ist, ist zu sehen, dass die Proben Nrn. 2-11 bis 2-14 alle elektrische Leitfähigkeit, Festigkeit und Schlagfestigkeit in besserer Balance haben als Probe Nr. 2-101 mit demselben Drahtdurchmesser oder mit einem Leiter mit derselben Querschnittsfläche. Ferner haben, wie 6 zeigt, die Proben Nrn. 2-11 bis 2-14 alle eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit befestigtem Anschluss. In quantitativer Hinsicht sind sie wie folgt:
- Proben Nrn. 2-11 bis 2-14 haben alle eine Zugfestigkeit von 400 MPa oder mehr und sogar 450 MPa oder mehr (siehe Tabelle 4).
- Proben Nrn. 2-11 bis 2-14 haben alle eine elektrische Leitfähigkeit von 60 % IACS oder mehr und sogar 62 % IACS oder mehr (siehe Tabelle 4).
- Proben Nrn. 2-11 bis 2-14 haben alle eine Schlagfestigkeitsenergie von 9 J/m oder mehr und sogar 10 J/m oder mehr (siehe Tabelle 5).
-
Sämtliche der Proben Nrn. 2-11 bis 2-14 haben in einem Zustand mit einem befestigten Anschluss eine Schlagfestigkeitsenergie von 3 J/m oder mehr, und sogar 3,5 J/m oder mehr und 3,8 J/m oder mehr, und außerdem hatten viele Proben 4 J/m oder mehr (siehe Tabelle 6).
-
Es lässt sich sagen, dass in diesem Test, auch wenn C/H und V/H dieselben sind, die Änderung der Art des Materials zum galvanischen Beschichten des Anschlusses, die Art des Überzugs, die Dicke des Überzugs und dergleichen die Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit befestigtem Anschluss weiter erhöhen können (vergleiche beispielsweise Bedingung Nr. 2 und Bedingung Nr. 3 in Tabelle 6). Darüber hinaus lässt sich sagen, dass in diesem Test, selbst wenn derselbe Krimpanschluss verwendet wird, die Änderung von V/H (in diesem Fall die Erhöhung von V/H) die Schlagfestigkeitsenergie in dem Zustand mit befestigtem Anschluss tendenziell weiter erhöht (vergleiche beispielsweise Bedingungen Nr. 2, Nr. 4, Nr. 7 bis Nr. 10 in Tabelle 6).
-
Darüber hinaus haben die Proben Nrn. 2-11 bis 2-14, wie Tabelle 4 zeigt, alle eine Bruchdehnung von 5 % oder mehr und sogar 10 % oder mehr, und es ist zu sehen, dass sie eine hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit in guter Balance aufweisen, ähnlich wie dies im Testbeispiel 1 zu sehen ist. Ferner lässt sich sagen, wie in Tabelle 5 gezeigt ist, dass ein verpresster Litzendraht eine größere Zugfestigkeit (Bruchlast/Querschnittsfläche) als ein Massivdraht hat, und es lässt sich sagen, dass ein überzogener elektrischer Draht mit einer isolierenden Überzugsschicht die Zugfestigkeit stärker erhöhen kann als ein verpresster Litzendraht. Es lässt sich sagen, dass auch ein verpresster Litzendraht die Bruchdehnung eines Massivdrahts beibehalten kann (siehe Vergleich mit Tabelle 4), und es lässt sich sagen, dass ein überzogener elektrischer Draht, der eine isolierende Überzugsschicht enthält, die Bruchdehnung stärker verbessern kann als der verpresste Litzendraht. Es lässt sich sagen, dass der überzogene elektrische Draht, der die isolierende Überzugsschicht einschließt, tendenziell eine höhere Schlagfestigkeitsenergie in einem Zustand mit befestigtem Anschluss und eine höhere Schlagfestigkeitsenergie aufweist als ein Fall mit einem Leiter alleine, wie in Testbeispiel 1 gezeigt ist.
-
Zusätzlich haben die Proben Nrn. 2-11 bis 2-14 alle einen Kaltverfestigungsexponenten von 0,1 oder mehr und sogar 0,12 oder mehr. Von sämtlichen der Proben Nrn. 2-11 bis 2-14 wird angenommen, dass sie außerdem ausgezeichnete Eigenschaften beim Fixieren eines Anschlusses bieten.
-
Als ein Grund dafür, dass die obigen Resultate erzielt werden konnten, wird folgender angenommen: dass als ein Leiter ein Kupferlegierungsdraht, der zusammengesetzt war aus einer Kupferlegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung, die Fe, P und Sn einschließt, ähnlich wie in Testbeispiel 1, enthalten war, konnte die Ausscheidung von Fe und P und die feste Lösung von Sn verstärken und so zufriedenstellend und effektiv gesteigerte Festigkeit bieten, und konnte die feste Lösung von P oder dergleichen reduzieren, um zufriedenstellend und effektiv eine hohe elektrische Leitfähigkeit von Cu aufrechtzuerhalten. Insbesondere wird, wie auch in Testbeispiel 1, angenommen, dass der geeignete Gehalt an C, Mn und Si die Oxidation von Fe, P und Sn effektiv verhindern konnte, und dass der Gehalt an C oder eines ähnlichen desoxidierenden Elements die Reduktion der elektrischen Leitfähigkeit effektiv unterdrückte. Darüber hinaus wird angenommen, dass, während hohe Festigkeit geliefert wurde, außerdem ausgezeichnete Zähigkeit erzielt wurde, und somit auch eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit und ausgezeichnete Schlagfestigkeit in einem Zustand mit befestigtem Anschluss erreicht wurden.
-
Die vorliegende Erfindung ist eher durch die Begriffe in den Patentansprüchen als die oben beschriebenen Beispiele definiert, und soll jegliche Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Bereichs äquivalent zu den Begriffen in den Patentansprüchen einschließen.
-
Beispielsweise können die Zusammensetzung der Kupferlegierung, der Drahtdurchmesser des Kupferlegierungsdrahts, die Anzahl der Drähte, die zusammen verdrillt werden, sowie die Bedingung der Wärmebehandlung in den Testbeispielen 1 und 2 geeignet geändert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kupferlegierungsdraht,
- 10
- Kupferlegierungslitzendraht (Leiter),
- 3
- überzogener elektrischer Draht,
- 4
- mit Anschluss versehener elektrischer Draht,
- 12
- Anschlussbefestigungsabschnitt,
- 2
- isolierende Überzugsschicht,
- 5
- Anschluss,
- 50
- Drahthülsenabschnitt,
- 52
- Passungsabschnitt,
- 54
- Isolationshülsenabschnitt,
- S
- Probe,
- J
- Spannvorrichtung,
- W
- Gewicht.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2016217040 [0002]
- JP 2014 [0004]
- JP 156617 [0004]