DE112017005481T5

DE112017005481T5 - Aluminiumlegierungsdraht, Aluminiumlegierungs-Litzendraht, ummantelter elektrischer Draht und mit einer Anschlussklemme ausgestatteter elektrischer Draht

Info

Publication number: DE112017005481T5
Application number: DE112017005481.8T
Authority: DE
Inventors: Misato Kusakari; Tetsuya Kuwabara; Yoshihiro Nakai; Taichiro Nishikawa; Yasuyuki Otsuka; Hayato OOI
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2019-07-18
Also published as: KR102362938B1; CN113409989A; KR20220025192A; CN109923226A; US11810687B2; CN109923226B; US20210272717A1; KR20190080878A; US20200395143A1; CN113409989B; US10650936B2; JPWO2018079050A1; US10522263B2; US11037695B2; KR102544287B1; WO2018079050A1; US10796811B2; US20200075192A1; US20200234841A1; US20190267152A1

Abstract

Ein Aluminiumlegierungsdraht, bestehend aus einer Aluminiumlegierung, wobei die Aluminiumlegierung mehr als oder gleich 0,03 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-% Mg, mehr als oder gleich 0,02 Massen-% und weniger als oder gleich 2,0 Massen-% Si und einen Rest aus AI und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält, wobei Mg/Si im Massenverhältnis größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5 ist, und der Aluminiumlegierungsdraht einen Gleitreibungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,8 hat.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Aluminiumlegierungsdraht, einen Aluminiumlegierungs-Litzendraht, einen ummantelten elektrischen Draht und einen mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Draht.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der am 31. Oktober 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-213155 und die Priorität aus der am 4. April 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-074235 , deren gesamter Inhalt durch Verweis hierin aufgenommen wird.
STAND DER TECHNIK
Als Drahtelement, das sich für einen Leiter für elektrische Drähte eignet, offenbart Patentschrift 1 einen Aluminiumlegierungsdraht, der ein sehr dünner Draht aus einer Legierung auf Al-Mg-Si-Basis ist und eine hohe Festigkeit, eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Dehnung aufweist.
ZITIERUNGSLISTE
PATENTLITERATUR
Patentschrift 1: Japanisches Patent mit der Offenlegungsnummer 2012-229485
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aluminiumlegierungsdraht der vorliegenden Offenbarung ist ein Aluminiumlegierungsdraht, der aus einer Aluminiumlegierung besteht, wobei
die Aluminiumlegierung mehr als oder gleich 0,03 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-% Mg, mehr als oder gleich 0,02 Massen-% und weniger als oder gleich 2,0 Massen-% Si und einen Rest aus Al und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält, wobei Mg/Si im Massenverhältnis größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5 ist, und
der Aluminiumlegierungsdraht einen Gleitreibungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,8 aufweist.
Ein Aluminiumlegierungs-Litzendraht der vorliegenden Offenbarung beinhaltet mehrere der oben beschriebenen Aluminiumlegierungsdrähte der vorliegenden Offenbarung, wobei die mehreren Aluminiumlegierungsdrähte miteinander verseilt sind.
Ein ummantelter elektrischer Draht der vorliegenden Offenbarung ist ein ummantelter elektrischer Draht, der Folgendes aufweist: einen Leiter; und eine Isolierumhüllung, die einen Außenumfang des Leiters bedeckt, wobei
der Leiter den oben beschriebenen Aluminiumlegierungs-Litzendraht der vorliegenden Offenbarung aufweist.
Ein mit einer Anschlussklemme ausgestatteter elektrischer Draht der vorliegenden Offenbarung weist Folgendes auf: den oben beschriebenen ummantelten elektrischen Draht der vorliegenden Offenbarung; und einen Anschlussklemmenabschnitt, der an einem Endabschnitt des ummantelten elektrischen Drahtes befestigt ist.
Figurenliste

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die einen ummantelten elektrischen Draht mit einem Aluminiumlegierungsdraht in einem Leiter gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Nahumgebung eines Anschlussklemmenabschnitts in einem mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Draht gemäß der Ausführungsform darstellt.
3 ist eine erläuternde Zeichnung, die ein Verfahren zur Messung von Poren oder dergleichen veranschaulicht.
4 ist eine weitere erläuternde Zeichnung, die ein Verfahren zur Messung von Poren oder dergleichen veranschaulicht.
5 ist eine erläuternde Zeichnung, die ein Verfahren zur Messung eines Gleitreibungskoeffizienten veranschaulicht.
6 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Herstellungsprozess für den Aluminiumlegierungsdraht veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
[Probleme, die durch die vorliegende Offenbarung zu lösen sind]
Als Drahtelement, das für einen Leiter oder dergleichen verwendet wird, der in einem elektrischen Draht enthalten ist, wird ein Aluminiumlegierungsdraht mit ausgezeichneten Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften benötigt.
Kabelbäume, die in Vorrichtungen von Fahrzeugen, Flugzeugen oder dergleichen vorgesehen sind, Drähte für verschiedene Arten von elektrischen Vorrichtungen wie z.B. Industrieroboter, und elektrische Drähte für verschiedene Zwecke, wie beispielsweise Drähte in Gebäuden, können bei der Verwendung der Vorrichtungen sowie bei deren Installation und dergleichen Stöße, wiederholte Biegevorgänge oder dergleichen erfahren. Im Einzelnen können die folgenden Fälle (1) bis (3) betrachtet werden.

(1) Im Falle eines elektrischen Drahtes, der in einem Kabelbaum für Fahrzeuge vorgesehen ist, wird davon ausgegangen, dass: ein Aufprall auf die Umgebung eines Anschlussklemmenabschnitts stattfindet, wenn der elektrische Draht an einem Ziel befestigt wird (Patentschrift 1); ein plötzlicher Aufprall als Reaktion auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs auf ihn ausgeübt wird; und wiederholte Biegevorgänge aufgrund von Vibrationen während der Fahrt des Fahrzeugs darauf ausgeübt werden.
(2) Im Falle eines elektrischen Drahtes, der in einem Industrieroboter vorgesehen ist, wird davon ausgegangen, dass wiederholte Biegevorgänge, Verdrillen und dergleichen auf ihn einwirken.
(3) Im Falle eines in einem Gebäude vorgesehenen elektrischen Drahtes wird davon ausgegangen, dass: ein Aufprall von einem Bediener auf diesen ausgeübt wird, der am elektrischen Draht plötzlich stark zieht oder den elektrischen Draht während der Installation desselben versehentlich fallen lässt; und wiederholte Biegevorgänge durch Schütteln und Schwenken eines in Form einer Spule gewickelten Drahtelements aufgebracht werden, um Windungen des Drahtelements zu beseitigen.

Daher ist es erforderlich, dass ein Aluminiumlegierungsdraht, der für einen Leiter oder dergleichen in einem elektrischen Draht verwendet wird, weniger dazu neigt, getrennt zu werden, wenn er nicht nur Stöße, sondern auch wiederholte Biegevorgänge erfährt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe, einen Aluminiumlegierungsdraht bereitzustellen, der hervorragende Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften hat. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, einen Aluminiumlegierungs-Litzendraht, einen ummantelten elektrischen Draht und einen mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Draht bereitzustellen, die sich jeweils durch hervorragende Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften auszeichnen.
[Vorteilhafte Wirkung der vorliegenden Offenbarung]
Der Aluminiumlegierungsdraht der vorliegenden Offenbarung, der Aluminiumlegierungs-Litzendraht der vorliegenden Offenbarung, der ummantelte elektrische Draht der vorliegenden Offenbarung und der mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht der vorliegenden Offenbarung sind ausgezeichnet in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften.
[Beschreibung der Ausführungsformen]
Die vorliegenden Erfinder haben Aluminiumlegierungsdrähte unter verschiedenen Bedingungen hergestellt und diese Aluminiumlegierungsdrähte mit ausgezeichneten Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften (Trennfestigkeit bei wiederholtem Biegen) untersucht. Ein Drahtelement, das aus einer Aluminiumlegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung einschließlich Mg und Si in bestimmten Bereichen besteht und insbesondere eine Ausscheidungsbehandlung durchlaufen hat, weist eine hohe Festigkeit (z.B. eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe 0,2%-Dehngrenze), eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeitseigenschaft auf. Darüber hinaus haben die vorliegenden Erfinder folgende Erkenntnisse gewonnen: Wenn dieses Drahtelement mühelos gleiten kann, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Drahtelement durch wiederholte Biegevorgänge unterbrochen wird. Folgende Erkenntnisse wurden gewonnen: Ein solcher Aluminiumlegierungsdraht kann z.B. dadurch hergestellt werden, dass eine glatte Oberfläche des Drahtelements bereitgestellt oder eine Menge eines Schmiermittels auf einer Oberfläche des Drahtelements eingestellt wird. Die Erfindung der vorliegenden Anmeldung basiert auf diesen Erkenntnissen. Zunächst werden Ausführungsformen der Erfindung der vorliegenden Anmeldung aufgeführt und beschrieben.
(1) Ein Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anwendung ist ein Aluminiumlegierungsdraht, der aus einer Aluminiumlegierung besteht, wobei
die Aluminiumlegierung mehr als oder gleich 0,03 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-% Mg, mehr als oder gleich 0,02 Massen-% und weniger als oder gleich 2,0 Massen-% Si und einen Rest aus AI und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält, wobei Mg/Si im Massenverhältnis größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5 ist, und
der Aluminiumlegierungsdraht einen Gleitreibungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,8 aufweist.
Der oben beschriebene Aluminiumlegierungsdraht (im Folgenden auch als „AI-Legierungsdraht“ bezeichnet) besteht aus der Aluminiumlegierung (im Folgenden auch „AI-Legierung“ genannt) mit der spezifischen Zusammensetzung. Der Aluminiumlegierungsdraht weist eine hohe Festigkeit auf, ist auch bei wiederholtem Biegen weniger anfällig für Drahtbruch und zeichnet sich durch ein hervorragendes Ermüdungsverhalten aus, da während eines Herstellungsprozesses eine Ausscheidungsbehandlung oder dergleichen durchgeführt wird. Bei hoher Bruchdehnung und hoher Zähigkeit ist auch die Schlagfestigkeit hervorragend. Insbesondere da der vorstehend beschriebene AI-Legierungsdraht einen so geringen Gleitreibungskoeffizienten aufweist, können die Elementardrähte - z.B. wenn ein Litzendraht aus solchen AI-Legierungsdrähten gebildet wird - voraussichtlich aneinander abgleiten und beim Biegen oder dergleichen leicht bewegt werden, wodurch die Elementardrähte weniger wahrscheinlich abgetrennt werden, was zu einer ausgezeichneten Ermüdungseigenschaft führt. Daher ist der oben beschriebene Draht aus einer AI-Legierung hervorragend in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften.
(2) Als eine beispielhafte Ausführungsform des oben beschriebenen AI-Legierungsdrahtes weist der Aluminiumlegierungsdraht eine Oberflächenrauigkeit von kleiner oder gleich 3 µm auf.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Oberflächenrauigkeit klein und daher auch der Gleitreibungskoeffizient wahrscheinlich klein, was insbesondere zu einer noch besseren Ermüdungseigenschaft führt.
(3) Als eine beispielhafte Ausführungsform des vorstehend beschriebenen AI-Legierungsdrahtes wird ein Schmiermittel an einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes in Anhaftung gebracht, und eine vom Schmiermittel stammende Anhaftungsmenge von C beträgt mehr als 0 Massen-% und weniger als oder gleich 30 Massen-%.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass das an der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes anhaftende Schmiermittel ein verbleibendes Schmiermittel ist, das beim Drahtziehen oder Verseilen während des Herstellungsprozesses verwendet wird. Da ein solches Schmiermittel repräsentativ Kohlenstoff (C) beinhaltet, wird eine Anhaftungsmenge des Schmiermittels durch die Anhaftungsmenge von C ausgedrückt. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird aufgrund des Schmiermittels auf der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes erwartet, dass der Gleitreibungskoeffizient reduziert wird, was zu einer noch besseren Ermüdungseigenschaft führt. Darüber hinaus ist in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Korrosionsbeständigkeit durch das Schmiermittel hervorragend. Darüber hinaus ist in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, da die Menge des Schmiermittels (Menge an C) auf der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes in den spezifischen Bereich fällt, die Menge des Schmiermittels (Menge an C) zwischen dem AI-Legierungsdraht und einem Anschlussklemmenabschnitt gering, wenn der Anschlussklemmenabschnitts angebracht ist, wodurch verhindert werden kann, dass durch eine übermäßig große Menge des dazwischen befindlichen Schmiermittels ein Anschlusswiderstand erhöht wird. Daher kann die vorstehend beschriebene Ausführungsform in geeigneter Weise für einen Leiter verwendet werden, an dem ein Anschlussklemmenabschnitt befestigt ist, wie beispielsweise für einen mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Draht. In diesem Fall kann eine Verbindungsstruktur mit einer besonders guten Ermüdungseigenschaft, einem geringen ohmschen Widerstand und einer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit aufgebaut werden.
(4) Als eine beispielhafte Ausführungsform des vorstehend beschriebenen AI-Legierungsdrahtes ist in einem Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein Oberflächenschicht-Porenmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 30 µm und einer langen Seitenlänge von 50 µm innerhalb eines Oberflächenschichtbereichs definiert, der sich von einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes um 30 µm in Tiefenrichtung erstreckt, und eine Gesamtquerschnittsfläche von Poren im Oberflächenschicht-Porenmessbereich ist kleiner oder gleich 2 µm².
Der Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes bezieht sich auf einen Querschnitt, der entlang einer Ebene orthogonal zur Axialrichtung (Längsrichtung) des Aluminiumlegierungsdrahtes entnommen wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist eine geringe Menge an Poren in der Oberflächenschicht vorhanden. Dementsprechend fungieren die Poren auch bei einem Stoß oder wiederholten Biegungen weniger wahrscheinlich als Ausgangsorte einer Rissbildung, wobei eine aus den Poren resultierende Rissbildung weniger wahrscheinlich ist. Da Oberflächenrisse seltener auftreten, können Rissfortschritte von der Oberfläche zum Innenabschnitt des Drahtelements und auch Brüche des Drahtelements reduziert werden, was zu noch besseren Ermüdungseigenschaften und einer noch höheren Schlagfestigkeit führt. Da die aus den Poren resultierende Rissbildung beim oben beschriebenen AI-Legierungsdraht weniger wahrscheinlich ist, ist mindestens ein Wert ausgewählt aus Zugfestigkeit, 0,2%igen Dehngrenze und Bruchdehnung im Zugversuch voraussichtlich hoch, wenn auch abhängig von einer Zusammensetzung, einer Wärmebehandlungsbedingung und dergleichen, was ebenfalls zu hervorragenden mechanischen Eigenschaften führt.
(5) Als eine beispielhafte Ausführungsform des AI-Legierungsdrahtes gemäß (4), bei dem der Gehalt der Poren in den spezifischen Bereich fällt, ist im Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein innenliegender Porenmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 30 µm und einer langen Seitenlänge von 50 µm so definiert, dass ein Mittelpunkt des Rechtecks des innenliegenden Porenmessbereichs mit einem Mittelpunkt des Aluminiumlegierungsdrahtes zusammenfällt, und ein Verhältnis einer Gesamtquerschnittsfläche von Poren im innenliegenden Porenmessbereich zur Gesamtquerschnittsfläche der Poren im Oberflächenschicht-Porenmessbereich ist größer oder gleich 1,1 und kleiner oder gleich 44.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Verhältnis der Gesamtquerschnittsfläche größer oder gleich 1,1. Obwohl der Anteil der Poren im Innenabschnitt des AI-Legierungsdrahtes größer ist als der Anteil der Poren in der Oberflächenschicht des AI-Legierungsdrahtes, kann man somit sagen, dass der Anteil der Poren im Innenabschnitt des AI-Legierungsdrahtes ebenfalls klein ist, weil das Verhältnis der Gesamtquerschnittsfläche in den spezifischen Bereich fällt. Daher ist in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform selbst bei einem Aufprall oder wiederholtem Biegen die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Risse von der Oberfläche des Drahtelements über die Poren bis zum Innenabschnitt des Drahtelements fortschreiten, und auch die Bruchgefahr ist kleiner, was zu hervorragenden Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt.
(6) Als eine beispielhafte Ausführungsform des AI-Legierungsdrahtes nach (4) oder (5), bei dem der Gehalt der Poren in den spezifischen Bereich fällt, ist ein Wasserstoffgehalt im Aluminiumlegierungsdraht kleiner oder gleich 8,0 ml/100 g.
Die vorliegenden Erfinder haben die Gasbestandteile überprüft, die in dem AI-Legierungsdraht enthalten sind, der die Poren enthält, und haben die Erkenntnis erworben, dass Wasserstoff im AI-Legierungsdraht enthalten ist. Daher wird davon ausgegangen, dass ein Faktor für die Poren im AI-Legierungsdraht der Wasserstoff ist. Im Rahmen der oben beschriebenen Ausführungsform kann man sagen, dass die Menge der Poren gering ist, da der Wasserstoffgehalt gering ist. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit eines durch Poren bedingten Bruchs geringer, was zu hervorragenden Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt.
(7) Als eine beispielhafte Ausführungsform des vorstehend beschriebenen AI-Legierungsdrahtes ist in einem Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm innerhalb eines Oberflächenschichtbereichs definiert, der sich ausgehend von einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes um 50 µm in Tiefenrichtung erstreckt, und eine mittlere Fläche von kristallinen Materialien im Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich ist größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 3 µm².
Der Begriff „kristallines Material“, der sich repräsentativ auf eine Verbindung oder ein einfaches Element bezieht, das mindestens eines von Mg und Si beinhaltet, bei denen es sich um hinzugefügte Elemente handelt, wird hierin als ein Teil der Verbindung oder des einfachen Elements mit einer Fläche von größer oder gleich 0,05 µm² im Querschnitt des AI-Legierungsdrahtes angenommen (ein Teil der Verbindung oder des einfachen Elements mit einem äquivalenten Kreisdurchmesser von größer oder gleich 0,25 µm, was derselben Fläche entspricht). Ein noch feinerer Bestandteil der vorstehend beschriebenen Verbindung mit einer Fläche von weniger als 0,05 µm², repräsentativ mit einem äquivalenten Kreisdurchmesser von kleiner oder gleich 0,2 µm oder kleiner oder gleich 0,15 µm wird als ausgefälltes Material bezeichnet.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das kristalline Material in der Oberflächenschicht des AI-Legierungsdrahtes fein und stellt voraussichtlich auch keinen Ausgangspunkt für Rissbildung dar, was zu noch besseren Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt. Darüber hinaus kann in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das feinkristalline Material mit einer bestimmten Größe zu einer Unterdrückung des Kornwachstums der AI-Legierung oder dergleichen beitragen. Mit den feinen Kristallkörnern sind verbesserte Schlagzähigkeits- und Ermüdungseigenschaften zu erwarten.
(8) Als eine beispielhafte Ausführungsform des AI-Legierungsdrahtes nach (7), bei dem die Größen der kristallinen Materialien in den spezifischen Bereich fallen, ist die Anzahl der kristallinen Materialien im Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich größer als 10 und kleiner oder gleich 400.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist es eher unwahrscheinlich, dass die kristallinen Materialien jeweils einen Ausgangspunkt für Rissbildung darstellen, und das Fortschreiten der sich aus den jeweiligen kristallinen Materialien ergebenden Risse ist wahrscheinlich reduziert, da die Anzahl der feinkristallinen Materialien in der Oberflächenschicht des AI-Legierungsdrahtes in den vorstehend beschriebenen spezifischen Bereich fällt, was zu ausgezeichneten Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt.
(9) Als eine beispielhafte Ausführungsform des AI-Legierungsdrahtes nach (7) oder (8), bei dem die Größen der kristallinen Materialien in den spezifischen Bereich fallen, ist im Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein innenliegender Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm so definiert, dass ein Mittelpunkt des Rechtecks des innenliegenden Kristallisationsmessbereichs mit einem Mittelpunkt des Aluminiumlegierungsdrahtes zusammenfällt, und eine mittlere Fläche kristalliner Materialien im innenliegenden Kristallisationsmessbereich ist größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 40 µm².
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist jedes der kristallinen Materialien im AI-Legierungsdraht ebenfalls von feiner Beschaffenheit. Dadurch werden Brüche, die sich aus den kristallinen Materialien ergeben, eher reduziert, was zu hervorragenden Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt.
(10) Als eine beispielhafte Ausführungsform des oben beschriebenen AI-Legierungsdrahtes ist eine mittlere Kristallkorngröße der Aluminiumlegierung kleiner oder gleich 50 µm.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Kristallkörner fein und sehr biegsam, was zu hervorragenden Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt.
(11) Als eine beispielhafte Ausführungsform des oben beschriebenen AI-Legierungsdrahtes ist ein Kaltverfestigungsexponent des Aluminiumlegierungsdrahtes größer oder gleich 0,05.
Da der Kaltverfestigungsexponent in den spezifischen Bereich fällt, ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform zu erwarten, dass die Befestigungskraft für einen Anschlussklemmenabschnitt durch Kaltverfestigung verbessert ist, wenn der Anschlussklemmenabschnitt durch Crimpen oder dergleichen befestigt wird. Daher kann die vorstehend beschriebene Ausführungsform in geeigneter Weise für einen Leiter verwendet werden, an dem ein Anschlussklemmenabschnitt befestigt ist, wie beispielsweise für einen mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Draht.
(12) Als eine beispielhafte Ausführungsform des vorstehend beschriebenen AI-Legierungsdrahtes ist eine Dicke einer Oberflächenoxidschicht des Aluminiumlegierungsdrahtes größer oder gleich 1 nm und kleiner oder gleich 120 nm.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist, da die Dicke der Oberflächenoxidschicht in den spezifischen Bereich fällt, eine Menge des Oxids (das die Oberflächenoxidschicht bildet) zwischen dem Aluminiumlegierungsdraht und einem Anschlussklemmenabschnitt gering, wenn der Anschlussklemmenabschnitt angebracht ist, wodurch ein Anstieg des Anschlusswiderstands aufgrund eines zu hohen Oxidanteils zwischen diesen Bauteilen verhindert werden kann, und auch die Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet ist. Daher kann die vorstehend beschriebene Ausführungsform in geeigneter Weise für einen Leiter verwendet werden, an dem ein Anschlussklemmenabschnitt befestigt ist, wie beispielsweise für einen mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Draht. In diesem Fall kann eine Verbindungsstruktur mit ausgezeichneter Schlagzähigkeit, hervorragenden Ermüdungseigenschaften, geringem ohmschen Widerstand und ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit aufgebaut werden.
(13) Als eine beispielhafte Ausführungsform des vorstehend beschriebenen AI-Legierungsdrahtes ist bei dem Aluminiumlegierungsdraht eine Zugfestigkeit größer oder gleich 150 MPa, eine 0,2%-Dehngrenze ist größer oder gleich 90 MPa, eine Bruchdehnung ist größer oder gleich 5% und eine elektrische Leitfähigkeit ist größer oder gleich 40% IACS.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Zugfestigkeit, die 0,2%-Dehngrenze und die Bruchdehnung jeweils hoch. Die mechanischen Eigenschaften sind ausgezeichnet und die Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften sind hervorragend. Außerdem ist die elektrische Leitfähigkeit hoch. Auch die elektrischen Eigenschaften sind hervorragend. Da die 0,2%-Dehngrenze hoch ist, ist die oben beschriebene Ausführungsform in Bezug auf die Eigenschaften der Befestigung am Anschlussklemmenabschnitt hervorragend.
(14) Ein Aluminiumlegierungs-Litzendraht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anwendung beinhaltet mehrere der Aluminiumlegierungsdrähte, gemäß (1) bis (13), wobei die mehreren Aluminiumlegierungsdrähte miteinander verseilt sind.
Jeder Elementardraht, der in dem oben beschriebenen Aluminiumlegierungs-Litzendraht (im Folgenden auch „Al-Legierungs-Litzendraht“ genannt) enthalten ist, besteht aus der AI-Legierung mit der oben beschriebenen spezifischen Zusammensetzung. Darüber hinaus weist ein Litzendraht im Allgemeinen eine größere Flexibilität auf als ein massiver Draht mit dem gleichen Leiterquerschnitt wie der Litzendraht, und jeder einzelne darin vorhandene Elementardraht ist weniger bruchanfällig, auch unter Aufbringung von Stößen, wiederholten Biegevorgängen oder dergleichen. Da der Gleitreibungskoeffizient jedes einzelnen Elementardrahtes klein ist, können die Elementardrähte bei Stößen, wiederholten Biegevorgängen oder dergleichen ferner auch besser aneinander abgleiten, wodurch ein Durchtrennen aufgrund von Reibung zwischen den Elementardrähten weniger wahrscheinlich ist. Vor diesem Hintergrund ist der oben beschriebene Al-Legierungs-Litzendraht hervorragend in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. Da jeder Elementardraht in Bezug auf die oben beschriebenen mechanischen Eigenschaften ausgezeichnet ist, ist mindestens ein Wert aus Zugfestigkeit, 0,2%-Dehngrenze und Bruchdehnung in dem oben beschriebenen Al-Legierungs-Litzendraht in der Regel hoch, was zu hervorragenden mechanischen Eigenschaften führt.
(15) Als eine beispielhafte Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Al-Legierungs-Litzendrahtes ist eine Litzensteigung mindestens 10 mal und höchstens 40 mal so groß wie der Teilkreisdurchmesser des Aluminiumlegierungs-Litzendrahtes.
Der Begriff „Teilkreisdurchmesser“ bezieht sich auf den Durchmesser eines Kreises, der die jeweiligen Mittelpunkte aller in jeder Schicht enthaltenen Elementardrähte verbindet, wenn der Litzendraht eine mehrschichtige Struktur aufweist.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Elementardrähte, da die Litzensteigung in den spezifischen Bereich fällt, beim Verbiegen oder dergleichen nicht so stark verdrillt und brechen daher auch nicht so leicht. Darüber hinaus ist es bei der Anbringung eines Anschlussklemmenabschnitts weniger wahrscheinlich, dass sich die Elementardrähte lösen. Folglich ist die Anbringung des Anschlussklemmenabschnitts erleichtert. Daher sind in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Ermüdungseigenschaften besonders gut, und die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann in geeigneter Weise für einen Leiter verwendet werden, an dem ein Anschlussklemmenabschnitt wie beispielsweise ein mit einer Anschlussklemme ausgestatteter elektrischer Draht befestigt ist.
(16) Ein ummantelter elektrischer Draht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anwendung ist ein ummantelter elektrischer Draht, der Folgendes aufweist: einen Leiter; und eine Isolierumhüllung, die einen Außenumfang des Leiters abdeckt, wobei der Leiter den in (14) oder (15) genannten Aluminiumlegierungs-Litzendraht aufweist.
Der oben beschriebene ummantelte elektrische Draht beinhaltet den Leiter, der aus dem oben beschriebenen Al-Legierungs-Litzendraht gebildet ist, welcher sich durch ausgezeichnete Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften auszeichnet, und hat daher selbst ausgezeichnete Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften.
(17) Ein mit einer Anschlussklemme ausgestatteter elektrischer Draht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der vorliegenden Anwendung weist Folgendes auf: den in (16) genannten ummantelten elektrischen Draht; und einen Anschlussklemmenabschnitt, der an einem Endabschnitt des ummantelten elektrischen Drahtes befestigt ist.
Der vorstehend beschriebene, mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht beinhaltet als Komponente den ummantelten elektrischen Draht einschließlich des Leiters, der aus dem AI-Legierungsdraht oder dem Al-Legierungs-Litzendraht besteht, welcher ausgezeichnete Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften aufweist, und hat daher ausgezeichnete Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften.
[Einzelheiten der Ausführungsformen der Erfindung der vorliegenden Anmeldung]
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail gegebenenfalls mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen identische Komponenten. In der folgenden Beschreibung ist der Gehalt eines Elements in Massen-% angegeben.
[Aluminiumlegierungsdraht]
(Übersicht)
Ein Aluminiumlegierungsdraht (AI-Legierungsdraht) 22 einer Ausführungsform ist ein Drahtelement aus einer Aluminiumlegierung (AI-Legierung) und wird repräsentativ für einen Leiter 2 eines elektrischen Drahtes oder dergleichen verwendet (1). In diesem Fall wird der AI-Legierungsdraht 22 in folgendem Zustand verwendet: als massiver Draht; als Litzendraht mit einer Vielzahl von AI-Legierungsdrähten 22, die miteinander verseilt sind (Al-Legierungs-Litzendraht 20 der Ausführungsform); oder als verpresster Litzendraht, bei dem der Litzendraht in eine vorbestimmte Form gepresst ist (ein weiteres Beispiel für den Al-Legierungs-Litzendraht 20 der Ausführungsform). 1 veranschaulicht einen Al-Legierungs-Litzendraht 20 mit sieben AI-Legierungsdrähten 22, die miteinander verseilt sind. Bei dem AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform weist die AI-Legierung eine solche spezifische Zusammensetzung auf, dass Mg und Si in jeweiligen spezifischen Bereichen enthalten sind, und der AI-Legierungsdraht 22 weist einen kleinen Gleitreibungskoeffizienten auf. Insbesondere ist die AI-Legierung des AI-Legierungsdrahtes 22 der Ausführungsform eine Legierung auf Al-Mg-Si-Basis, die mehr als oder gleich 0,03% und weniger als oder gleich 1,5% Mg, mehr als oder gleich 0,02% und weniger als oder gleich 2,0% Si und einen Rest aus AI und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält, wobei Mg/Si im Massenverhältnis größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5 ist. Darüber hinaus ist der Gleitreibungskoeffizient des AI-Legierungsdrahtes 22 der Ausführungsform kleiner oder gleich 0,8. Wenn der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform, der die oben beschriebene spezifische Zusammensetzung hat und eine solche spezifische Oberflächeneigenschaft aufweist, während eines Herstellungsprozesses einer Ausscheidungsbehandlung oder dergleichen unterzogen wird, hat der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform eine hohe Festigkeit und ist weniger anfällig für reibungsbedingte Brüche, was zu hervorragenden Schlagzähigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt.
Nachstehend erfolgt eine ausführlichere Erläuterung. Es ist zu beachten, dass Details eines Verfahrens zur Messung eines jeweiligen Parameters wie beispielsweise des Gleitreibungskoeffizient, sowie Einzelheiten zu den oben beschriebenen Effekten im Testbeispiel beschrieben werden.
(Zusammensetzung)
Der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform besteht aus der Legierung auf Al-Mg-Si-Basis. In dem AI-Legierungsdraht 22 sind Mg und Si im festen Zustand gelöst und liegen als kristalline Materialien und ausgefällte Materialien vor, was zu einer ausgezeichneten Festigkeit führt. Da Mg (ein Element, das einen hohen Festigkeitsverbesserungseffekt ermöglicht) und Si zusammen in den spezifischen Bereichen enthalten sind, insbesondere mehr als oder gleich 0,03% Mg und mehr als oder gleich 0,02% Si, kann die Festigkeit durch Kaltverfestigung effektiv verbessert werden. Da die Festigkeit des AI-Legierungsdrahtes erhöht wird, wenn die Gehalte an Mg und Si höher sind und weniger als oder gleich 1,5% Mg und weniger als oder gleich 2,0% Si enthalten ist, ist eine Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit und der Zähigkeit aufgrund der enthaltenen Elemente Mg und Si weniger wahrscheinlich, es werden eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Zähigkeit und dergleichen erreicht, ein Drahtbruch während des Drahtziehens ist weniger wahrscheinlich, und die Herstellbarkeit ist ebenfalls ausgezeichnet. In Anbetracht eines Gleichgewichts zwischen der Festigkeit, der Zähigkeit und der elektrischen Leitfähigkeit sollte der Gehalt an Mg größer oder gleich 0,1% und kleiner oder gleich 2,0%, größer oder gleich 0,2% und kleiner oder gleich 1,5% sein, oder größer oder gleich 0,3% und kleiner oder gleich 0,9%, und der Gehalt an Si ist größer oder gleich 0,1% und kleiner oder gleich 2,0%, größer oder gleich 0,1% und kleiner oder gleich 1,5%, oder größer oder gleich 0,3% und kleiner oder gleich 0,8%.
Indem man die Gehalte an Mg und Si so einstellt, dass sie in die oben beschriebenen spezifischen Bereiche fallen und das Massenverhältnis von Mg und Si so einstellt, dass es in den spezifischen Bereich fällt, können Mg und Si angemessen im Zustand kristalliner oder ausgefällter Materialien vorliegen, während gleichzeitig verhindert wird, dass Mg oder Si in zu starkem Maße vorhanden ist, was in günstiger Weise zu einer ausgezeichneten Festigkeit und hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit führt. Insbesondere ist das Verhältnis (Mg/Si) der Masse von Mg zur Masse von Si vorzugsweise größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5 und bevorzugter größer oder gleich 0,8 und kleiner oder gleich 3,5 oder größer oder gleich 0,8 und kleiner oder gleich 2,7.
Zusätzlich zu Mg und Si kann die AI-Legierung des AI-Legierungsdrahtes 22 der Ausführungsform ein oder mehrere Elemente enthalten, die ausgewählt sind aus Fe, Cu, Mn, Ni, Zr, Cr, Zn und Ga (im Folgenden gemeinsam auch als „Element α“ bezeichnet). Fe und Cu verursachen eine kleine Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit und können eine verbesserte Festigkeit bereitstellen. Mn, Ni, Zr und Cr verursachen eine starke Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit, haben aber eine starke Wirkung in Bezug auf die Verbesserung der Festigkeit. Zn bewirkt eine leichte Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit und hat eine gewisse Wirkung in Bezug auf die Verbesserung der Festigkeit. Ga hat eine Wirkung der Verbesserung der Festigkeit. Durch die Verbesserung der Festigkeit ist das Ermüdungsverhalten hervorragend. Darüber hinaus haben Fe, Cu, Mn, Zr und Cr die Wirkung, feine Kristalle zu erzielen. Mit einer feinkristallinen Struktur wird die Zähigkeit wie z.B. die Bruchdehnung ausgezeichnet und die Biegsamkeit hervorragend, was das Biegen oder dergleichen erleichtert. Dadurch ist zu erwarten, dass die Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften verbessert werden. Der Gehalt jedes der oben aufgeführten Elemente ist größer oder gleich 0% und kleiner oder gleich 0,5%, und der Gesamtgehalt der oben aufgeführten Elemente ist größer oder gleich 0% und kleiner oder gleich 1,0%. Insbesondere wenn der Gehalt jedes Elements größer oder gleich 0,01% und kleiner oder gleich 0,5% ist und der Gesamtgehalt der oben genannten Elemente größer oder gleich 0,01% und kleiner oder gleich 1,0% ist, ist es wahrscheinlich, dass der oben beschriebene Festigkeitsverbesserungseffekt sowie der Effekt zur Verbesserung der Schlagzähigkeit, der Effekt zur Verbesserung der Ermüdungseigenschaften und dergleichen erzielt werden. Der Gehalt jedes der Elemente ist z.B. wie unten beschrieben. Im Rahmen des oben beschriebenen Bereich des Gesamtgehalts und des Bereichs des unten beschriebenen Gehalts jedes Elements wird die Verbesserung der Festigkeit tendenziell ermöglicht, wenn der Gesamtgehalt der Elemente und der Gehalt jedes der Elemente größer sind, und die Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit wird tendenziell ermöglicht, wenn der Gesamtgehalt der Elemente und der Gehalt jedes der Elemente kleiner sind.
(Fe) mehr als oder gleich 0,01% und weniger als oder gleich 0,25%, oder mehr als oder gleich 0,01% und weniger als oder gleich 0,2%.
(Cu, Mn, Ni, Zr, Cr und Zn) jeweils mehr als oder gleich 0,01% und weniger als oder gleich 0,5%, oder mehr als oder gleich 0,01% und weniger als oder gleich 0,3%.
(Ga) mehr als oder gleich 0,005% und weniger als oder gleich 0,1%, oder mehr als oder gleich 0,005% und weniger als oder gleich 0,05%.
Es ist zu beachten, dass, wenn eine Komponentenanalyse an reinem Aluminium durchgeführt wird, das als Ausgangsmaterial verwendet wird, und das Ausgangsmaterial die hinzugefügten Elemente wie Mg, Si und das Element α als Verunreinigungen enthält, eine Zugabemenge jedes Elements angepasst werden kann, um den gewünschten Gehalt dieser Elemente zu erreichen. Der Gehalt jedes der hinzugefügten Elemente ist nämlich eine Gesamtmenge einschließlich des entsprechenden Elements, das in dem als Ausgangsmaterial verwendeten Aluminiumbarren enthalten ist, und bedeutet nicht unbedingt die Zugabemenge des entsprechenden Elements.
Zusätzlich zu Mg und Si kann die im AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform enthaltene AI-Legierung Ti und/oder B enthalten. Ti und B haben jeweils den Effekt, feine Kristalle in der AI-Legierung während des Gießens zu erhalten. Durch die Verwendung eines Gussmaterials mit einer feinkristallinen Struktur für ein Grundmaterial sind Kristallkörner voraussichtlich von feiner Beschaffenheit, wenn es nach dem Gießen einem Prozess wie Walzen oder Drahtziehen oder einer Wärmebehandlung einschließlich einer Ausscheidungsbehandlung unterzogen wird. Ein AI-Legierungsdraht 22 mit einer feinkristallinen Struktur ist als Reaktion auf Stöße oder wiederholte Biegevorgänge weniger bruchanfällig im Vergleich zu einem Fall, bei dem der AI-Legierungsdraht 22 eine grobe kristalline Struktur aufweist. Daher ist der AI-Legierungsdraht 22 hervorragend in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. Der Effekt der Erzielung feiner Kristalle ist tendenziell in der Reihenfolge immer stärker ausgeprägt, wenn ausschließlich B enthalten ist, ausschließlich Ti enthalten ist bzw. wenn sowohl Ti als auch B enthalten sind. Wenn Ti enthalten ist und der Gehalt an Ti größer oder gleich 0% und kleiner oder gleich 0,05% oder größer oder gleich 0,005% und kleiner oder gleich 0,05% ist und/oder wenn B enthalten ist und der Gehalt an B größer oder gleich 0% und kleiner oder gleich 0,005% oder größer oder gleich 0,001% und kleiner oder gleich 0,005% ist, wird die Wirkung der Erzielung feiner Kristalle erhalten und eine Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit aufgrund des enthaltenen Ti und/oder B kann reduziert werden. Unter Berücksichtigung eines Gleichgewichts zwischen der Wirkung der Erzielung feiner Kristalle und der elektrischen Leitfähigkeit sollte der Gehalt an Ti auf größer oder gleich 0,01% und kleiner oder gleich 0,04% oder kleiner oder gleich 0,03% und der Gehalt an B auf größer oder gleich 0,002% und kleiner oder gleich 0,004% eingestellt werden.
Konkrete Beispiele für die Zusammensetzung, die neben Mg und Si auch das oben beschriebene Element α und dergleichen enthält, werden nachfolgend beschrieben. In den folgenden spezifischen Beispielen ist das Massenverhältnis Mg/Si vorzugsweise größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5.

(1) Eine Zusammensetzung, die mehr als oder gleich 0,03% und weniger als oder gleich 1,5% Mg, mehr als oder gleich 0,02% und weniger als oder gleich 2,0% Si, mehr als oder gleich 0,01% und kleiner oder gleich 0,25% Fe und einen Rest aus AI und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält.
(2) Eine Zusammensetzung, die mehr als oder gleich 0,03% und weniger als oder gleich 1,5% Mg, mehr als oder gleich 0,02% und weniger als oder gleich 2,0% Si, mehr als oder gleich 0,01% und weniger als oder gleich 0,25% Fe, insgesamt mehr als oder gleich 0,01% und weniger als oder gleich 0,3% eines oder mehrerer Elemente, ausgewählt aus Cu, Mn, Ni, Zr, Cr, Zn und Ga, und einen Rest aus AI und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält.
(3) Die Zusammensetzung (1) oder (2), die mehr als oder gleich 0,005% und weniger als oder gleich 0,05% Ti und/oder mehr als oder gleich 0,001% und weniger als oder gleich 0,005% B enthält.

(Oberflächeneigenschaft)
- Gleitreibungskoeffizient
Der Gleitreibungskoeffizient des AI-Legierungsdrahts 22 der Ausführungsform ist kleiner oder gleich 0,8. Wenn beispielsweise der AI-Legierungsdraht 22 mit einem so kleinen Gleitreibungskoeffizienten für einen Elementardraht eines Litzendrahts verwendet wird und wiederholte Biegevorgänge auf diesen Litzendraht einwirken, ist die Reibung zwischen den Elementardrähten (AI-Legierungsdrähten 22) gering und die Elementardrähte gleiten aufeinander, so dass jeder Elementardraht problemlos bewegt werden kann. Ist hier der Gleitreibungskoeffizient groß, ist die Reibung zwischen den Elementardrähten groß. Daher ist es wahrscheinlich, dass bei wiederholtem Biegen jeder der Elementardrähte aufgrund dieser Reibung bricht, so dass die Litze wahrscheinlich getrennt wird. Insbesondere bei der Verwendung für den Litzendraht kann der AI-Legierungsdraht 22 mit einem Gleitreibungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,8 die Reibung zwischen den Elementardrähten reduzieren. Dementsprechend ist die Wahrscheinlichkeit eher gering, dass jeder der Elementardrähte auch bei wiederholtem Biegen bricht, was zu einer hervorragenden Ermüdungseigenschaft führt. Selbst wenn ein Aufprall darauf ausgeübt wird, gleiten die Elementardrähte aufeinander, wobei man erwarten darf, dass der Aufprall reduziert wird und die jeweiligen Elementardrähte aller Voraussicht nach nicht brechen. Da der Gleitreibungskoeffizient kleiner ist, können reibungsbedingte Brüche stärker reduziert werden. Der Gleitreibungskoeffizient ist vorzugsweise kleiner oder gleich 0,7, kleiner oder gleich 0,6 oder kleiner oder gleich 0,5. Der Gleitreibungskoeffizient ist voraussichtlich klein, wenn eine glatte Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 bereitgestellt wird, ein Schmiermittel auf die Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 aufgebracht wird oder beide Maßnahmen ergriffen werden.
- Oberflächenrauigkeit
Als ein Beispiel hat der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform eine Oberflächenrauigkeit von kleiner oder gleich 3 µm. Bei AI-Legierungsdraht 22 mit einer so geringen Oberflächenrauigkeit ist der Gleitreibungskoeffizient tendenziell klein. Wenn der AI-Legierungsdraht 22 für einen Elementardraht eines Litzendrahtes wie vorstehend beschrieben verwendet wird, kann die Reibung zwischen den Elementardrähten klein sein, was zu einer hervorragenden Ermüdungseigenschaft führt. In einigen Fällen ist auch eine Verbesserung der Schlagfestigkeit zu erwarten. In dem Maße, wie die Oberflächenrauigkeit kleiner ist, ist auch der Gleitreibungskoeffizient wahrscheinlich kleiner und die Reibung zwischen den Elementardrähten voraussichtlich kleiner. Daher ist die Oberflächenrauigkeit vorzugsweise kleiner oder gleich 2,5 µm, kleiner oder gleich 2 µm oder kleiner oder gleich 1,8 µm. So ist beispielsweise die Oberflächenrauigkeit wahrscheinlich klein, wenn man den AI-Legierungsdraht 22 auf folgende Weise mit glatter Oberfläche herstellt: Es wird eine Drahtziehmatrize mit einer Oberflächenrauigkeit von kleiner oder gleich 3 µm verwendet; eine größere Menge an Schmiermittel wird beim Drahtziehen verarbeitet; oder dergleichen. Wenn die untere Grenze der Oberflächenrauigkeit auf 0,01 µm oder 0,03 µm festgelegt wird, darf man davon ausgehen, dass sie die industrielle Massenproduktion des AI-Legierungsdrahtes 22 erleichtert ist.
- Menge an C
Als ein Beispiel wird bei dem AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform ein Schmiermittel an einer Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 in Anhaftung gebracht, und eine Anhaftungsmenge von C, die von dem Schmiermittel stammt, beträgt mehr als 0 Massen-% und weniger als oder gleich 30 Massen-%. Es wird davon ausgegangen, dass das Schmiermittel, das an der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 haftet, ein verbleibendes Schmiermittel (repräsentativ ein Öl) ist, das im Herstellungsprozess wie vorstehend beschrieben verwendet wird. Bei dem AI-Legierungsdraht 22 mit der Anhaftungsmenge von C im oben beschriebenen Bereich ist der Gleitreibungskoeffizient aufgrund der Adhäsion des Schmiermittels wahrscheinlich klein. Der Gleitreibungskoeffizient ist tendenziell kleiner, wenn die Anhaftungsmenge von C im oben beschriebenen Bereich größer ist. Da der Gleitreibungskoeffizient klein ist, kann die Reibung zwischen den Elementardrähten klein ausfallen, wenn der AI-Legierungsdraht 22 für einen Elementardraht eines wie vorstehend beschriebenen Litzendrahts verwendet wird, was zu einer hervorragenden Ermüdungseigenschaft führt. In einigen Fällen ist auch eine Verbesserung der Schlagfestigkeit zu erwarten. Außerdem ist die Korrosionsbeständigkeit durch die Anhaftung des Schmiermittels hervorragend. Weil die Anhaftungsmenge im oben beschriebenen Bereich geringer ist, kann eine Menge des Schmiermittels zwischen dem Leiter 2 und einem Anschlussklemmenabschnitt 4 (2) reduziert werden, wenn der Anschlussklemmenabschnitt 4 an einem Endabschnitt des Leiters 2 befestigt ist, der aus AI-Legierungsdrähten 22 besteht. In diesem Fall kann verhindert werden, dass ein Anschlusswiderstand zwischen Leiter 2 und Anschlussklemmenabschnitt 4 durch eine übermäßige Menge von dazwischen befindlichem Schmiermittels erhöht wird. Unter Berücksichtigung der Verringerung der Reibung und der Unterdrückung der Erhöhung des Anschlusswiderstands kann die Anhaftungsmenge von C auf mehr als oder gleich 0,5 Massen-% und weniger als oder gleich 25 Massen-% oder mehr als oder gleich 1 Massen-% und weniger als oder gleich 20 Massen-% eingestellt werden. Um eine gewünschte Anhaftungsmenge von C zu erreichen, wird erwogen, eine Nutzungsmenge des Schmiermittels z.B. beim Drahtziehen oder Verseilen einzustellen oder eine Wärmebehandlungsbedingung oder dergleichen anzupassen. Denn je nach Wärmebehandlungsbedingung wird das Schmiermittel mengenmäßig reduziert oder entfernt.
- Oberflächenoxidschicht
Als ein Beispiel ist die Dicke einer Oberflächenoxidschicht des AI-Legierungsdrahtes 22 der Ausführungsform größer oder gleich 1 nm und kleiner oder gleich 120 nm. Wenn eine Wärmebehandlung wie etwa eine Ausscheidungsbehandlung durchgeführt wird, kann sich eine Oxidschicht an der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 bilden. Da die Dicke der Oberflächenoxidschicht so dünn ist, dass sie kleiner oder gleich 120 nm ist, kann eine Oxidmenge zwischen Leiter 2 und Anschlussklemmenabschnitt 4 reduziert werden, wenn der Anschlussklemmenabschnitt 4 an dem Endabschnitt des Leiters 2 aus AI-Legierungsdrähten 22 befestigt ist. Da die Menge des Oxids, das einen elektrischen Isolator darstellt, zwischen dem Leiter 2 und dem Anschlussklemmenabschnitt 4 gering ist, kann eine Erhöhung des Anschlusswiderstands zwischen Leiter 2 und Anschlussklemmenabschnitt 4 reduziert werden. Andererseits, wenn die Oberflächenoxidschicht größer oder gleich 1 nm ist, kann die Korrosionsbeständigkeit des AI-Legierungsdrahtes 22 verbessert werden. Wenn die Oberflächenoxidschicht im oben beschriebenen Bereich dünner ist, kann die Erhöhung des Anschlusswiderstandes reduziert werden. Wenn die Oberflächenoxidschicht im oben beschriebenen Bereich dicker ist, kann die Korrosionsbeständigkeit weiter verbessert werden. Unter Berücksichtigung der Unterdrückung der Erhöhung des Anschlusswiderstandes und der Korrosionsbeständigkeit kann die Dicke der Oberflächenoxidschicht auf größer oder gleich 2 nm und kleiner oder gleich 115 nm oder größer oder gleich 5 nm und kleiner oder gleich 110 nm oder kleiner oder gleich 100 nm eingestellt werden. Die Dicke der Oberflächenoxidschicht kann z.B. entsprechend einer Wärmebehandlungsbedingung eingestellt und verändert werden. Insbesondere bei hohen Sauerstoffkonzentrationen in der Atmosphäre (z.B. wie in der Atmosphärenluft) wird die Oberflächenoxidschicht tendenziell dicker. Bei niedriger Sauerstoffkonzentration (z.B. wie in einer Schutzgasatmosphäre, einer Reduktionsgasatmosphäre oder dgl.) fällt die Oberflächenoxidschicht tendenziell dünner aus.
(Struktur)
- Poren
Als ein Beispiel existiert eine kleine Menge an Poren in einer Oberflächenschicht des AI-Legierungsdrahtes 22 der Ausführungsform. Insbesondere wird in einem Querschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22, wie in 3 dargestellt, ein Oberflächenschichtbereich 220 definiert, der sich von der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 um 30 µm in Tiefenrichtung erstreckt, d.h. es wird ein ringförmiger Bereich mit einer Dicke von 30 µm definiert. In diesem Oberflächenschichtbereich 220 wird ein Oberflächenschicht-Porenmessbereich 222 (gekennzeichnet durch eine gestrichelte Linie in 3) in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge S von 30 µm und einer langen Seitenlänge L von 50 µm definiert. Die kurze Seitenlänge S entspricht der Dicke des Oberflächenschichtbereichs 220. Insbesondere wird eine Tangente T zu einem beliebigen Punkt (Kontaktpunkt P) der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 gezogen. Ein Gerade C mit einer Länge von 30 µm wird vom Kontaktpunkt P zum Innenabschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche gezogen. Wenn der AI-Legierungsdraht 22 ein Runddraht ist, wird die Gerade C zur Kreismitte des Runddrahtes gezogen. Eine kurze Seite 22S wird durch eine Gerade parallel zu Geraden C dargestellt und hat eine Länge von 30 µm. Eine lange Seite 22L wird durch eine Gerade dargestellt, die durch den Kontaktpunkt P verläuft, sich entlang der Tangente T erstreckt und eine Länge von µm 50 hat, wobei der Kontaktpunkt P als Zwischenpunkt dient. Eine winzige Lücke (schraffierter Abschnitt) g ohne AI-Legierungsdraht 22 darf im Oberflächenschicht-Porenmessbereich 222 vorhanden sein. Die Gesamtquerschnittsfläche der Poren in diesem Oberflächenschicht-Porenmessbereich 222 ist kleiner oder gleich 2 µm². Da der Anteil der Poren in der Oberflächenschicht klein ist, wird eine von den Poren ausgehende Rissbildung unter Anwendung von Stößen oder wiederholten Biegevorgängen voraussichtlich reduziert sein. Dies führt zu einem reduzierten Rissfortschritt von der Oberflächenschicht zum Innenbereich. Dadurch können durch Poren induzierte Risse reduziert werden. Dementsprechend ist dieser AI-Legierungsdraht 22 hervorragend in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. Andererseits, wenn die Gesamtfläche der Poren groß ist, gibt es große Poren oder eine Vielzahl von feinen Poren. Dementsprechend kommt es bei solchen Poren zu Rissen, die sich leicht fortsetzen, was zu schlechteren Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt. Da aber die Gesamtquerschnittsfläche der Poren kleiner ist, ist die Menge der Poren kleiner. Dadurch werden Brüche aufgrund von Poren reduziert, was zu hervorragenden Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt. Daher ist die Gesamtquerschnittsfläche der Poren vorzugsweise kleiner oder gleich 1,9 µm², kleiner oder gleich 1,8 µm² oder kleiner oder gleich 1,2 µm². Es ist besser, wenn die Gesamtquerschnittsfläche der Poren näher an 0 liegt. So gibt es z.B. eher weniger Poren, wenn eine Temperatur der Schmelze im Gießprozess niedrig gehalten wird. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass durch Erhöhung der Abkühlrate beim Gießen, insbesondere durch Erhöhen einer Abkühlrate in einem später beschriebenen, bestimmten Temperaturbereich eine geringere Menge und eine kleinere Größe von Poren erreicht wird.
Wenn der AI-Legierungsdraht 22 ein Runddraht ist oder wenn der AI-Legierungsdraht 22 im Wesentlichen als Runddraht angesehen werden kann, kann der Porenmessbereich in der Oberflächenschicht in Form eines Sektors vorliegen, wie in 4 dargestellt ist. In 4 ist der Messbereich 224 zum besseren Verständnis durch eine dicke Linie dargestellt. Wie in 4 gezeigt ist, wird im Querschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 ein Oberflächenschichtbereich 220 definiert, der sich ausgehend von der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 um 30 µm in Tiefenrichtung erstreckt, d.h. es wird ein ringförmiger Bereich mit einer Dicke t von 30 µm festgelegt. Innerhalb dieses Oberflächenschichtbereichs 220 wird ein Bereich (bezeichnet als „Messbereich 224“) in Form eines Sektors mit einer Fläche von 1500 µm² definiert. Mittels der Fläche des ringförmigen Oberflächenschichtbereichs 220 und der Fläche von 1500 µm² des Porenmessbereichs 224 wird ein Zentriwinkel θ des Bereichs in Form eines Sektors mit einer Fläche von 1500 µm² berechnet, wodurch der Porenmessbereich 224 in Form eines Sektors aus dem ringförmigen Oberflächenschichtbereich 220 extrahiert wird. Wenn die Gesamtquerschnittsfläche der Poren in diesem Porenmessbereich 224 in Form des Sektors kleiner oder gleich 2 µm² ist, kann aus dem oben beschriebenen Grund ein AI-Legierungsdraht 22 mit ausgezeichneten Schlagzähigkeits- und Ermüdungseigenschaft erreicht werden. Wenn sowohl der Oberflächenschicht-Porenmessbereich in Form eines Rechtecks als auch der Porenmessbereich in Form eines Sektors definiert sind und die Gesamtfläche der Poren in jeder der Bereiche kleiner oder gleich 2 µm² ist, wird erwartet, dass die Zuverlässigkeit verbessert ist, da ein Drahtelement mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit oder Ermüdungseigenschaft vorliegt.
Als ein Beispiel beinhaltet der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform eine geringe Menge an Poren nicht nur in der Oberflächenschicht, sondern auch im Innenabschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22. Insbesondere wird im Querschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 ein Bereich (genannt „innenliegender Porenmessbereich“) in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 30 µm und einer langen Seitenlänge von 50 µm definiert. Dieser innenliegende Porenmessbereich ist so definiert, dass die Mitte des Rechtecks des innenliegenden Porenmessbereichs mit dem Mittelpunkt des AI-Legierungsdrahtes 22 übereinstimmt. Wenn der AI-Legierungsdraht 22 ein geformter Draht ist, stimmt der Mittelpunkt eines darin eingeschriebenen Kreises mit dem Mittelpunkt des AI-Legierungsdrahtes 22 überein (dasselbe gilt für die Beschreibung unten). In dem Oberflächenschicht-Porenmessbereich in Form eines Rechtecks und/oder dem Porenmessbereich in Form eines Sektors ist ein Verhältnis (Sib/Sfb) der Gesamtquerschnittsfläche Sib von Poren im innenliegenden Porenmessbereich zur Gesamtquerschnittsfläche Sfb der Poren im Messbereich größer oder gleich 1,1 und kleiner oder gleich 44. Hierbei schreitet in einem Gießverfahren die Erstarrung im Allgemeinen von einer Oberflächenschicht zu einem Innenabschnitt eines Metalls fort. Dementsprechend, wenn ein Gas in einer Atmosphäre in der Schmelze gelöst ist, bewegt sich das Gas wahrscheinlich aus der Oberflächenschicht des Metalls heraus, aber das Gas wird wahrscheinlich im Innenabschnitt des Metalls eingeschlossen und verbleibt darin. Wenn ein Drahtelement aus einem solchen Gussmaterial als Basismaterial hergestellt wird, wird davon ausgegangen, dass eine Menge an Poren im Innenabschnitt des Metalls wahrscheinlich größer ist als die in dessen Oberflächenschicht. In der Ausführungsform, bei der das Verhältnis Sib/Sfb kleiner ist, da die Gesamtquerschnittsfläche Sfb der Poren in der Oberflächenschicht kleiner ist, wie vorstehend beschrieben, ist auch die Menge an Poren im Innenbereich gering. Daher ist es nach dieser Ausführungsform wahrscheinlich, dass bei Stößen oder wiederholten Biegungen das Auftreten von Rissen und dessen Fortschreiten und dergleichen reduziert sein wird, wodurch porenbedingte Brüche reduziert werden. Dies führt zu hervorragenden Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. Da das Verhältnis Sib/Sfb kleiner ist, ist die Menge an Poren im Innenabschnitt kleiner, was zu ausgezeichneten Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt, wobei das Verhältnis Sib/Sfb noch bevorzugter kleiner oder gleich 40, kleiner oder gleich 30, kleiner oder gleich 20 oder kleiner oder gleich 15 ist. Solange das Verhältnis Sib/Sfb größer oder gleich 1,1 ist, kann der AI-Legierungsdraht 22 mit einer geringen Menge an Poren hergestellt werden, selbst wenn die Temperatur der Schmelze gar nicht mal so niedrig ist. Diese gilt als geeignet für die Massenproduktion. Es wird davon ausgegangen, dass die Massenproduktion erleichtert wird, wenn das Verhältnis Sib/Sfb im Bereich von 1,3 bis 6,0 liegt.
- Kristalline Materialien
Als ein Beispiel weist der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform eine bestimmte Menge an feinkristallinen Materialien in der Oberflächenschicht auf. Insbesondere wird im Querschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 ein Bereich (genannt „Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich“) in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm innerhalb eines Oberflächenschichtbereichs definiert, der sich von der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 um 50 µm in Tiefenrichtung, d.h. innerhalb eines ringförmigen Bereichs mit einer Dicke von 50 µm erstreckt. Die kurze Seitenlänge entspricht der Dicke des Oberflächenschichtbereichs. Die mittlere Fläche der kristallinen Materialien in diesem Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich ist größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 3 µm². Wenn der AI-Legierungsdraht 22 ein Runddraht ist oder wenn der AI-Legierungsdraht 22 im Wesentlichen als Runddraht betrachtet werden kann, wird im Querschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 ein Bereich (genannt „Kristallisationsmessbereiche“) in Form eines Sektors mit einer Fläche von 3750 µm² innerhalb des oben beschriebenen ringförmigen Bereichs mit einer Dicke von 50 µm definiert, und eine mittlere Fläche der kristallinen Materialien in diesem Kristallisationsmessbereich in Form eines Sektors ist größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 3 µm². Der Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks oder der Kristallisationsmessbereich in Form eines Sektors kann durch Ändern der kurzen Seitenlänge S auf 50 µm, durch Ändern der langen Seitenlänge L auf 75 µm, Ändern der Dicke t auf 50 µm oder Ändern der Fläche auf 3750 µm² definiert werden, in gleicher Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Oberflächenschicht-Porenmessbereich 222 und dem Porenmessbereich 224 in Form eines Sektors. Wenn sowohl der Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks als auch der Kristallisationsmessbereich in Form eines Sektors definiert sind und jede der mittleren Flächen der kristallinen Materialien in diesen Messbereichen größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 3 µm² ist, ist eine Verbesserung der Zuverlässigkeit als Drahtelement mit ausgezeichneten Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften zu erwarten. Obwohl sich eine Vielzahl von kristallinen Materialien in der Oberflächenschicht befindet, ist die mittlere Größe der kristallinen Materialien kleiner oder gleich 3 µm². Also ist bei einem Aufprall oder wiederholtem Biegen die Rissbildung aus jedem kristallinen Material heraus wahrscheinlich reduziert. Dies führt zu einer Verringerung des Rissfortschritts von der Oberflächenschicht zum Innenbereich und damit zu einer Verringerung von aus den kristallinen Materialien hervorgehenden Brüchen. Dementsprechend ist dieser Al-Legierungsdraht 22 hervorragend in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. Andererseits, wenn die mittlere Fläche der kristallinen Materialien groß ist, sind wahrscheinlich grobe kristalline Materialien enthalten, die jeweils als Ausgangspunkt für Rissbildung dienen können, , was zu schlechteren Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt. Da die mittlere Größe der kristallinen Materialien größer oder gleich 0,05 µm² ist, sind folgende Effekte zu erwarten: Verringerung der Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit aufgrund der zugesetzten Elemente, wie Mg und Si, die in einem festen Zustand gelöst sind; und die Unterbindung des Kristallkornwachstums. Weil die oben beschriebene mittlere Fläche kleiner ist, wird die Rissbildung eher reduziert. Die mittlere Fläche ist vorzugsweise kleiner oder gleich 2,5 µm², kleiner oder gleich 2 µm² oder kleiner oder gleich 1 µm². Um eine bestimmte Menge an kristallinen Materialien zu erhalten, sollte die mittlere Fläche größer oder gleich 0,08 µm² oder größer oder gleich 0,1 µm² sein. Die kristallinen Materialien werden voraussichtlich klein ausfallen, wenn beispielsweise die zugesetzten Elemente wie Mg und Si mengenmäßig reduziert werden oder die Abkühlrate beim Gießen erhöht wird.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen spezifischen Größen der kristallinen Materialien in der Oberflächenschicht beträgt die Anzahl der kristallinen Materialien im Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereiche in Form eines Rechtecks und/oder im Kristallisationsmessbereichs in Form eines Sektors vorzugsweise mehr als 10 und weniger als oder gleich 400. Da die Anzahl der kristallinen Materialien mit den oben beschriebenen spezifischen Größen nicht zu groß ist, d.h. weniger als oder gleich 400, ist es eher unwahrscheinlich, dass die kristallinen Materialien als Ausgangspunkte für Risse dienen, und auch der Fortschritt der aus den kristallinen Materialien hervorgehenden Risse wird wahrscheinlich reduziert sein. Dementsprechend ist dieser AI-Legierungsdraht 22 noch besser in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. Da die Anzahl der kristallinen Materialien geringer ist, ist das Auftreten von Rissen wahrscheinlich geringer. In Anbetracht dessen ist die Anzahl der kristallinen Materialien vorzugsweise kleiner oder gleich 350, kleiner oder gleich 300, kleiner oder gleich 250 oder kleiner oder gleich 200. Wenn es mehr als 10 kristalline Materialien mit den oben beschriebenen spezifischen Größen gibt, können die folgenden Effekte wie vorstehend beschrieben erwartet werden: Unterdrückung der Abnahme der elektrischen Leitfähigkeit; Unterbindung des Kristallkornwuchses; und dergleichen. Vor diesem Hintergrund sollte die Anzahl der kristallinen Materialien größer oder gleich 15 oder größer oder gleich 20 sein.
Weil viele der kristallinen Materialien in der Oberflächenschicht Größen von kleiner oder gleich 3 µm² aufweisen, werden die kristallinen Materialien weniger wahrscheinlich als Ausgangspunkte der Rissbildung dienen, da sie von feiner Beschaffenheit sind, und durch die kristallinen Materialien einheitlicher Größe ist eine Dispersionsverfestigung zu erwarten. Angesichts dessen ist in dem Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks und/oder dem Kristallisationsmessbereich in Form eines Sektors die Gesamtfläche der kristallinen Materialien mit jeweils einer Fläche von kleiner oder gleich 3 µm² im Messbereich vorzugsweise größer oder gleich 50% und bevorzugter größer oder gleich 60% oder größer oder gleich 70% bezogen auf die Gesamtfläche aller kristallinen Materialien im Messbereich.
Als ein Beispiel liegt im AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform eine bestimmte Menge an feinkristallinen Materialien nicht nur in der Oberflächenschicht des AI-Legierungsdrahtes 22, sondern auch im Innenabschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 vor. Insbesondere wird im Querschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 ein Bereich (genannt „innenliegender Kristallisationsmessbereich“) in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm definiert. Dieser innenliegende Kristallisationsmessbereich ist so definiert, dass die Mitte des Rechtecks mit der Mitte des AI-Legierungsdrahtes 22 übereinstimmt. Die mittlere Fläche der kristallinen Materialien im innenliegenden Kristallisationsmessbereich ist größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 40 µm². Hier werden die kristallinen Materialien durch den Gießprozess gebildet und können durch plastische Bearbeitung nach dem Gießen geteilt werden; ihre Größen im Gussmaterial werden jedoch wahrscheinlich auch im AI-Legierungsdraht 22 mit dem endgültigen Drahtdurchmesser im Wesentlichen unverändert vorhanden sein. Beim Gießprozess schreitet die Erstarrung ausgehend von der Oberflächenschicht des Metalls zum Innenabschnitt des Metalls fort, wie vorstehend beschrieben. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Temperatur des Innenabschnitts des Metalls über einen längeren Zeitraum höher ist als die Temperatur der Oberflächenschicht des Metalls. Dementsprechend sind die kristallinen Materialien im Innenabschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 wahrscheinlich größer als die kristallinen Materialien in der Oberflächenschicht. Andererseits ist beim AI-Legierungsdraht 22 der oben beschriebenen Ausführungsform das kristalline Material auch im Innenbereich von feiner Beschaffenheit. Dadurch sind durch das kristalline Material verursachte Brüche eher reduziert, was zu hervorragenden Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt. Wie im Falle der vorstehend beschriebenen Oberflächenschicht ist es zur Verringerung von Brüchen vorzuziehen, dass die mittlere Fläche kleiner ist, wie beispielsweise kleiner oder gleich 20 µm² oder kleiner oder gleich 10 µm², insbesondere kleiner oder gleich 5 µm² oder kleiner oder gleich 2,5 µm², während, um eine bestimmte Menge an kristallinen Materialien zu erhalten, die mittlere Fläche größer oder gleich 0,08 µm² oder größer oder gleich 0,1 µm² sein kann.
- Kristallkorngröße
Bei dem AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform ist die mittlere Kristallkorngröße der Al-Legierung beispielsweise kleiner oder gleich 50 µm. Der AI-Legierungsdraht 22 mit einer feinkristallinen Struktur lässt sich leicht biegen, ist von hervorragender Flexibilität und bricht auch kaum bei Aufbringung von Stößen oder wiederholten Biegevorgängen. Der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform, der auch einen kleinen Gleitreibungskoeffizienten hat, zeichnet sich durch hervorragende Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften aus. Weil der Anteil der Poren in der Oberflächenschicht, wie vorstehend beschrieben, gering ist, und wenn vorzugsweise die Größen der kristallinen Materialien ebenfalls klein sind, hat der AI-Legierungsdraht 22 noch bessere Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. Da die oben beschriebene mittlere Kristallkorngröße kleiner ist, wird das Biegen oder ähnliches erleichtert und die Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften sind besser. Daher ist die mittlere Kristallkorngröße vorzugsweise kleiner oder gleich 45 µm, kleiner oder gleich 40 µm oder kleiner oder gleich 30 µm. Obwohl die Kristallkorngröße von der Zusammensetzung oder den Herstellungsbedingungen abhängt, ist sie voraussichtlich in Ordnung, wenn Ti, B und ein Element mit kristallverfeinernder Eigenschaft im Element α wie vorstehend beschrieben enthalten sind.
(Wasserstoffgehalt)
Als ein Beispiel ist im AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform ein Wasserstoffgehalt kleiner oder gleich 8,0 ml/100 g. Wasserstoff wird als ein Faktor für Poren betrachtet, wie oben beschrieben. Weil der Wasserstoffgehalt pro Masse von 100 g AI-Legierungsdraht 22 kleiner oder gleich 8,0 ml ist, ist die Menge an Poren in diesem AI-Legierungsdraht 22 gering, wodurch aus Poren hervorgehende Brüche wie oben beschrieben reduziert werden können. Weil der Gehalt an Wasserstoff geringer ist, wird davon ausgegangen, dass die Menge an Poren geringer ist. Daher ist der Wasserstoffgehalt vorzugsweise kleiner oder gleich 7,8 ml/100 g, kleiner oder gleich 7,6 ml/100 g oder kleiner oder gleich 7,0 ml/100 g. Es ist noch besser, wenn der Wasserstoffgehalt nahe 0 liegt. In Bezug auf den Wasserstoff im AI-Legierungsdraht 22 wird davon ausgegangen, dass beim Gießen in einer Atmosphäre mit Wasserdampf, wie beispielsweise an Atmosphärenluft, der in der Atmosphäre befindliche Wasserdampf in der Schmelze gelöst wird, mit dem Ergebnis, dass der gelöste Wasserstoff darin verbleibt. Daher ist es beispielsweise wahrscheinlich, dass der Wasserstoffgehalt durch eine Senkung der Temperatur der Schmelze reduziert wird, um die Auflösung des Gases aus der Atmosphäre zu verringern. Darüber hinaus neigt der Wasserstoffgehalt dazu, sich zu verringern, wenn Cu enthalten ist.
(Eigenschaften)
- Kaltverfestigungsexponent
Als ein Beispiel ist der Kaltverfestigungsexponent des AI-Legierungsdrahtes 22 der Ausführungsform größer oder gleich 0,05. Da der Kaltverfestigungsexponent so groß ist, dass er größer oder gleich 0,05 ist, kann der AI-Legierungsdraht 22 leichter kaltverfestigt werden, wenn er einer plastischen Bearbeitung unterworfen wird, wie etwa beim Erhalten eines verpressten Litzendrahts durch Pressen eines Litzendrahts, in dem eine Vielzahl von AI-Legierungsdrähten 22 verseilt sind, oder wie beim Crimpen des Anschlussklemmenabschnitts 4 auf den Endabschnitt des Leiters 2 (bestehend aus einem massiven Draht, einem Litzendraht oder einem verpressten Litzendraht), der beispielsweise aus einem oder mehreren AI-Legierungsdrähten 22 besteht. Auch wenn die Querschnittsfläche durch die plastische Bearbeitung wie Pressen und Crimpen verringert wird, wird die Festigkeit durch die Kaltverfestigung erhöht, wodurch der Anschlussklemmenabschnitt 4 fest mit dem Leiter 2 verbunden werden kann. Ein AI-Legierungsdraht 22 mit einem solch großen Kaltverfestigungsexponenten kann einen Leiter 2 bilden, der hervorragende Eigenschaften in Bezug auf die Befestigung des Anschlussklemmenabschnitts 4 hat. In dem Maße wie der Kaltverfestigungsexponent größer ist, ist eine Verbesserung der Festigkeit durch die Kaltverfestigung zu erwarten. Daher ist der Kaltverfestigungsexponent vorzugsweise größer oder gleich 0,08 oder größer oder gleich 0,1. Weil der Kaltverfestigungsexponent größer ist, ist auch die Bruchdehnung voraussichtlich größer. Dementsprechend wird zur Erhöhung des Kaltverfestigungsexponenten die Bruchdehnung z.B. durch Anpassung von Art oder Gehalt eines hinzugefügten Elements, einer Wärmebehandlungsbedingung oder dergleichen erhöht. Ein AI-Legierungsdraht 22 mit einer derartigen spezifischen Struktur, bei der die Größen der kristallinen Materialien in den oben beschriebenen spezifischen Bereich fallen und die mittlere Kristallkorngröße in den oben beschriebenen spezifischen Bereich fällt, ist wahrscheinlich mit einem Kaltverfestigungsexponenten von größer oder gleich 0,05 zu rechnen. Daher kann der Kaltverfestigungsexponent durch Anpassen der Art oder des Gehalts des zugegebenen Elements, der Wärmebehandlungsbedingung oder dergleichen angepasst werden, wobei die Struktur der AI-Legierung als Index verwendet wird.
- Mechanische und elektrische Eigenschaften
Da der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform aus der AI-Legierung mit der oben beschriebenen spezifischen Zusammensetzung besteht und einer Wärmebehandlung wie beispielsweise einer Ausscheidungsbehandlung unterzogen wird, weist der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform eine hohe Zugfestigkeit, eine hohe 0,2%-Dehngrenze, eine ausgezeichnete Festigkeit, eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeitseigenschaft auf. Je nach Zusammensetzung, Herstellungsbedingungen oder dgl. können auch eine hohe Bruchdehnung und hervorragende Zähigkeit erreicht werden. Quantitativ erfüllt der AI-Legierungsdraht 22 mindestens einen der folgenden Punkte: die Zugfestigkeit ist größer oder gleich 150 MPa; die 0,2%-Dehngrenze ist größer oder gleich 90 MPa; die Bruchdehnung ist größer oder gleich 5%; und die elektrische Leitfähigkeit ist größer oder gleich 40% IACS. Der AI-Legierungsdraht 22, der zwei, drei oder insbesondere vier Punkte erfüllt, d.h. alle der oben genannten Punkte, ist noch besser in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften und auch sehr gut in Bezug auf die elektrische Leitfähigkeit. Ein solcher AI-Legierungsdraht 22 kann in geeigneter Weise als Leiter eines elektrischen Drahtes verwendet werden.
Wenn die Zugfestigkeit im oben beschriebenen Bereich höher ist, ist die Festigkeit besser, und die Zugfestigkeit kann größer oder gleich 160 MPa, größer oder gleich 180 MPa und größer oder gleich 200 MPa sein. Bei niedriger Zugfestigkeit sind die Bruchdehnung und die elektrische Leitfähigkeit wahrscheinlich erhöht.
Wenn die Bruchdehnung im oben beschriebenen Bereich höher ist, sind die Flexibilität und Zähigkeit ausgeprägter und somit wird das Biegen erleichtert. Daher sollte die Bruchdehnung größer oder gleich 6%, größer oder gleich 7% oder größer oder gleich 10% sein.
Da der AI-Legierungsdraht 22 repräsentativ für den Leiter 2 verwendet wird, ist eine höhere elektrische Leitfähigkeit vorzuziehen. Die elektrische Leitfähigkeit des AI-Legierungsdrahtes 22 ist vorzugsweise größer oder gleich 45% IACS, größer oder gleich 48% IACS oder größer oder gleich 50% IACS.
Der AI-Legierungsdraht 22 weist vorzugsweise auch eine höhere 0,2%-Dehngrenze auf. Dies hat folgenden Grund: Bei gleicher Zugfestigkeit kann der AI-Legierungsdraht 22 tendenziell besser am Anschlussklemmenabschnitt 4 befestigt werden, wenn die 0,2%-Dehngrenze höher ist. Die 0,2%-Dehngrenze sollte größer oder gleich 95 MPa, größer oder gleich 100 MPa oder größer oder gleich 130 MPa sein.
Im AI-Legierungsdraht 22 ist die 0,2%-Dehngrenze ausreichend groß, wenn das Verhältnis von 0,2%-Dehngrenze zu Zugfestigkeit größer oder gleich 0,5 ist. Folglich ist die Festigkeit hoch und die Bruchwahrscheinlichkeit geringer, und auch die Eigenschaften in Bezug auf die Befestigung am Anschlussklemmenabschnitt 4 sind, wie vorstehend beschrieben, hervorragend. Wenn dieses Verhältnis größer ist, ist die Festigkeit höher und der Anschlussklemmenabschnitt 4 lässt sich besser montieren. Daher ist das Verhältnis vorzugsweise größer oder gleich 0,55 oder größer oder gleich 0,6.
Die Zugfestigkeit, die 0,2%-Dehngrenze, die Bruchdehnung und die elektrische Leitfähigkeit können durch Anpassen von Art oder Gehalt eines hinzugefügten Elements oder durch Anpassen einer Fertigungsbedingung (Bedingung beim Drahtziehen, Bedingung bei der Wärmebehandlung oder dergleichen) geändert werden. Wenn beispielsweise die Menge des zugegebenen Elements groß ist, sind die Zugfestigkeit und die 0,2%-Dehngrenze tendenziell hoch, während bei kleiner Menge des zugegebenen Elements die elektrische Leitfähigkeit tendenziell hoch ist.
(Form)
Die Querschnittsform des AI-Legierungsdrahtes 22 der Ausführungsform kann gemäß einem Verwendungszweck oder dergleichen entsprechend gewählt werden. So wird beispielsweise ein Runddraht mit kreisförmiger Querschnittsform verwendet (siehe 1). Alternativ wird ein viereckiger Draht mit einer viereckigen Querquerschnittsform, wie beispielsweise ein Rechteck oder dergleichen, verwendet. Wenn der AI-Legierungsdraht 22 einen Elementardraht des vorstehend beschriebenen verpressten Litzendrahts bildet, weist der AI-Legierungsdraht 22 repräsentativ eine verformte Gestalt auf, bei der eine kreisförmige Form eingedrückt ist. Für jeden der Messbereiche zur Bewertung der Poren und der kristallinen Materialien wird wahrscheinlich ein Bereich in Form eines Rechtecks verwendet, wenn der AI-Legierungsdraht 22 ein viereckiger Draht ist, während in dem Falle, dass der AI-Legierungsdraht 22 ein runder Draht oder dergleichen ist, ein Bereich in Form eines Rechtecks oder Sektors verwendet werden kann. Um eine gewünschte Querschnittform des AI-Legierungsdrahtes 22 zu erhalten, kann die Form einer Drahtziehmatrize, die Form eines Druckumformungswerkzeugs oder dergleichen gewählt werden.
(Größe)
Die Größe (Querschnittsfläche, Drahtdurchmesser (Durchmesser) oder dergleichen bei einem Runddraht) des AI-Legierungsdrahtes 22 der Ausführungsform kann gemäß dem Verwendungszweck entsprechend gewählt werden. Wenn der AI-Legierungsdraht 22 beispielsweise für einen Leiter eines elektrischen Drahtes verwendet wird, der in jedem von verschiedenen Arten von Kabelbäumen enthalten ist, wie beispielsweise einem Kabelbaum für Fahrzeuge, ist der Drahtdurchmesser des AI-Legierungsdrahtes 22 größer oder gleich 0,2 mm und kleiner oder gleich 1,5 mm. Wenn der AI-Legierungsdraht 22 beispielsweise für einen Leiter eines elektrischen Drahtes zum Aufbau einer Verdrahtungsstruktur in einem Gebäude oder dergleichen verwendet wird, ist der Drahtdurchmesser des AI-Legierungsdrahtes 22 größer oder gleich 0,1 mm und kleiner oder gleich 3,6 mm. Da es sich bei dem AI-Legierungsdraht 22 um einen hochfesten Draht handelt, wird erwartet, dass der AI-Legierungsdraht 22 in geeigneter Weise für einen Verwendungszweck hergenommen werden kann, der einen Draht mit einem kleineren Drahtdurchmesser bedingt, wie beispielsweise einem Drahtdurchmesser von größer oder gleich 0,1 mm und kleiner oder gleich 1,0 mm.
[Al-Legierungs-Litzendraht]
Der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform kann für eine Elementardraht eines Litzendrahts verwendet werden, wie in 1 dargestellt. Ein Al-Legierungs-Litzendraht 20 der Ausführungsform beinhaltet eine Vielzahl von AI-Legierungsdrähten 22, die miteinander verseilt sind. Da der Al-Legierungs-Litzendraht 20 die Vielzahl der Elementardrähte (AI-Legierungsdrähte 22) beinhaltet, die miteinander verseilt sind und jeweils eine kleinere Querschnittsfläche aufweisen als ein massiver AI-Legierungsdraht mit derselben Leiterquerschnittsfläche, ist der Al-Legierungs-Litzendraht 20 hervorragend flexibel und leicht biegbar. Außerdem werden, obwohl jeder der AI-Legierungsdrähte 22, die als Elementardrähte dienen, dünn ist, die AI-Legierungsdrähte 22 verseilt, so dass die Festigkeit des Litzendrahtes insgesamt ausgezeichnet ist. Darüber hinaus werden bei dem AI-Legierungs-Litzendraht 20 der Ausführungsform als Elementardrähte AI-Legierungsdrähte 22 eingesetzt, die jeweils eine spezifische Oberflächeneigenschaft mit einem kleinen Gleitreibungskoeffizienten haben. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Elementardrähte aufeinander gleiten, dass das Biegen oder dergleichen reibungslos abläuft, und dass die Elementardrähte beim wiederholten Biegen auch kaum brechen. Vor diesem Hintergrund ist die Wahrscheinlichkeit, dass AI-Legierungsdrähte 22, die jeweils als Elementardraht im Al-Legierungs-Litzendraht 20 dienen, auch bei einem Stoß oder wiederholtem Biegen kaum brechen, was zu hervorragenden Schlagzähigkeits- und Ermüdungseigenschaften und damit zu einer besonders guten Ermüdungseigenschaft führt. Jeder der AI-Legierungsdrähte 22, der als Elementardraht dient, ist noch besser in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften, wenn mindestens ein Parameter, ausgewählt aus Oberflächenrauigkeit, Anhaftungsmenge von C, Gehalt an Poren, Gehalt an Wasserstoff, Größe oder Anzahl der kristallinen Materialien und Kristallkorngröße innerhalb des/der oben beschriebenen spezifischen Bereichs/Bereiche liegen.
Die Anzahl der Drähte, die im Al-Legierungs-Litzendraht 20 miteinander verseilt sind, kann entsprechend ausgewählt werden, wie z.B. 7, 11, 16, 19 oder 37. Die Litzensteigung des Al-Legierungs-Litzendrahts 20 kann entsprechend gewählt werden; wenn die Litzensteigung mindestens 10 mal so groß wie der Teilkreisdurchmesser des Al-Legierungs-Litzendrahts 20 ist, werden sich die Drähte beim Anbringen des Anschlussklemmenabschnitts 4 am Endabschnitt des Leiters 2, der aus den Al-Legierungs-Litzendrähten 20 besteht, voraussichtlich nicht lösen bzw. vereinzeln, was zu einer ausgezeichneten Durchführbarkeit der Anbringung des Anschlussklemmenabschnitts 4 führt. Andererseits, wenn die Litzensteigung höchstens 40 mal so groß wie der Teilkreisdurchmesser ist, sind die Elementardrähte beim Biegen oder dergleichen voraussichtlich weniger stark verdreht und Brüche sind unwahrscheinlicher, was zu ausgezeichneten Ermüdungseigenschaften führt. In Anbetracht der Verhinderung des Vereinzelns und der Verhinderung der Verdrehung sollte die Litzensteigung einen Wert von größer oder gleich dem 15-fachen und kleiner oder gleich dem 35-fachen oder größer oder gleich dem 20-fachen und kleiner oder gleich dem 30-fachen des Teilkreisdurchmessers annehmen.
Der Al-Legierungs-Litzendraht 20 kann zu einem verpressten Litzendraht gepresst werden. In diesem Fall kann der Drahtdurchmesser kleiner sein als in dem Zustand, in dem die Elementardrähte lediglich verseilt sind, oder die Außenform kann in eine gewünschte Form (z.B. eine Kreisform) gebracht werden. Wenn der Kaltverfestigungsexponent jedes AI-Legierungsdrahtes 22, der als Elementardraht dient, wie vorstehend beschrieben groß ist, ist zu erwarten, dass die Festigkeit erhöht ist und auch die Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften verbessert sind.
Die Spezifikationen jedes AI-Legierungsdrahtes 22, der im Al-Legierungs-Litzendraht 20 enthalten ist, wie die Zusammensetzung, die Struktur, die Oberflächeneigenschaft, die Dicke der Oberflächenoxidschicht, der Gehalt an Wasserstoff, die Anhaftungsmenge von C, die mechanische Eigenschaft und die elektrische Eigenschaft werden so aufrechtbehalten, dass sie im Wesentlichen den Spezifikationen des AI-Legierungsdrahtes 22 vor dem Verseilen entsprechen. Die Dicke der Oberflächenoxidschicht, die Anhaftungsmenge von C, die mechanische Eigenschaft und die elektrische Eigenschaft können durch Verwendung eines Schmiermittels während der Verseilung, durch Anwendung einer Wärmebehandlung nach dem Verseilen oder dergleichen verändert werden. Die Verseilbedingungen können angepasst werden, um Sollwerte für die Spezifikationen des Al-Legierungs-Litzendrahtes 20 zu erhalten.
[Ummantelter elektrischer Draht]
Der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform und auch der Al-Legierungs-Litzendraht 20 (oder der verpresste Litzendraht) der Ausführungsform können in geeigneter Weise für einen Leiter für einen elektrischen Draht verwendet werden. Der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform und der Al-Legierungs-Litzendraht 20 (oder der verpresste Litzendraht) der Ausführungsform können sowohl für einen blanken Leiter ohne Isolierumhüllung als auch für einen Leiter eines ummantelten elektrischen Drahtes mit Isolierumhüllung verwendet werden. Ein ummantelter elektrischer Draht 1 der Ausführungsform beinhaltet den Leiter 2 und eine Isolierumhüllung 3, die den Außenumfang des Leiters 2 abdeckt, wobei der Al-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform oder der Al-Legierungs-Litzendraht 20 der Ausführungsform als Leiter 2 enthalten ist. Da dieser ummantelte elektrische Draht 1 den Leiter 2 beinhaltet, der aus dem AI-Legierungsdraht 22 oder Al-Legierungs-Litzendraht 20 besteht, ist der ummantelte elektrische Draht 1 ausgezeichnet in Bezug auf Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. Ein Isoliermaterial der Isolierumhüllung 3 kann entsprechend ausgewählt werden. Für das Isoliermaterial kann ein bekanntes Material verwendet werden, wie beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC) oder ein halogenfreier Kunststoff oder ein Material mit ausgezeichneter Nichtbrennbarkeit. Die Dicke der Isolierumhüllung 3 kann entsprechend gewählt werden, solange eine vorgegebene Isolationsfestigkeit erreicht wird.
[Ein mit einer Anschlussklemme ausgestatteter elektrischer Draht]
Der ummantelte elektrische Draht 1 der Ausführungsform kann für elektrische Leitungen für verschiedene Einsatzzwecke verwendet werden, wie z.B. für: Kabelbäume in Vorrichtungen von Fahrzeugen und Flugzeugen; Leitungen verschiedener elektrischer Vorrichtungen wie Industrieroboter; und Leitungen in Gebäuden. Wenn der Draht in einem Kabelbaum oder dergleichen enthalten ist, ist der Anschlussklemmenabschnitt 4 repräsentativ am Endabschnitt des ummantelten elektrischen Drahtes 1 befestigt. Wie in 2 dargestellt, beinhaltet der mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht 10 der Ausführungsform Folgendes: den ummantelten elektrischen Draht 1 der Ausführungsform; und den Anschlussklemmenabschnitt 4, der am Endabschnitt des ummantelten elektrischen Drahtes 1 befestigt ist. Da dieser mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht 10 den ummantelten elektrischen Draht 1 beinhaltet, der ausgezeichnete Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften hat, ist der mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht 10 ausgezeichnet in Bezug auf die Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften. In 2 ist als Anschlussklemmenabschnitt 4 ein Crimpanschluss dargestellt, der Folgendes beinhaltet: einen buchsenartigen oder steckerartigen Einsetzabschnitt 42 an einem Ende; einen Isolierhülsenabschnitt 44 am anderen Ende, wobei der Isolierhülsenabschnitt 44 zum Halten der Isolierumhüllung 3 konfiguriert ist; und einen Drahthülsenabschnitt 40 am Zwischenabschnitt, wobei der Drahthülsenabschnitt 40 zum Halten des Leiters 2 konfiguriert ist. Weitere Beispiele für den Anschlussklemmenabschnitt 4 beinhalten einen schmelzbaren Anschlussklemmenabschnitt, der durch Schmelzen des Leiters 2 angeschlossen wird.
Der Crimpanschluss wird auf den Endabschnitt des Leiters 2 gequetscht, der durch das Entfernen der Isolierumhüllung 3 am Endabschnitt des ummantelten elektrischen Drahtes 1 freigelegt wurde, und ist daher elektrisch und mechanisch mit dem Leiter 2 verbunden. Wenn der im Leiter 2 enthaltene AI-Legierungsdraht 22 oder Al-Legierungs-Litzendraht 20 einen hohen Kaltverfestigungsexponenten wie vorstehend beschrieben aufweist, ist ein Abschnitt des Leiters 2, an dem der Crimpanschluss befestigt ist, aufgrund der Kaltverfestigung von ausgezeichneter Festigkeit, obwohl die Querschnittsfläche des Abschnitts lokal klein ist. Dementsprechend können beispielsweise auch dann, wenn beim Verbinden des Anschlussklemmenabschnitts 4 mit einer Anschlussposition des ummantelten elektrischen Drahtes 1 Stöße aufgebracht werden, aber auch bei wiederholtem Biegen nach dem Herstellen der Verbindung, Brüche des Leiters 2 im Nahbereich des Anschlussklemmenabschnitts 4 reduziert werden, wodurch dieser mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht 10 ausgezeichnete Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften aufweist.
Wenn wie vorstehend beschrieben bei dem AI-Legierungsdraht 22 oder Al-Legierungs-Litzendraht 20 des Leiters 2 die Anhaftungsmenge von C jeweils klein ist oder die Oberflächenoxidschicht dünn ist, kann ein elektrischer Isolator zwischen dem Leiter 2 und dem Anschlussklemmenabschnitt 4 (ein Schmiermittel, das C enthält, ein in der Oberflächenoxidschicht enthaltenes Oxid oder dergleichen) mengenmäßig reduziert werden, was zu einem verkleinerten Anschlusswiderstand zwischen dem Leiter 2 und dem Anschlussklemmenabschnitt 4 führt. Daher hat dieser mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht 10 ausgezeichnete Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften und einen kleinen Anschlusswiderstand.
Für den mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Draht 10 können folgende Ausführungsformen beispielhaft dargestellt werden: eine Ausführungsform, bei der ein Anschlussklemmenabschnitt 4 für jeden ummantelten elektrischen Draht 1 angefügt ist, wie in 2 dargestellt; und eine Ausführungsform, bei der ein Anschlussklemmenabschnitt (nicht dargestellt) für mehrere ummantelte elektrische Drähte 1 vorgesehen ist. Wenn die mehreren elektrischen Drähte 1 mit einem Bündelungswerkzeug oder dergleichen gebündelt werden, kann der mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht 10 problemlos gehandhabt werden.
[Verfahren zur Herstellung des AI-Legierungsdrahts und Verfahren zur Herstellung des Al-Legierungs-Litzendrahts]
(Übersicht)
Der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform kann repräsentativ hergestellt werden, indem eine Wärmebehandlung (einschließlich einer Ausscheidungsbehandlung) unter geeigneter zeitlicher Steuerung zusätzlich zu den grundlegenden Schritten der Zwischenbearbeitung wie Gießen, (Warm)walzen, Strangpressen und Drahtziehen durchgeführt wird. Für die Bedingungen der grundlegenden Schritte, der Ausscheidungsbehandlung und dergleichen können bekannte Bedingungen oder dergleichen angewendet werden. Der Al-Legierungs-Litzendraht 20 der Ausführungsform kann durch Verseilen einer Vielzahl von AI-Legierungsdrähten 22 hergestellt werden. Für die Bedingungen der Verseilung können bekannte Bedingungen verwendet werden. Der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform mit dem kleinen Gleitreibungskoeffizienten kann hergestellt werden, indem in erster Linie die Bedingungen beim Drahtziehen und bei der Wärmebehandlung angepasst werden, wie sie unten beschrieben sind.
(Gießschritt)
Ein AI-Legierungsdraht 22 mit einer geringen Menge an Poren in der Oberflächenschicht lässt sich herstellen, indem man beispielsweise im Gießprozess die Temperatur der Schmelze auf eine niedrige Temperatur einstellt. Die Auflösung des aus der Atmosphäre stammenden Gases in der Schmelze kann reduziert werden, wodurch das Gussmaterial aus der Schmelze mit einer geringen Menge des gelösten Gases hergestellt werden kann. Beispiele für das gelöste Gas umfassen Wasserstoff, wie vorstehend beschrieben. Es wird davon ausgegangen, dass sich dieser Wasserstoff aus dem Wasserdampf in der Atmosphäre zersetzt oder in der Atmosphäre enthalten ist. Verwendet man als Grundmaterial ein Gussmaterial, das eine so geringe Menge gelösten Gases, wie beispielsweise gelösten Wasserstoff, enthält, wird der Zustand mit der geringen Menge an Poren, die sich aus dem gelösten Gas in der AI-Legierung ergibt, auch nach dem Gießen leicht beibehalten, selbst wenn eine plastische Bearbeitung wie Walzen oder Drahtziehen oder eine Wärmebehandlung wie beispielsweise eine Ausscheidungsbehandlung durchgeführt wird. Infolgedessen können die Poren in der Oberflächenschicht oder im Innenabschnitt des AI-Legierungsdrahtes 22 mit dem endgültigen Drahtdurchmesser in den oben beschriebenen spezifischen Bereich fallen. Darüber hinaus kann der AI-Legierungsdraht 22 mit einem geringen Wasserstoffgehalt wie vorstehend beschrieben hergestellt werden. Bei der Durchführung von Schritten nach dem Gießprozess, wie etwa beim Abziehen oder bei Prozessen mit plastischer Verformung (z.B. Walzen, Extrudieren und Drahtziehen), wird davon ausgegangen, dass sich die Positionen der in der AI-Legierung eingeschlossenen Poren ändern oder die Größen der Poren bis zu einem gewissen Grad klein werden. Wenn jedoch der Gesamtgehalt der Poren im Gussmaterial groß ist, ist davon auszugehen, dass der Gesamtgehalt der Poren oder der Gehalt an Wasserstoff in der Oberflächenschicht oder dem Innenabschnitt im AI-Legierungsdraht mit dem endgültigen Drahtdurchmesser wahrscheinlich groß (im Wesentlichen beibehalten) ist, auch wenn die Positionen und Größen der Poren anders sind. In Anbetracht dessen wird vorgeschlagen, die Temperatur der Schmelze zu senken, um so die im Gussmaterial enthaltenen Poren ausreichend zu reduzieren.
Als spezifisches Beispiel für die Temperatur der Schmelze ist die Temperatur der Schmelze größer oder gleich einer Liquidustemperatur in der AI-Legierung und kleiner als 750°C. Da die Temperatur der Schmelze niedriger ist, kann das gelöste Gas reduziert werden, um die Poren des Gussmaterials zu reduzieren. Daher ist die Temperatur der Schmelze vorzugsweise kleiner oder gleich 748°C oder kleiner oder gleich 745°C. Andererseits, wenn die Temperatur der Schmelze gewissermaßen hoch ist, ist es wahrscheinlich, dass das zugesetzte Element im festen Zustand gelöst wird. Daher kann die Temperatur der Schmelze größer oder gleich 670°C oder größer oder gleich 675°C sein. Bei einer so niedrigen Temperatur der Schmelze kann die Menge des gelösten Gases auch dann reduziert werden, wenn das Gießen in einer Atmosphäre mit Wasserdampfwie z.B. an Atmosphärenluft durchgeführt wird, wodurch der Gesamtgehalt der Poren, die sich aus dem gelösten Gas ergeben, und der Gehalt an Wasserstoff reduziert wird.
Durch die Erhöhung der Abkühlrate im Gießprozess, insbesondere im spezifischen Temperaturbereich von der Temperatur der Schmelze auf 650°C, sowie zusätzlich durch die Absenkung der Temperatur der Schmelze, wird wahrscheinlich verhindert, dass das gelöste Gas aus der Atmosphäre mengenmäßig erhöht wird. Dies hat folgenden Grund: Im oben beschriebenen spezifischen Temperaturbereich, der hauptsächlich ein Flüssigphasenbereich ist, ist es wahrscheinlich, dass Wasserstoff oder dergleichen gelöst wird und dann mehr gelöstes Gas vorhanden ist. Da aber die Abkühlrate im oben beschriebenen spezifischen Temperaturbereich nicht zu hoch ist, wird davon ausgegangen, dass das gelöste Gas im Metall, das sich im Zuge der Erstarrung befindet, wahrscheinlich nach außen, d.h. in die Atmosphäre abgegeben wird. Unter Berücksichtigung der Unterdrückung der Erhöhung des gelösten Gases ist die Abkühlrate vorzugsweise größer oder gleich 1°C/Sekunde, größer oder gleich 2°C/Sekunde oder größer oder gleich 4°C/Sekunde. In Anbetracht der Förderung der Ausleitung des gelösten Gases aus dem Inneren des Metalls sollte die Abkühlrate kleiner oder gleich 30°C/Sekunde, kleiner als 25°C/Sekunde, kleiner oder gleich 20°C/Sekunde, kleiner als 20°C/Sekunde, kleiner oder gleich 15°C/Sekunde oder kleiner oder gleich 10°C/Sekunde sein. Da die oben beschriebene Abkühlrate nicht zu groß ist, ist sie auch für die Massenproduktion geeignet. Abhängig von der Abkühlrate kann eine übersättigte feste Lösung verwendet werden. In diesem Fall kann eine Lösungsbehandlung in einem Schritt nach dem Gießen entfallen oder separat durchgeführt werden.
Folgende Erkenntnisse wurden gewonnen: Wenn die Abkühlrate im spezifischen Temperaturbereich im Gießprozess, wie vorstehend beschrieben, bis zu einem gewissen Maß schnell eingestellt ist, kann der AI-Legierungsdraht 22 hergestellt werden, der die bestimmte Menge an feinkristallinen Materialien enthält. Hierbei ist der spezifische Temperaturbereich hauptsächlich der Flüssigphasenbereich, wie oben beschrieben. Durch die schnellere Abkühlrate im Flüssigphasenbereich sind die Größen der kristallinen Materialien, die während der Erstarrung entstehen, wahrscheinlich klein. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass, wenn die Temperatur der Schmelze wie vorstehend beschrieben niedrig gehalten wird und die Abkühlrate zu schnell ist, insbesondere wenn die Abkühlrate größer oder gleich 25°C/Sekunde ist, die kristallinen Materialien weniger wahrscheinlich erzeugt werden, so dass die Menge der Lösung des zugesetzten Elements im festen Zustand erhöht ist, um eine verminderte elektrische Leitfähigkeit zu bewirken oder einen Pinning-Effekt für die Kristallkörner durch die kristallinen Materialien unwahrscheinlicher zu machen. Andererseits werden durch die Einstellung einer niedrigen Temperatur der Schmelze und eine bis zu einem bestimmten Maß stattfindende Erhöhung der Abkühlrate im oben beschriebenen Temperaturbereich, wie vorstehend beschrieben, grobkristalline Materialien eher nicht enthalten sein und voraussichtlich eine bestimmte Menge an feinkristallinen Materialien mit einer vergleichsweise einheitlichen Größe vorliegen. Schließlich kann ein AI-Legierungsdraht 22 mit einer geringen Menge an Poren in der Oberflächenschicht und einer gewissen Menge an feinkristallinen Materialien hergestellt werden. Um feinkristalline Materialien zu erhalten, ist die Abkühlrate vorzugsweise größer als 1°C/Sekunde oder größer oder gleich 2°C/Sekunde, ist jedoch abhängig vom Gehalt der zugesetzten Elemente wie Mg und Si und des Elements α. In Anbetracht dessen ist die Temperatur der Schmelze bevorzugt größer oder gleich 670°C und liegt unter 750°C, und die Abkühlrate beträgt noch bevorzugter weniger als 20°C/Sekunde im Bereich von der Temperatur der Schmelze bis zu 650°C.
Wenn die Abkühlrate im Gießprozess im oben beschriebenen Bereich erhöht wird, sind folgende Effekte zu erwarten: ein Gusswerkstoff mit feinkristalliner Struktur wird wahrscheinlich erhalten; das zugegebene Element ist wahrscheinlich bis zu einem gewissen Grad im festen Zustand gelöst; und der DAS (Dendritenarmabstand) wird voraussichtlich klein sein (z.B. kleiner oder gleich 50 µm oder kleiner oder gleich 40 µm).
Für das Gießen können sowohl Strangguss als auch Metallformguss (Barrenguss) verwendet werden. Beim Stranggießen kann ein Langgussmaterial kontinuierlich hergestellt und die Abkühlrate ohne Weiteres erhöht werden, wodurch die oben beschriebenen Effekte zu erwarten sind, wie z.B.: die Reduktion der Poren; die Unterdrückung der grobkristallinen Materialien; das Erreichen von feinen Kristallkörnern oder eines feinen DAS; das Lösen des zugegebenen Elements im festen Zustand; und die Bildung einer übersättigten festen Lösung in Abhängigkeit von der Abkühlrate.
(Schritte bis zum Drahtziehen)
Ein durch plastische Bearbeitung (Zwischenbearbeitung) am Gusswerkstoff, wie zum Beispiel (Warm-)walzen und Extrudieren erhaltenes Zwischenbearbeitungsmaterial wird z.B. zum Drahtziehen verwendet. Durch die Durchführung des Warmwalzens im Anschluss an den Strangguss kann auch ein stranggegossenes und gewalztes Material (beispielhaftes Zwischenbearbeitungsmaterial) fürs Drahtziehen verwendet werden. Ein Abziehvorgang oder eine Wärmebehandlung kann vor und nach der oben beschriebenen plastischen Bearbeitung durchgeführt werden. Durch das Abziehen kann eine Oberflächenschicht, die Poren oder Oberflächenkratzer enthalten kann, entfernt werden. Die hier erwähnte Wärmebehandlung ist dazu bestimmt, beispielsweise eine Homogenisierung, Lösung oder dergleichen der AI-Legierung zu erreichen. So sind beispielsweise die Bedingungen des Homogenisierungsprozesses wie folgt: die Atmosphäre ist eine atmosphärische Luft oder eine reduzierende Atmosphäre; die Erwärmungstemperatur ist ca. größer oder gleich 450°C (vorzugsweise größer oder gleich 500°C) und kleiner oder gleich 600°C; die Haltezeit ist größer oder gleich 1 Stunde (vorzugsweise größer oder gleich 3 Stunden) und kleiner oder gleich 10 Stunden; und die Abkühlrate ist moderat wie z.B. 1°C/Minute. Wenn der Homogenisierungsprozess an dem Zwischenbearbeitungsmaterial vor dem Drahtziehen unter den oben genannten Bedingungen durchgeführt wird, wird der AI-Legierungsdraht 22 mit einer hohen Bruchdehnung und einer ausgezeichneten Zähigkeit problemlos hergestellt. Wenn das Zwischenbearbeitungsmaterial ein stranggegossenes und gewalztes Material ist, wird der AI-Legierungsdraht 22 mit einer höheren Zähigkeit problemlos hergestellt. Für die Bedingungen der Lösungsbehandlung können die nachfolgend beschriebenen Bedingungen verwendet werden.
(Drahtziehschritt)
Das Material (Zwischenbearbeitungsmaterial), das die plastische Bearbeitung wie das Walzen durchlaufen hat, wird einem (Kalt-)Ziehprozess unterzogen, bis ein vorgegebener Drahtdurchmesser erreicht ist, wodurch ein drahtgezogenes Element gebildet wird. Das Drahtziehen wird repräsentativ mit einer Drahtziehmatrize durchgeführt. Außerdem wird das Drahtziehen mithilfe des Schmiermittels durchgeführt. Durch die Verwendung einer Drahtziehmatrize mit einer kleinen Oberflächenrauigkeit von beispielsweise kleiner oder gleich 3 µm, wie vorstehend beschrieben, und durch das Einstellen der Menge des Schmiermittels kann ein AI-Legierungsdraht 22 mit einer glatten Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit von kleiner oder gleich 3 µm hergestellt werden. Durch den entsprechenden Wechsel zu einer Drahtziehmatrize mit kleiner Oberflächenrauigkeit kann ein drahtgezogenes Element mit glatter Oberfläche kontinuierlich hergestellt werden. Die Oberflächenrauigkeit der Drahtziehmatrize kann leicht gemessen werden, indem man beispielsweise die Oberflächenrauigkeit des drahtgezogenen Elements als Alternativwert hierfür verwendet. Durch Anpassen der Anwendungsmenge des Schmiermittels oder Anpassen der nachfolgend beschriebenen Wärmebehandlungsbedingung kann ein AI-Legierungsdraht 22 hergestellt werden, bei dem die Anhaftungsmenge von C auf der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 in den oben beschriebenen spezifischen Bereich fällt. Dementsprechend kann der AI-Legierungsdraht 22 der Ausführungsform mit einem Gleitreibungskoeffizienten innerhalb des oben beschriebenen spezifischen Bereichs hergestellt werden. Ein Drahtziehgrad kann in zweckmäßiger Weise gemäß dem endgültigen Drahtdurchmesser gewählt werden.
(Verseilschritt)
Bei der Herstellung des Al-Legierungs-Litzendrahts 20 werden mehrere Drahtelemente (drahtgezogene Elemente oder erwärmte Elemente, die nach dem Drahtziehen einer Wärmebehandlung unterzogen wurden) vorbereitet und in einer vorgegebenen Litzensteigung (z.B. 10 bis 40 mal so groß wie der Teilkreisdurchmesser) miteinander verseilt. Für die Verseilung kann ein Schmiermittel verwendet werden. Wenn der Al-Legierungs-Litzendraht 20 ein verpresster Litzendraht ist, wird der Al-Legierungs-Litzendraht 20 nach dem Verseilen in eine vorbestimmte Form gepresst.
(Wärmebehandlung)
Das drahtgezogene Element kann beim Drahtziehen oder nach dem Drahtziehschritt mit geeigneter zeitlicher Steuerung einer Wärmebehandlung unterzogen werden. So soll beispielsweise die während des Drahtziehens durchgeführte Zwischenwärmebehandlung die beim Drahtziehen eingebrachte Spannung beseitigen und die Verarbeitbarkeit verbessern. Die Wärmebehandlung nach dem Drahtziehen ist für eine Lösungsbehandlung, eine Ausscheidungsbehandlung oder dergleichen vorgesehen. Es ist vorzuziehen, zumindest die für die Ausscheidungsbehandlung vorgesehene Wärmebehandlung durchzuführen. Dies hat folgenden Grund: Mit der Ausscheidungsbehandlung können die ausgefällten Materialien einschließlich der zugesetzten Elemente wie Mg und Si und je nach Zusammensetzung das Element α (z.B. Zr) in der AI-Legierung dispergiert werden, so dass die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung verbessert und die elektrische Leitfähigkeit durch Abnahme der im festen Zustand gelösten Elemente erhöht werden kann. Somit kann der AI-Legierungsdraht 22 oder Al-Legierungs-Litzendraht 20 jeweils mit hoher Festigkeit, hoher Zähigkeit, hervorragender Schlagzähigkeit und ausgezeichneter Ermüdungseigenschaft hergestellt werden. Als Zeitpunkt für die Wärmebehandlung kann mindestens eines der folgenden Zeitpunkte verwendet werden: ein Zeitpunkt während des Drahtziehens; ein Zeitpunkt nach dem Drahtziehen (vor dem Verseilen); ein Zeitpunkt nach dem Verseilen (vor dem Verpressen); und ein Zeitpunkt nach dem Verpressen. Die Wärmebehandlung kann zu einer Vielzahl von Zeitpunkten durchgeführt werden. Falls die Lösungsbehandlung durchgeführt wird, wird die Lösungsbehandlung vor der Ausscheidungsbehandlung durchgeführt (die Lösungsbehandlung darf nicht unmittelbar vor der Ausscheidungsbehandlung durchgeführt werden). Durch die Durchführung der Zwischenwärmebehandlung, Lösungsbehandlung und dergleichen beim Drahtziehen oder vor der Verseilung wird die Verarbeitbarkeit verbessert und damit das Drahtziehen, das Verseilen und dergleichen erleichtert. Die Wärmebehandlungsbedingungen können so eingestellt werden, dass die Eigenschaften nach der Wärmebehandlung in die gewünschten Bereiche fallen. Durch die Wärmebehandlung zur Erzielung einer Bruchdehnung von größer oder gleich 5% kann beispielsweise auch ein AI-Legierungsdraht 22 mit einem Kaltverfestigungsexponenten hergestellt werden, der in den oben beschriebenen spezifischen Bereich fällt. Darüber hinaus können die Wärmebehandlungsbedingungen angepasst werden, um einen Sollwert einer Restmenge des Schmiermittels nach der Wärmebehandlung zu erreichen, wobei die Menge des Schmiermittels vor der Wärmebehandlung gemessen wird. In dem Maße, wie die Erwärmungstemperatur höher oder die Haltezeit länger ist, ist die Restmenge des Schmiermittels tendenziell kleiner.
Die Wärmebehandlung kann für beide Prozesse verwendet werden: einen kontinuierlichen Prozess, bei dem ein Gegenstand für die Wärmebehandlung kontinuierlich einem Erwärmungsbehälter, wie beispielsweise einem Rohrofen oder einem Elektroofen zugeführt wird, um eine Erwärmung durchzuführen; und einen Chargen-Prozess, bei dem ein Gegenstand für die Wärmebehandlung hermetisch in einem Erwärmungsbehälter, wie beispielsweise einem Atmosphärenofen, eingeschlossen wird. Im kontinuierlichen Prozess wird die Temperatur des Drahtelements beispielsweise mit einem berührungslosen Thermometer gemessen und ein Regelparameter so eingestellt, dass die Eigenschaften nach der Wärmebehandlung in die vorgegebenen Bereiche fallen. Spezifische Bedingungen des Chargen-Prozesses sind z.B. wie folgt.
(Lösungsbehandlung) Die Erwärmungstemperatur liegt bei etwa größer oder gleich 450°C und kleiner oder gleich 620°C (vorzugsweise größer oder gleich 500°C und kleiner oder gleich 600°C), die Haltezeit beträgt mehr als oder gleich 0,005 Sekunden und weniger als oder gleich 5 Stunden (vorzugsweise mehr als oder gleich 0,01 Sekunden und weniger als oder gleich 3 Stunden), und die Abkühlrate ist hoch, wie beispielsweise größer oder gleich 100°C/Minute oder größer oder gleich 200°C/Minute.
(Zwischenwärmebehandlung) Die Erwärmungstemperatur ist größer oder gleich 250°C und kleiner oder gleich 550°C, und die Erwärmungszeit ist länger als oder gleich 0,01 Sekunde und kürzer als oder gleich 5 Stunden.
(Ausscheidungsbehandlung) Die Erwärmungstemperatur ist größer oder gleich 100°C und kleiner oder gleich 300°C oder größer oder gleich 140°C und kleiner oder gleich 250°C, und die Haltezeit ist länger als oder gleich 4 Stunden und kürzer als oder gleich 20 Stunden oder kürzer als oder gleich 16 Stunden.
Beispiele für die Atmosphäre bei der Wärmebehandlung sind: eine Atmosphäre mit einem vergleichsweise hohen Sauerstoffgehalt, wie beispielsweise Atmosphärenluft, und eine sauerstoffarme Atmosphäre mit einem geringeren Sauerstoffgehalt als die Atmosphärenluft. Bei der atmosphärischen Luft ist es nicht notwendig, die Atmosphäre zu kontrollieren; jedoch ist es wahrscheinlich, dass sich hierbei eine Oberflächenoxidschicht bildet, die dick ist (z.B. größer oder gleich 50 nm). Daher ist es bei Verwendung der Atmosphärenluft wahrscheinlich, dass der AI-Legierungsdraht 22, bei dem die Dicke der Oberflächenoxidschicht in den oben beschriebenen spezifischen Bereich fällt, durch eine kurze Haltezeit und den kontinuierlichen Prozess hergestellt ist. Beispiele für die sauerstoffarme Atmosphäre sind eine Vakuumatmosphäre (dekomprimierte Atmosphäre), eine Schutzgasatmosphäre, eine Reduktionsgasatmosphäre und dergleichen. Beispiele für das Inertgas sind Stickstoff, Argon und dergleichen. Beispiele für das Reduktionsgas sind: Wasserstoffgas; Wasserstoffmischgas aus Wasserstoff und einem Inertgas; und Mischgas aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid; und dergleichen mehr. Bei der sauerstoffarmen Atmosphäre ist es notwendig, die Atmosphäre zu kontrollieren, jedoch ist die Oberflächenoxidschicht wahrscheinlich dünn (z.B. weniger als 50 nm). Dementsprechend wird bei Einsatz der sauerstoffarmen Atmosphäre durch den Chargen-Prozess, bei dem die Atmosphäre unmittelbar kontrolliert wird, voraussichtlich ein AI-Legierungsdraht 22 hergestellt, bei dem die Dicke der Oberflächenoxidschicht innerhalb des oben beschriebenen spezifischen Bereichs liegt, vorzugsweise ein AI-Legierungsdraht 22, bei dem die Dicke der Oberflächenoxidschicht dünner ist.
Durch Anpassen der Zusammensetzung der AI-Legierung (vorzugsweise durch Hinzufügen von Ti und B und eines Elements mit der Wirkung der Erzielung feiner Kristalle im Element α) und Verwenden eines Stranggussmaterials oder Strangguss- und Walzmaterials für das Basismaterial wie vorstehend beschrieben, wird aller Voraussicht nach ein AI-Legierungsdraht 22 hergestellt, bei dem die Kristallkorngrößen in den oben beschriebenen Bereich fallen. Insbesondere dann, wenn ein Grad des Drahtziehens ausgehend vom Grundmaterial, das durch plastische Bearbeitung des Stranggussmaterials wie Walzen erhalten wurde, oder vom Strangguss- und Walzmaterial bis hin zum drahtgezogenen Element mit dem endgültigen Drahtdurchmesser auf größer oder gleich 80% eingestellt ist und wenn die Wärmebehandlung (insbesondere die Ausscheidungsbehandlung) durchgeführt wird, um eine Bruchdehnung von größer oder gleich 5% am drahtgezogenen Element mit dem endgültigen Drahtdurchmesser, am Litzendraht oder verpressten Litzendraht zu erreichen, ist es wahrscheinlicher, dass ein AI-Legierungsdraht 22 hergestellt wird, bei dem die Kristallkorngrößen kleiner oder gleich 50 µm sind. In diesem Fall kann die Wärmebehandlung auch während des Drahtziehens durchgeführt werden. Durch die Steuerung der kristallinen Struktur und die damit verbundene Steuerung der Bruchdehnung kann auch ein AI-Legierungsdraht 22 hergestellt werden, bei dem der Kaltverfestigungsexponent in den oben beschriebenen spezifischen Bereich fällt.
(Andere Schritte)
Darüber hinaus werden als Verfahren zum Einstellen der Dicke der Oberflächenoxidschicht folgende Verfahren in Betracht gezogen: ein Verfahren, bei dem das drahtgezogene Element mit dem endgültigen Drahtdurchmesser heißem Wasser bei hoher Temperatur und hohem Druck ausgesetzt wird; ein Verfahren zum Aufbringen von Wasser auf das drahtgezogene Element mit dem endgültigen Drahtdurchmesser; ein Verfahren, das einen Trocknungsschritt nach der Wasserkühlung für den Fall beinhaltet, dass die Wasserkühlung nach der Wärmebehandlung im kontinuierlichen Prozess unter Umgebungsluft durchgeführt wird; und dergleichen. Durch die Einwirkung von heißem Wasser oder die Aufbringung von Wasser wird die Oberflächenoxidschicht tendenziell dick. Durch die Trocknung nach der Wasserkühlung wird verhindert, dass sich eine aus der Wasserkühlung ergebende Böhmitschicht bildet, wobei die Oberflächenoxidschicht eher dünn ist. Wenn ein Gemisch aus Wasser und Ethanol als Kühlmittel für die Wasserkühlung verwendet wird, kann mit der Kühlung gleichzeitig auch eine Entfettung erfolgen.
Wenn eine kleine Menge Schmiermittel oder im Wesentlichen gar kein Schmiermittel auf der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes 22 als Folge der Wärmebehandlung, der Entfettungsbehandlung oder dergleichen an haftet, kann Schmiermittel aufgebracht werden, um eine vorbestimmte Anhaftungsmenge des Schmiermittels zu erreichen. Dabei kann die Anhaftungsmenge des Schmiermittels über die Anhaftungsmenge von C und den Gleitreibungskoeffizienten als Kenngrößen eingestellt werden. Für die Entfettungsbehandlung kann ein bekanntes Verfahren verwendet werden. Die Entfettungsbehandlung kann gleichzeitig mit der Kühlung wie oben beschrieben durchgeführt werden.
[Verfahren zur Herstellung des ummantelten elektrischen Drahtes]
Der ummantelte elektrische Draht 1 der Ausführungsform kann hergestellt werden durch: Herstellen des AI-Legierungsdrahtes 22 oder Al-Legierungs-Litzendrahtes 20 (oder des verpressten Litzendrahtes) der Ausführungsform, der den Leiter 2 bildet; und Bilden der Isolierumhüllung 3 am Außenumfang von Leiter 2 durch Extrusion oder dergleichen. Für die Extrusionsbedingung kann eine bekannte Bedingung verwendet werden.
[Verfahren zur Herstellung eines mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Drahtes]
Der mit einer Anschlussklemme ausgestattete elektrische Draht 10 der Ausführungsform kann hergestellt werden durch: Entfernen der Isolierumhüllung 3 vom Endabschnitt des ummantelten elektrischen Drahtes 1, um den Leiter 2 freizulegen; und Befestigen des Anschlussklemmenabschnitts 4 an diesem.
[Testbeispiel 1]
AI-Legierungsdrähte wurden unter verschiedenen Bedingungen hergestellt und deren Eigenschaften wurden untersucht. Darüber hinaus wurden aus diesen AI-Legierungsdrähten Al-Legierungs-Litzendrähte hergestellt. Weiterhin wurden ummantelte elektrische Drähte hergestellt, bei denen diese Al-Legierungs-Litzendrähte als Leiter verwendet werden. An den Endabschnitten der ummantelten elektrischen Drähte wurden Crimpanschlüsse angebracht, und die Eigenschaften der so erhaltenen, mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Drähte wurden untersucht.
In diesem Test werden die Schritte, die jeweils in einem Herstellungsverfahren A bis zu einem Herstellungsverfahren G gezeigt sind, nacheinander wie in 6 dargestellt durchgeführt, um einen Walzdraht (WR) herzustellen und schließlich ein ausgehärtetes Element herzustellen. Die einzelnen Schritte sind wie folgt. In jedem Herstellungsverfahren werden Schritte mit Häkchen in der ersten Spalte von 6 durchgeführt.
(Herstellungsverfahren A) WR → Drahtziehen → Wärmebehandlung (Lösungsbehandlung) → Ausscheidungsbehandlung
(Herstellungsverfahren B) WR → Wärmebehandlung (Lösungsbehandlung) -> Drahtziehen → Ausscheidungsbehandlung
(Herstellungsverfahren C) WR → Wärmebehandlung (Lösungsbehandlung) -> Drahtziehen → Wärmebehandlung (Lösungsbehandlung) → Ausscheidungsbehandlung
(Herstellungsverfahren D) WR → Abziehen → Drahtziehen → Zwischenwärmebehandlung → Drahtziehen → Wärmebehandlung (Lösungsbehandlung) -> Ausscheidungsbehandlung
(Herstellungsverfahren E) WR → Wärmebehandlung (Lösungsbehandlung) -> Abziehen → Drahtziehen → Zwischenwärmebehandlung → Drahtziehen -> Wärmebehandlung (Lösungsbehandlung) → Ausscheidungsbehandlung
(Herstellungsverfahren F) WR -> Drahtziehen → Ausscheidungsbehandlung
(Herstellungsverfahren G) WR -> Wärmebehandlung (Lösungsbehandlung; Charge) -> Drahtziehen → Ausscheidungsbehandlung
Jede der Proben Nr. 1 bis Nr. 71, Nr. 101 bis Nr. 106 und Nr. 111 bis Nr. 119 ist eine Probe, die nach dem Herstellungsverfahren C hergestellt wurde. Die Proben Nr. 72 bis Nr. 77 sind Proben, die nach den Herstellungsverfahren A, B und D bis G hergestellt wurden. Im Folgenden werden spezifische Herstellungsprozesse im Herstellungsverfahren C beschrieben. Bei jedem der anderen Herstellungsverfahren außer dem Herstellungsverfahren C werden dieselben Schritte wie beim Herstellungsverfahren C unter den gleichen Bedingungen durchgeführt. In jedem der Herstellungsverfahren D und E wird das Abziehen durchgeführt, um eine Oberfläche des Drahtelements mit einer Dicke von etwa 150 µm zu entfernen, und die Zwischenwärmebehandlung ist von der Art her eine kontinuierlicher Hochfrequenz-Induktionserwärmung (Drahtelementtemperatur: etwa 300°C). Die Lösungsbehandlung im Herstellungsverfahren G ist ein Chargen-Prozess mit einem Zustand von 540°C über 3 Stunden.
Reines Aluminium (größer oder gleich 99,7 Massen-% AI) wird als Basis hergestellt und geschmolzen, um eine Schmelze (geschmolzenes Aluminium) zu erhalten. Anschließend werden Zusatzelemente in die erhaltene Schmelze (das geschmolzene Aluminium) eingebracht, um die in Tabelle 1 bis Tabelle 4 angegebenen Gehalte (Massen-%) zu erreichen und so eine Schmelze der AI-Legierung zu erzeugen. Wenn die Schmelze der AI-Legierung, die eine Komponentenanpassung durchlaufen hat, einem Wasserstoffgas-Entfernungsprozess oder einem Fremdstoff-Entfernungsprozess unterzogen wird, sind der Wasserstoffgehalt und die Fremdstoffe voraussichtlich reduziert.
Aus der vorbereiteten Schmelze der AI-Legierung wird ein Strangguss- und Walzmaterial oder Barrengussmaterial hergestellt. Das Strangguss- und Walzmaterial wird durch Stranggießen und Warmwalzen mit einer Bandrad-Stranggusswalze und der vorbereiteten Schmelze der AI-Legierung hergestellt und zu einem Walzdraht mit 9,5 mm Durchmesser geformt. Das Barrengießmaterial wird hergestellt, indem die Schmelze der AI-Legierung in eine vorgegebene feste Form eingebracht und die Schmelze der AI-Legierung gekühlt wird. Das Barrengussmaterial wird einem Homogenisierungsprozess unterzogen und anschließend warmgewalzt, wodurch ein Walzdraht (Walzmaterial) mit 9,5 mm Durchmesser entsteht. Die Tabellen 5 bis 8 zeigen jeweils: die Art des Gießverfahrens (das Strangguss- und Walzmaterial ist als „kontinuierlich“ und das Barrengussmaterial als „Barren“ bezeichnet); die Temperatur der Schmelze (°C); und eine Abkühlrate (mittlere Abkühlrate von der Temperatur der Schmelze bis auf 650°C basierend auf °C/Sekunde als Einheit) im Gießprozess. Die Abkühlrate wird durch Einstellen des Kühlzustandes mittels eines Wasserkühlmechanismus oder dergleichen geändert.
Jeder der oben beschriebenen Walzdrähte wird der Lösungsbehandlung (Chargen-Prozess) unter einer Bedingung von 530°C über 5 Stunden und anschließend einem Kaltdrahtziehprozess unterzogen, um ein drahtgezogenes Element mit einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm, ein drahtgezogenes Element mit einem Drahtdurchmesser von 0,25 mm und ein drahtgezogenes Element mit einem Drahtdurchmesser von 0,32 mm herzustellen. Hier wird das Drahtziehen mit einer Drahtziehmatrize und einem handelsüblichen Schmiermittel (kohlenstoffhaltiges Öl) durchgeführt. Die jeweiligen Oberflächenrauigkeiten der drahtgezogenen Elemente der Proben werden eingestellt, indem Drahtziehmatrizen mit unterschiedlichen Oberflächenrauigkeiten vorbereitet werden, unter den Drahtziehmatrizen entsprechend gewechselt und die Nutzungsmenge des Schmiermittels geeignet angepasst wird. Für die Probe Nr. 115 wird eine Drahtziehmatrize mit der größten Oberflächenrauigkeit verwendet.

Nach Durchführung der Lösungsbehandlung des erhaltenen drahtgezogenen Elements mit einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm wird das drahtgezogene Element einer Ausscheidungsbehandlung unterzogen, wodurch ein ausgehärtetes Element (AI-Legierungsdraht) entsteht. Die Lösungsbehandlung ist ein kontinuierlicher Hochfrequenz-Induktionserwärmungsprozess, bei dem die Temperatur des Drahtelements mit einem berührungslosen Infrarotthermometer gemessen wird und ein Stromversorgungszustand gesteuert wird, um eine Drahtelementtemperatur von größer oder gleich 300°C zu erreichen. Die Ausscheidungsbehandlung ist ein Chargenprozess unter Verwendung eines kastenförmigen Ofens und erfolgt mit Temperatur (°C), Zeit (Stunde (h)) und Atmosphäre gemäß Tabelle 5 bis Tabelle 8. Die Probe Nr. 116 wird nach der Ausscheidungsbehandlung an Umgebungsluft (angegeben als „*“ in der Spalte der Atmosphäre in Tabelle 8) einer Böhmit-Behandlung unterzogen (100°C über 5 Minuten).
[Tabelle 1]

Probe Nr.	Legierungszusammensetzung [Massen-%]
	Mg	Si	Mg/Si	α									Gesamt	Ti	B
	Mg	Si	Mg/Si	Fe	Cu	Mn	Ni	Zr	Cr	Zn	Ga	Gesamt	Gesamt	Ti	B
1	0,03	0,04	0,8	0,15	-	-	-	-	-	-	-	0,15	0,22	0,01	0,002
2	0,03	0,02	1,5	-	0,2	-	-	-	-	-	-	0,2	0,25	0,01	0,002
3	0,2	0,06	3,3	-	-	-	-	-	-	-	-	0	0,26	0,01	0,002
4	0,2	0,1	2,0	-	-	-	-	-	-	-	-	0	0,3	0,02	0,004
5	0,2	0,25	0,8	-	-	-	-	-	-	-	-	0	0,45	0,01	0,002
6	0,35	0,1	3,5	-	-	-	-	-	-	-	-	0	0,45	0	0
7	0,5	0,15	3,3	-	-	-	-	-	-	-	-	0	0,65	0,01	0,002
8	0,5	0,2	2,5	-	-	-	-	-	-	-	-	0	0,7	0,02	0,004
9	0,55	0,32	1,7	-	0,1	-	-	-	-	-	-	0,1	0,97	0,02	0
10	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	-	-	-	-	0	1	0,01	0,002
11	0,6	0,22	2,7	-	-	-	-	-	-	-	-	0	0,82	0,02	0,004
12	0,6	0,5	1,2	-	-	-	-	-	-	-	-	0	1,1	0,01	0,002
13	1	0,4	2,5	-	-	-	-	-	-	-	-	0	1,4	0,01	0
14	1	1	1,0	-	-	-	-	-	-	-	-	0	2	0,01	0,002
15	1	1,2	0,8	-	-	-	-	-	-	-	-	0	2,2	0,02	0,004
16	1,5	0,5	3,0	-	-	-	-	-	-	-	-	0	2	0,02	0,004
17	1,5	1	1,5	-	-	-	-	-	-	-	-	0	2,5	0	0
18	1,5	2	0,8	-	-	-	-	-	-	-	-	0	3,5	0,008	0,002

[Tabelle 2]

Probe Nr.	Legierungszusammensetzung [Massen-%]
	Mg	Si	Mg/Si	α									Gesamt	Ti	B
	Mg	Si	Mg/Si	Fe	Cu	Mn	Ni	Zr	Cr	Zn	Ga	Gesamt	Gesamt	Ti	B
19	0,5	0,5	1,0	0,05	-	-	-	-	-	-	-	0,05	1,05	0,03	0,005
20	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
21	0,5	0,5	1,0	0,25	-	-	-	-	-	-	-	0,25	1,25	0,01	0,002
22	0,5	0,5	1,0	-	0,05	-	-	-	-	-	-	0,05	1,05	0,01	0,002
23	0,5	0,5	1,0	-	0,1	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,01	0
24	0,5	0,5	1,0	-	0,5	-	-	-	-	-	-	0,5	1,5	0,01	0
25	0,5	0,5	1,0	-	-	0,05	-	-	-	-	-	0,05	1,05	0,03	0,015
26	0,5	0,5	1,0	-	-	0,5	-	-	-	-	-	0,5	1,5	0,02	0,004
27	0,5	0,5	1,0	-	-	-	0,05	-	-	-	-	0,05	1,05	0,02	0,004
28	0,5	0,5	1,0	-	-	-	0,5	-	-	-	-	0,5	1,5	0,01	0,002
29	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	0,05	-	-	-	0,05	1,05	0,01	0,002
30	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	0,5	-	-	-	0,5	1,5	0,02	0,004
31	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	-	0,05	-	-	0,05	1,05	0,01	0,002
32	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	-	0,5	-	-	0,5	1,5	0,02	0,004
33	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	-	-	0,05	-	0,05	1,05	0,01	0,002
34	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	-	-	0,5	-	0,5	1,5	0,01	0,002
35	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	-	-	-	0,05	0,05	1,05	0,02	0,004
36	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	-	-	-	0,1	0,1	1,1	0,03	0,005
37	0,5	0,5	1,0	0,01	-	-	-	-	-	-	-	0,01	1,01	0,02	0,004
38	0,5	0,5	1,0	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,08	1,08	0,01	0,002
39	0,5	0,5	1,0	0,01	-	0,03	-	-	-	-	0,01	0,05	1,05	0,02	0,004
40	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	-	-	-	-	-	-	0,15	1,15	0	0
41	0,5	0,5	1,0	0,1	-	0,05	-	-	-	-	-	0,15	1,15	0,02	0,004
42	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	0,05	-	-	-	-	0,15	1,15	0,02	0,004
43	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	-	-	-	0,15	1,15	0,01	0,002
44	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	0,05	-	-	0,15	1,15	0,03	0,005
45	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	0,05	-	0,15	1,15	0,02	0,004
46	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	0,005	0,105	1,105	0,02	0,004
47	0,67	0,52	1,3	0,13	-	-	-	0,05	-	-	-	0,18	1,37	0,02	0,004

[Tabelle 3]

Probe Nr.	Legierungszusammensetzung [Massen-%]
	Mg	Si	Mg/Si	α									Gesamt	Ti	B
	Mg	Si	Mg/Si	Fe	Cu	Mn	Ni	Zr	Cr	Zn	Ga	Gesamt	Gesamt	Ti	B
48	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	0,05	-	-	-	-	-	0,2	1,2	0,01	0
49	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	-	0,05	-	-	-	-	0,2	1,2	0,02	0,004
50	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	-	-	0,05	-	-	-	0,2	1,2	0,02	0,004
51	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	-	-	-	0,05	-	-	0,2	1,2	0,02	0
52	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	-	-	-	-	0,05	-	0,2	1,2	0,01	0,002
53	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	-	-	-	-	-	0,01	0,16	1,16	0,02	0,004
54	0,5	0,5	1,0	0,1	-	0,05	0,05	-	-	-	-	0,2	1,2	0,02	0,004
55	0,5	0,5	1,0	0,1	-	0,05	-	0,05	-	-	-	0,2	1,2	0,01	0,002
56	0,5	0,5	1,0	0,1	-	0,05	-	-	0,05	-	-	0,2	1,2	0	0
57	0,5	0,5	1,0	0,1	-	0,05	-	-	-	0,05	-	0,2	1,2	0,02	0,004
58	0,5	0,5	1,0	0,1	-	0,05	-	-	-	-	0,01	0,16	1,16	0,02	0,004
59	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	0,05	-	-	0,2	1,2	0	0
60	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	-	0,05	-	0,2	1,2	0,02	0,004
61	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	-	-	0,01	0,16	1,16	0,02	0
62	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	0,05	0,05	-	0,2	1,2	0,01	0,002
63	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	0,05	-	0,01	0,16	1,16	0	0
64	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	0,05	0,05	-	-	-	-	0,25	1,25	0,02	0,004
65	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	0,05	-	0,05	-	-	-	0,25	1,25	0,02	0,004
66	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	0,05	-	-	0,05	-	-	0,25	1,25	0,01	0,002
67	0,5	0,5	1,0	0,1	0,05	0,05	-	-	-	-	0,02	0,22	1,22	0,02	0,005
68	0,5	0,5	1,0	0,25	0,01	-	-	-	-	-	-	0,26	1,26	0,02	0,005
69	1	1,3	0,8	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	2,4	0,03	0,015
70	1,5	0,5	3,0	0,1	0,05	-	-	-	-	-	-	0,15	2,15	0,03	0,015
71	0,4	0,7	0,6	0,1	-	-	-	0,01	-	-	-	0,105	1,205	0,01	0,005
72	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
73	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	-	-	-	0,15	1,15	0,01	0,002
74	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	-	-	-	0,15	1,15	0,01	0,002
75	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	-	-	-	0,15	1,15	0,01	0,002
76	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	-	-	-	0,15	1,15	0,01	0,002
77	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	0,05	-	-	-	0,15	1,15	0,01	0,002

[Tabelle 4]

Probe Nr.	Legierungszusammensetzung [Massen-%]
	Mg	Si	Mg/Si	α									Gesamt	Ti	B
	Mg	Si	Mg/Si	Fe	Cu	Mn	Ni	Zr	Cr	Zn	Ga	Gesamt	Gesamt	Ti	B
101	2	0,1	20,0	-	-	-	-	-	-	-	-	0	2,1	0,02	0,004
102	0,2	2	0,1	-	-	-	-	-	-	-	-	0	2,2	0,02	0,004
103	2,5	3	0,8	-	-	-	-	-	-	-	-	0	5,5	0,02	0,004
104	0,5	0,5	1,0	0,3	-	0,5	-	0,5	-	-	-	1,3	2,3	0,02	0,004
105	0,5	0,5	1,0	-	-	-	-	-	1	-	-	1	2	0,03	0,015
106	0,5	0,5	1,0	0,25	0,5	-	-	-	0,5	-	-	1,25	2,25	0,01	0,002
111	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
112	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
113	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
114	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
115	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
116	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
117	0,5	0,5	1,0	0,1	-	-	-	-	-	-	-	0,1	1,1	0,05	0,005
118	0,67	0,52	1,3	0,13	-	-	-	0,05	-	-	-	0,18	1,37	0,02	0,004
119	0,4	0,7	0,6	0,1	-		-	0,01	-	-	-	0,105	1,205	0,01	0,005

[Tabelle 5]

Probe Nr.	Herstellungsbedingungen
	Gießen	Gießbedingungen		Ausscheidungsbedingungen
	Gießen	Temperatur der Schmelze [°C]	Abkühlrate [°C/sec]	Temperatur [°C]	Zeit [h]	Atmosphäre
1	kontinuierlich	740	6	130	17	Atmosphärenluft
2	Barren	690	2	120	18	Atmosphärenluft
3	kontinuierlich	700	3	160	10	Stickstoffg as
4	kontinuierlich	740	20	140	16	Reduktionsgas
5	kontinuierlich	700	6	130	17	Atmosphärenluft
6	kontinuierlich	700	2	180	8	Atmosphärenluft
7	kontinuierlich	730	2	210	8	Atmosphärenluft
8	kontinuierlich	745	4	160	12	Reduktionsgas
9	kontinuierlich	745	6	160	8	Reduktionsgas
10	kontinuierlich	730	1	220	6	Atmosphärenluft
11	kontinuierlich	730	2	140	16	Reduktionsgas
12	kontinuierlich	700	2	160	14	Reduktionsgas
13	Barren	690	38	150	14	Reduktionsgas
14	kontinuierlich	670	2	160	15	Atmosphärenluft
15	kontinuierlich	745	22	180	20	Reduktionsgas
16	kontinuierlich	700	2	120	19	Reduktionsgas
17	kontinuierlich	710	7	220	7	Atmosphärenluft
18	Barren	710	4	120	18	Reduktionsgas

[Tabelle 6]

Probe Nr.	Herstellungsbedingungen
	Gießen	Gießbedingungen		Ausscheidungsbedingungen
	Gießen	Temperatur der Schmelze [°C]	Abkühlrate [°C/sec]	Temperatur [°C]	Zeit [h]	Atmosphäre
19	Barren	670	9	120	19	Atmosphärenluft
20	Barren	670	3	140	16	Red uktionsgas
21	kontinuierlich	740	6	220	5	Atmosphärenluft
22	kontinuierlich	710	2	160	10	Reduktionsgas
23	kontinuierlich	670	3	130	18	Stickstoffgas
24	kontinuierlich	670	2	180	11	Reduktionsgas
25	kontinuierlich	710	2	140	16	Stickstoffgas
26	kontinuierlich	690	2	160	14	Reduktionsgas
27	kontinuierlich	710	8	160	13	Stickstoffgas
28	kontinuierlich	720	24	120	18	Reduktionsgas
29	kontinuierlich	730	6	220	6	Atmosphärenluft
30	kontinuierlich	690	4	240	4	Atmosphärenluft
31	Barren	700	1	140	16	Stickstoffgas
32	kontinuierlich	670	19	150	13	Reduktionsgas
33	kontinuierlich	740	2	140	16	Reduktionsgas
34	kontinuierlich	680	2	200	5	Reduktionsgas
35	kontinuierlich	670	4	160	10	Reduktionsgas
36	kontinuierlich	700	3	220	8	Atmosphärenluft
37	kontinuierlich	680	4	140	16	Reduktionsgas
38	kontinuierlich	670	3	120	16	Reduktionsgas
39	kontinuierlich	710	2	200	9	Reduktionsgas
40	kontinuierlich	720	2	220	7	Stickstoffgas
41	Barren	680	5	180	10	Atmosphärenluft
42	kontinuierlich	710	2	160	14	Reduktionsgas
43	kontinuierlich	680	10	160	10	Reduktionsgas
44	kontinuierlich	710	4	220	6	Atmosphärenluft
45	kontinuierlich	700	2	230	5	Atmosphärenluft
46	kontinuierlich	740	2	120	20	Reduktionsgas
47	kontinuierlich	680	10	160	8	Reduktionsgas

[Tabelle 7]

Probe Nr.	Herstellungsbedingungen
	Gießen	Gießbedingungen		Ausscheidungsbedingungen
	Gießen	Temperatur der Schmelze [°C]	Abkühlrate [°C/sec]	Temperatur [°C]	Zeit [h]	Atmosphäre
48	Barren	700	2	160	12	Reduktionsgas
49	kontinuierlich	680	2	140	16	Reduktionsgas
50	Barren	720	5	120	18	Reduktionsgas
51	kontinuierlich	690	2	200	10	Atmosphärenluft
52	kontinuierlich	740	2	160	14	Reduktionsgas
53	kontinuierlich	690	2	130	16	Stickstoffgas
54	Barren	670	2	160	11	Reduktionsgas
55	Barren	730	2	160	14	Reduktionsgas
56	kontinuierlich	680	4	120	18	Atmosphärenluft
57	kontinuierlich	680	4	180	13	Reduktionsgas
58	kontinuierlich	690	3	160	15	Reduktionsgas
59	kontinuierlich	745	10	150	15	Stickstoffgas
60	kontinuierlich	720	4	180	12	Reduktionsgas
61	kontinuierlich	700	4	140	16	Stickstoffgas
62	kontinuierlich	720	9	220	4	Atmosphärenluft
63	kontinuierlich	720	2	140	16	Stickstoffgas
64	kontinuierlich	720	2	180	11	Stickstoffgas
65	kontinuierlich	720	2	160	16	Reduktionsgas
66	kontinuierlich	710	3	180	10	Reduktionsgas
67	kontinuierlich	690	2	140	16	Stickstoffgas
68	kontinuierlich	680	4	180	9	Reduktionsgas
69	kontinuierlich	680	22	120	17	Reduktionsgas
70	kontinuierlich	720	10	150	14	Stickstoffgas
71	kontinuierlich	745	10	150	5	Reduktionsgas
72	kontinuierlich	680	10	160	10	Reduktionsgas
73	kontinuierlich	690	10	160	10	Reduktionsgas
74	kontinuierlich	680	15	160	10	Reduktionsgas
75	kontinuierlich	670	10	160	10	Reduktionsgas
76	kontinuierlich	680	10	160	10	Reduktionsgas
77	kontinuierlich	690	7	160	10	Reduktionsgas

[Tabelle 8]

Probe Nr.	Herstellungsbedingungen
	Gießen	Gießbedingungen		Ausscheidungsbedingungen
	Gießen	Temperatur der Schmelze [°C]	Abkühlrate [°C/sec]	Temperatur [°C]	Zeit [h]	Atmosphäre
101	kontinuierlich	700	2	140	16	Stickstoffgas
102	kontinuierlich	700	2	140	16	Stickstoffgas
103	kontinuierlich	740	2	140	16	Stickstoffgas
104	kontinuierlich	690	5	140	16	Stickstoffgas
105	kontinuierlich	720	2	140	16	Stickstoffgas
106	kontinuierlich	690	2	140	16	Stickstoffgas
111	kontinuierlich	820	2	140	16	Reduktionsgas
112	kontinuierlich	730	0,5	140	16	Reduktionsgas
113	kontinuierlich	740	2	300	50	Reduktionsgas
114	kontinuierlich	720	2	140	16	Reduktionsgas
115	kontinuierlich	670	2	140	16	Reduktionsgas
116	kontinuierlich	690	2	140	16	*
117	kontinuierlich	700	2	140	16	Reduktionsgas
118	kontinuierlich	820	2	160	8	Reduktionsgas
119	kontinuierlich	750	25	150	5	Reduktionsgas

(Mechanische und elektrische Eigenschaften)
Für jedes der erhaltenen ausgehärteten Elemente mit einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm wurden eine Zugfestigkeit (MPa), eine 0,2%-Dehngrenze (MPa), eine Bruchdehnung (%), ein Kaltverfestigungsexponent und eine elektrische Leitfähigkeit (% IACS) gemessen. Darüber hinaus wurde ein Verhältnis „Dehngrenze/Zug“ der 0,2%-Dehnung zur Zugfestigkeit ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 bis Tabelle 12 dargestellt.
Die Zugfestigkeit (MPa), die 0,2%-Dehngrenze (MPa) und die Bruchdehnung (%) wurden mit einem universellen Zugprüfgerät nach JIS Z 2241 (Metallische Materialien - Zugprüfverfahren, 1998) gemessen. Der Kaltverfestigungsexponent ist definiert als Exponent n einer wahren Dehnung ε in σ = C x εⁿ, wobei es sich um eine Formel aus wahrer Spannung σ und wahrer Dehnung ε in einem plastischen Verformungsbereich unter Anwendung einer Prüfkraft in einachsiger Richtung im Zugversuch handelt. In der Formel stellt C eine Festigkeitskonstante dar. Der Exponent n wird bestimmt, indem ein Zugversuch mit dem Zugprüfgerät durchgeführt und eine S-S-Kurve erstellt wird (siehe auch JIS G 2253, 2011). Die elektrische Leitfähigkeit (% IACS) wurde nach einem Brückenverfahren gemessen.
(Ermüdungskennlinie)

Für jedes der erhaltenen ausgehärteten Elemente mit einem Drahtdurchmesser von jeweils 0,3 mm wurde ein Biegeversuch durchgeführt, um die Anzahl der Biegevorgänge bis zum Bruch zu messen. Der Biegeversuch wurde mit einem handelsüblichen Wiederholungsbiegeprüfgerät durchgeführt. Hier wird auf jedes Drahtelement der Proben unter Anwendung einer Last von 12,2 MPa mit einer Vorrichtung, die in der Lage ist, eine Biegeverformung von 0,3% aufzubringen, eine wiederholte Biegebelastung aufgebracht. Für jede Probe werden drei oder mehr Drähte der Biegeprüfung unterzogen und der Mittelwert derselben (die Anzahl der Biegevorgänge) ist in Tabelle 9 bis Tabelle 12 dargestellt. Da die Anzahl der Biegevorgänge bis zum Auftreten eines Bruchs größer ist, kann gesagt werden, dass Brüche aufgrund wiederholter Biegungen selten vorkommen und die Ermüdungseigenschaften ausgezeichnet sind.
[Tabelle 9]

Probe Nr.	ϕ 0,3mm
Probe Nr.	Dehngrenze/Zug	Zugfestigkeit [MPa]	0,2%-Dehngrenze [MPa]	elektrische Leitfähigkeit [%IACS]	Bruchdehnung [%]	Biegevorgänge [Anzahl von Malen]	Kaltverfestigungsexponent
1	0,59	152	90	60	30	17063	0,26
2	0,66	150	98	61	29	16542	0,19
3	0,71	189	134	54	24	22804	0,17
4	0,78	206	161	54	24	23616	0,17
5	0,68	212	144	53	24	23758	0,17
6	0,75	228	171	52	21	27860	0,15
7	0,68	251	171	51	17	30661	0,13
8	0,67	259	173	51	14	28803	0,12
9	0,67	294	197	54	9	32731	0,09
10	0,67	247	166	50	13	28607	0,11
11	0,70	263	185	51	11	30379	0,10
12	0,66	247	163	50	17	30159	0,13
13	0,70	291	203	49	10	34041	0,10
14	0,71	294	209	47	10	35684	0,10
15	0,71	315	224	48	13	35361	0,12
16	0,71	306	218	47	8	36595	0,09
17	0,70	348	243	43	6	40600	0,08
18	0,67	341	230	43	7	40256	0,08

[Tabelle 10]

Probe Nr.	ϕ 0,3mm
Probe Nr.	Dehngrenze/Zug	Zugfestigkeit [MPa]	0,2%-Dehngrenze [MPa]	elektrische Leitfähigkeit [%IACS]	Bruchdehnung [%]	Biegevorgänge [Anzahl von Malen]	Kaltverfestigungsexponent
19	0,70	235	164	52	21	26756	0,15
20	0,69	242	168	51	22	29421	0,16
21	0,67	246	164	49	19	28638	0,15
22	0,67	245	163	51	18	28025	0,14
23	0,67	240	162	51	17	27072	0,14
24	0,69	277	190	48	7	32533	0,09
25	0,73	240	176	52	20	29346	0,15
26	0,70	312	219	40	7	35966	0,08
27	0,69	242	168	51	23	28898	0,16
28	0,71	270	191	47	24	29844	0,17
29	0,71	240	170	51	19	27276	0,14
30	0,71	250	176	48	5	29672	0,07
31	0,67	242	163	52	20	28170	0,15
32	0,67	272	182	43	16	30109	0,13
33	0,67	235	157	52	21	27585	0,15
34	0,67	241	161	46	14	26831	0,12
35	0,70	250	175	50	19	29452	0,14
36	0,73	277	204	46	13	31435	0,11
37	0,68	235	159	52	21	25898	0,15
38	0,68	267	180	49	17	32427	0,13
39	0,74	248	185	50	18	28201	0,14
40	0,71	256	181	50	20	31000	0,15
41	0,73	308	225	44	18	33949	0,14
42	0,72	249	179	50	21	28235	0,15
43	0,72	253	182	50	16	29335	0,13
44	0,67	315	210	45	18	34729	0,14
45	0,69	248	170	49	19	29097	0,14
46	0,69	240	166	51	22	27787	0,16
47	0,72	253	182	52	16	29335	0,13

[Tabelle 11]

Probe Nr.	ϕ 0,3mm
Probe Nr.	Dehngrenze/Zug	Zugfestigkeit [MPa]	0,2%-Dehngrenze [MPa]	elektrische Leitfähigkeit [%IACS]	Bruchdehnung [%]	Biegevorgänge [Anzahl von Malen]	Kaltverfestigungsexponent
48	0,71	324	231	48	13	36102	0,11
49	0,67	253	169	51	20	27970	0,15
50	0,72	247	178	51	16	28369	0,13
51	0,71	249	176	51	21	27524	0,15
52	0,70	248	173	51	21	28955	0,15
53	0,69	248	171	51	22	28938	0,16
54	0,67	317	211	43	17	35884	0,13
55	0,76	301	229	45	8	33716	0,09
56	0,71	351	251	43	10	39315	0,10
57	0,72	300	216	45	18	33562	0,14
58	0,73	297	218	46	20	36172	0,15
59	0,71	281	199	50	15	33010	0,12
60	0,73	246	180	50	18	27698	0,14
61	0,70	244	172	51	18	29624	0,14
62	0,71	306	217	44	18	35731	0,14
63	0,72	308	223	46	21	36990	0,15
64	0,70	328	228	49	14	38527	0,12
65	0,72	316	227	49	12	34800	0,11
66	0,68	376	256	47	5	44420	0,05
67	0,73	321	235	49	14	39167	0,12
68	0,69	258	177	50	16	28786	0,13
69	0,71	360	256	45	9	40393	0,10
70	0,71	357	252	46	8	41929	0,09
71	0,71	265	187	50	18	31356	0,10
72	0,73	249	181	51	14	26923	0,12
73	0,73	250	182	50	15	28987	0,12
74	0,72	241	174	51	12	27943	0,11
75	0,72	257	185	50	16	29798	0,13
76	0,72	245	177	51	13	28407	0,11
77	0,72	224	162	49	18	30381	0,14

[Tabelle 12]

Probe Nr.	ϕ 0,3mm
Probe Nr.	Dehngrenze/Zug	Zugfestigkeit [MPa]	0,2%-Dehngrenze [MPa]	elektrische Leitfähigkeit [%IACS]	Bruchdehnung [%]	Biegevorgänge [Anzahl von Malen]	Kaltverfestigungsexponent
101	0,87	264	231	40	4	30567	0,04
102	0,71	229	162	39	4	25467	0,04
103	0,67	383	256	37	3	42276	0,03
104	0,67	313	209	44	3	35937	0,03
105	0,68	320	219	46	4	35443	0,04
106	0,69	268	185	46	4	31291	0,04
111	0,70	237	166	51	17	19543	0,12
112	0,70	236	165	51	14	25954	0,09
113	0,68	125	85	60	52	14758	0,28
114	0,69	243	167	51	22	21658	0,13
115	0,70	241	169	51	21	19899	0,12
116	0,70	242	170	51	21	27198	0,12
117	0,70	241	169	51	22	28339	0,13
118	0,72	245	177	52	12	28407	0,11
119	0,71	256	182	50	16	29465	0,08

Jedes der erhaltenen drahtgezogenen Elemente mit einem Drahtdurchmesser von 0,25 mm oder einem Drahtdurchmesser von 0,32 mm (drahtgezogene Elemente, die jeweils nicht die Ausscheidungsbehandlung und die Lösungsbehandlung kurz vor der Ausscheidungsbehandlung durchlaufen haben; im Falle der Herstellungsverfahren B, F und G drahtgezogene Elemente, die jeweils nicht die Ausscheidungsbehandlung durchlaufen haben) werden zur Herstellung eines Litzendrahts verwendet. Für die Verseilung wird ein handelsübliches Schmiermittel (kohlenstoffhaltiges Öl) verwendet. Hier wird aus sieben Drahtelementen mit einem Drahtdurchmesser von jeweils 0,25 mm ein Litzendraht hergestellt. Darüber hinaus wird ein verpresster Litzendraht hergestellt, indem ein Litzendraht unter Verwendung von sieben Drahtelementen mit jeweils einem Drahtdurchmesser von 0,32 mm weiter verpresst wird. Die Querschnittsfläche des Litzendrahts und die Querschnittsfläche des verpressten Litzendrahts beträgt jeweils 0,35 mm² (0,35er). Der Litzensteigung beträgt 20 mm (das ist etwa 40 mal so groß wie der Teilkreisdurchmesser bei Verwendung des drahtgezogenen Elements mit einem Drahtdurchmesser von 0,25 mm und etwa 32 mal so groß wie der Teilkreisdurchmesser bei Verwendung des drahtgezogenen Elements mit einem Drahtdurchmesser von 0,32 mm).
Jeder der erhaltenen Litzendrähte oder verpressten Litzendrähte wird in dieser Reihenfolge der Lösungsbehandlung und der Ausscheidungsbehandlung unterzogen (bei den Herstellungsverfahren B, F und G wird nur die Ausscheidungsbehandlung durchgeführt). Die Wärmebehandlungsbedingungen sind jeweils die gleichen wie bei den drahtgezogenen Elementen mit einem Drahtdurchmesser von jeweils 0,3 mm. Die Lösungsbehandlung ist von der Art her ein kontinuierlicher Hochfrequenz-Induktionserwärmungsprozess, und die Ausscheidungsbehandlung ist ein Chargen-Prozess, der unter den in Tabelle 5 bis Tabelle 8 dargestellten Bedingungen durchgeführt wird (siehe obige Beschreibung für * der Probe Nr. 116). Jeder der erhaltenen ausgehärteten Litzendrähte wird als Leiter verwendet, um am Außenumfang des Leiters unter Verwendung eines Isoliermaterials (hier ein halogenfreies Isoliermaterial) eine Isolierumhüllung (mit einer Dicke von 0,2 mm) zu bilden und so einen ummantelten elektrischen Draht zu erzeugen. Die Nutzungsmenge des Schmiermittels während des Drahtziehens und/oder die Nutzungsmenge des Schmiermittels während des Verseilens wird so eingestellt, dass eine bestimmte Menge des Schmiermittels nach der Ausscheidungsbehandlung verbleibt. Für die Probe Nr. 29 wird eine größere Menge Schmiermittel verwendet als für die anderen Proben. Für die Probe Nr. 117 ist die Nutzungsmenge des Schmiermittels am größten. Für die Probe Nr. 114 wird nach der Ausscheidungsbehandlung eine Entfettungsbehandlung durchgeführt. Für die Probe Nr. 113 wird die Ausscheidungsbehandlung bei einer höheren Temperatur und über einen längeren Zeitraum als bei den anderen Proben durchgeführt, d.h. bei einer Ausscheidungsbehandlungstemperatur von 300°C über eine Haltezeit von 50 Stunden.
Nachfolgend beschriebene Sachverhalte wurden für jeden der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben oder mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Drähte untersucht, die durch Anbringen von Crimpanschlüssen an den ummantelten elektrischen Drähten erhalten wurden. Die nachstehend beschriebenen Sachverhalte wurden in Bezug auf einen Fall untersucht, in dem der Leiter des ummantelten elektrischen Drahtes aus dem Litzendraht bestand, und einen Fall, in dem der Leiter des ummantelten elektrischen Drahtes aus dem verpressten Litzendraht gebildet war. Jede der Tabellen 13 bis 20 zeigt Ergebnisse für den Fall, dass der Leiter aus dem Litzendraht besteht; es hat sich jedoch bestätigt, dass es keinen großen Unterschied gibt zwischen dem Ergebnis für den Fall, dass der Leiter aus dem Litzendraht besteht, und dem Ergebnis für den Fall, dass der Leiter aus dem verpressten Litzendraht besteht.
(Oberflächeneigenschaft)
- Gleitreibungskoeffizient
Von jedem der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wurde die Isolierumhüllung entfernt und der Leiter lag dann alleine vor. Dann wurde der den Leiter bildende Litzendraht oder verpresste Litzendraht in seine Elementardrähte aufgelöst. Jeder der Elementardrähte (AI-Legierungsdrähte) wurde als Probe verwendet, um einen Gleitreibungskoeffizienten in einer nachfolgend beschriebenen Weise zu messen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 17 bis Tabelle 20 dargestellt. Wie in 5 gezeigt, wird eine Halterung 100 in Form eines rechteckigen Quaders vorbereitet. Ein Elementardraht (AI-Legierungsdraht), der als Gegenstückmaterial 150 dient, wird auf eine rechteckige Fläche der Oberflächen der Halterung 100 parallel zur kurzen Seitenrichtung der rechteckigen Oberfläche aufgelegt. Beide Enden des Gegenstückmaterials 150 sind fixiert (Befestigungspositionen sind nicht dargestellt). Ein Elementardraht (AI-Legierungsdraht), der als Probe S dient, wird horizontal auf dem Gegenstückmaterial 150 orthogonal zum Gegenstückmaterial 150 und parallel zur Längsseitenrichtung der oben beschriebenen einen Oberfläche der Halterung 100 angeordnet. Ein Gewicht 110 mit einer vorbestimmten Masse (hier 200 g) wird auf der Kreuzungsposition zwischen der Probe S und dem Gegenstückmaterial 150 angeordnet, um ein Abweichen der Kreuzungsposition zu vermeiden. In diesem Zustand wird eine Riemenscheibe in der Mitte der Probe S angeordnet und an einem Ende der Probe S wird entlang der Riemenscheibe nach oben gezogen, um die Zugkraft (N) mit einem Autographen oder dergleichen zu messen. Eine mittlere Last über einen Zeitraum vom Beginn einer relativen Abweichungsbewegung zwischen Probe S und Gegenstückmaterial 150 bis zu einem Moment, an dem sie sich um 100 mm bewegt haben, wird als dynamische Reibungskraft (N) definiert. Als Gleitreibungskoeffizient wird ein Wert (dynamische Reibungskraft/Normalkraft) verwendet, der durch Division der dynamischen Reibungskraft durch die Normalkraft (hier 2 N), die durch die Masse des Gewichts 110 erzeugt wird, erhalten wird.
- Oberflächenrauigkeit
Von jedem der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wurde die Isolierumhüllung entfernt und der Leiter lag dann alleine vor. Dann wurde der den Leiter bildende Litzendraht oder verpresste Litzendraht in seine Elementardrähte aufgelöst. Jeder der Elementardrähte (AI-Legierungsdrähte) wurde als Probe zur Messung einer Oberflächenrauigkeit (µm) mit einem handelsüblichen dreidimensionalen optischen Profilmessgerät (z.B. NewView7100 von ZYGO) verwendet. Hier wird an jedem Elementardraht (AI-Legierungsdraht) eine arithmetische mittlere Rauigkeit Ra (µm) innerhalb eines rechteckigen Bereichs von 85 µm × 64 µm bestimmt. Für jede Probe werden arithmetische mittlere Rauigkeiten Ra in insgesamt sieben Bereichen ermittelt, und ein Mittelwert der arithmetischen mittleren Rauigkeiten Ra in den insgesamt sieben Bereichen wird als Oberflächenrauigkeit (µm) verwendet, die in Tabelle 17 bis Tabelle 20 dargestellt ist.
- Anhaftungsmenge von C
Von jedem der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wurde die Isolierumhüllung entfernt und der Leiter lag dann alleine vor. Dann wurde der den Leiter bildende Litzendraht oder verpresste Litzendraht aufgelöst, um die Anhaftungsmenge von C zu ermitteln, die von dem Schmiermittel stammt, das an der Oberfläche des zentralen elementaren Drahtes anhaftete. Die Anhaftungsmenge (Massen-%) von C wurde mit einem REM-EDX-Gerät (energiedispersive Röntgenanalyse) gemessen, wobei die Beschleunigungsspannung einer Elektronenkanone auf 5 kV eingestellt war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt. Es ist zu beachten, dass für den Fall, dass das Schmiermittel an der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes haftete, der den im ummantelten elektrischen Draht enthaltenen Leiter bildet, das Schmiermittel möglicherweise zusammen mit der Isolierumhüllung an einer Kontaktstelle mit der Isolierumhüllung im AI-Legierungsdraht beim Entfernen der Isolierumhüllung entfernt wurde, so dass die Anhaftungsmenge von C möglicherweise nicht richtig gemessen werden konnte. Wenn dagegen die Anhaftungsmenge von C auf der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes gemessen wird, der den im ummantelten elektrischen Draht enthaltenen Leiter bildet, wird davon ausgegangen, dass die Anhaftungsmenge von C genau gemessen werden kann, indem die Anhaftungsmenge von C an einer Position des AI-Legierungsdrahtes gemessen wird, die nicht mit der Isolierumhüllung in Kontakt steht. Daher wird hier im Litzendraht oder verpressten Litzendraht mit jeweils sieben AI-Legierungsdrähten, die in Bezug auf dieselbe Mitte verseilt sind, die Anhaftungsmenge von C am zentralen Elementardraht gemessen, der nicht mit der Isolierumhüllung in Kontakt steht. Die Anhaftungsmenge von C kann an einem Außenumfangs-Elementardraht der Außenumfangs-Elementardrähte gemessen werden, die den Außenumfang des zentralen Elementardrahts umgeben, und zwar an seinem Abschnitt, der nicht mit der Isolierumhüllung in Kontakt steht.
- Oberflächenoxidschicht
Von jedem der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wurde die Isolierumhüllung entfernt und der Leiter lag dann alleine vor. Dann wurde der den Leiter bildende Litzendraht oder verpresste Litzendraht aufgelöst, um die Oberflächenoxidschicht jedes Elementardrahtes in der nachfolgend beschriebenen Weise zu messen. Hier wird die Dicke der Oberflächenoxidschicht jedes Elementardrahtes (AI-Legierungsdrahtes) gemessen. Für jede Probe werden die Dicken der Oberflächenoxidschichten an insgesamt sieben Elementardrähten ermittelt, und als Dicke (µm) der Oberflächenoxidschicht, die in Tabelle 17 bis Tabelle 20 dargestellt ist, wird ein Mittelwert der Dicken der Oberflächenoxidschicht an den insgesamt sieben Elementardrähten verwendet. Ein Querschnitt-Poliervorgang (CP) wird durchgeführt, um einen Querschnitt jedes Elementardrahtes zu erhalten, um so den Querschnitt mittels REM zu beobachten. Mit diesem REM-Beobachtungsbild wird die Dicke einer vergleichsweise dicken Oxidschicht von etwa mehr als 50 nm gemessen. In der REM-Beobachtung, wenn eine vergleichsweise dünne Oxidschicht mit einer Dicke von kleiner oder gleich etwa 50 nm vorliegt, erfolgt die Messung durch zusätzliche Durchführung einer Analyse (durch wiederholtes Sputtern und Analysieren mit energiedispersiver Röntgenanalyse (EDX)) in Tiefenrichtung unter Verwendung einer Röntgenelektronenspektroskopie für die chemische Analyse (ESCA).
(Strukturbeobachtung)
- Poren
Für jeden der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wird ein Querschnitt genommen, um den Leiter (die aus den AI-Legierungsdrähten gebildeten Litzendraht oder verpressten Litzendraht; das Gleiche gilt für die nachfolgende Beschreibung) mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) zu beobachten und so Poren- und Kristallkorngrößen in der Oberflächenschicht und deren Innenabschnitt zu vermessen. Hierbei wird in jedem den Leiter bildenden AI-Legierungsdraht ein Oberflächenschicht-Porenmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 30 µm und einer langen Seitenlänge von 50 µm innerhalb eines Oberflächenschichtbereichs definiert, der sich von der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes um 30 µm in Tiefenrichtung erstreckt. Das heißt, für eine Probe wird in jedem der sieben AI-Legierungsdrähte, die den Litzendraht bilden, ein Oberflächenschicht-Porenmessbereich definiert und damit insgesamt sieben Oberflächenschicht-Porenmessbereiche. Anschließend wird die Gesamtquerschnittsfläche der Poren in jedem Oberflächenschicht-Porenmessbereich bestimmt. Für jede Probe werden die Gesamtquerschnittsflächen der Poren in den insgesamt sieben Oberflächenschicht-Porenmessbereichen gemessen. Der Mittelwert der Gesamtquerschnittsflächen der Poren in den insgesamt sieben Messbereichen wird als Gesamtfläche A (µm²) verwendet, wie in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt.
Anstelle des Oberflächenschicht-Porenmessbereichs in Form eines Rechtecks wird innerhalb eines ringförmigen Oberflächenschichtbereichs mit einer Dicke von 30 µm ein Porenmessbereich in Form eines Sektors mit einer Fläche von 1500 µm² definiert, und eine Gesamtfläche B (µm²) der Poren in den Porenmessbereichen jeweils in Form eines Sektors wurde in gleicher Weise ermittelt wie bei der Auswertung der Oberflächenschicht-Porenmessbereiche jeweils in Form eines Rechtecks. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt.
Es ist zu beachten, dass die Gesamtquerschnittsfläche der Poren leicht gemessen werden kann, indem ein Bildprozess, wie beispielsweise ein Binarisierungsprozess, an einem Beobachtungsbild durchgeführt und die Poren aus dem verarbeiteten Bild extrahiert werden. Gleiches gilt für die später beschriebenen kristallinen Materialien.
Im vorstehend beschriebenen Querschnitt wird in jedem den Leiter bildenden
AI-Legierungsdraht ein innenliegender Porenmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 30 µm und einer langen Seitenlänge von 50 µm definiert. Der innenliegende Porenmessbereich wird so festgelegt, dass die Mitte des Rechtecks des innenliegenden Porenmessbereichs mit dem Mittelpunkt des AI-Legierungsdrahtes übereinstimmt. Es wird ein Verhältnis „Innenabschnitt / Oberflächenschicht“ einer Gesamtquerschnittsfläche von Poren im innenliegenden Porenmessbereich zur Gesamtquerschnittsfläche der Poren im Oberflächenschicht-Porenmessbereich bestimmt. Für jede Probe werden insgesamt sieben Oberflächenschicht-Porenmessbereiche und insgesamt sieben innenliegende Porenmessbereiche definiert, um das jeweilige Verhältnis „Innenabschnitt / Oberflächenschicht“ zu bestimmen. Der Mittelwert der Verhältnisse „Innenabschnitt/Oberflächenschicht“ der insgesamt sieben Messbereiche wird als Verhältnis „Innenabschnitt/Oberflächenschicht A“ verwendet, das in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt ist. Ein Verhältnis „Innenabschnitt/Oberflächenschicht B“ für den Fall, dass die Porenmessbereiche jeweils in Form eines Sektors verwendet werden, wird in gleicher Weise bestimmt wie bei der Auswertung der Oberflächenschicht-Porenmessbereiche jeweils in Form eines Rechtecks. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt.
- Kristallkorngröße
Darüber hinaus wird im oben beschriebenen Querschnitt eine Testlinie auf dem REM-Beobachtungsbild gemäß JIS G 0551 (Stahlmikrographische Bestimmung der scheinbaren Korngröße, 2013) gezeichnet. Eine Länge jedes Kristallkorns, das die Testlinie teilt, wird als Kristallkorngröße betrachtet (Schnittverfahren). Die Länge der Testlinie ist so lang, dass mehr als oder gleich zehn Kristallkörner durch diese Testlinie geteilt werden. An einem Querschnitt werden drei Testlinien gezogen, um die jeweilige Kristallkorngröße zu bestimmen. Der Durchschnittswert dieser Kristallkorngrößen wird als mittlere Kristallkorngröße verwendet (µm), die in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt ist.
- Kristalline Materialien
Für jeden der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wird ein Querschnitt genommen, um den Leiter mit einem Metalloskop zu beobachten, um die kristallinen Materialien in der Oberflächenschicht und dessen Innenabschnitt zu untersuchen. Hier wird in jedem den Leiter bildenden AI-Legierungsdraht ein Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm innerhalb eines Oberflächenschichtbereichs definiert, der sich von der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes um 50 µm in Tiefenrichtung erstreckt. Das heißt, für eine Probe wird in jedem der sieben AI-Legierungsdrähte, die den Litzendraht bilden, ein Oberflächenschicht Kristallisationsmessbereich definiert, wodurch insgesamt sieben Oberflächenschicht Kristallisationsmessbereiche definiert werden. Anschließend werden die Flächen und die Anzahl der kristallinen Materialien in jedem Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich bestimmt. Für jeden Oberflächenschicht Kristallisationsmessbereich wird der Mittelwert der Flächen der kristallinen Materialien bestimmt. Das heißt, für eine Probe werden die Mittelwerte der Flächen der kristallinen Materialien in den insgesamt sieben Messbereichen ermittelt. Für jede Probe wird ein Mittelwert aus den Mittelwerten der Flächen der kristallinen Materialien in den insgesamt sieben Messbereichen als mittlere Fläche A (µm²) verwendet, der in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt ist.
Darüber hinaus werden für jede Probe die Anzahlen der kristallinen Materialien in den insgesamt sieben Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereichen bestimmt und ein Mittelwert der Anzahlen der kristallinen Materialien in den insgesamt sieben Messbereichen als Anzahl A (Stückzahl) ermittelt, die in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt ist.
Weiterhin wird die Gesamtfläche der kristallinen Materialien bestimmt, die jeweils in jedem Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich vorhanden sind und jeweils eine Fläche von kleiner oder gleich 3 µm² aufweisen. Anschließend wird ein Verhältnis der Gesamtfläche der kristallinen Materialien mit jeweils einer Fläche von kleiner oder gleich 3 µm² zur Gesamtfläche aller kristallinen Materialien in jedem Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich bestimmt. Für jede Probe werden die Verhältnisse der Gesamtflächen in den insgesamt sieben Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereichen bestimmt. Der Mittelwert der Verhältnisse der Gesamtflächen in den insgesamt sieben Messbereichen wird als Flächenverhältnis A (%) verwendet, das in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt ist.
Anstelle des Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereichs in Form eines Rechtecks wird innerhalb eines ringförmigen Oberflächenschichtbereichs mit einer Dicke von 50 µm ein Kristallisationsmessbereich in Form eines Sektors mit einer Fläche von 3750 µm² definiert, und eine mittlere Fläche B (µm²) der kristallinen Materialien im Kristallisationsmessbereich in Form eines Sektors wurde genau so bestimmt wie bei der Auswertung des Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereichs in Form eines Rechtecks. Darüber hinaus wurde die Anzahl B der kristallinen Materialien (Stückzahl) im Kristallisationsmessbereich in Form eines Sektors und ein Flächenverhältnis B (%) der Gesamtfläche der kristallinen Materialien mit jeweils einer Fläche von kleiner oder gleich 3 µm² auf dieselbe Weise bestimmt wie bei der Auswertung des Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereichs in Form eines Rechtecks. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt.
Im vorstehend beschriebenen Querschnitt wird in jedem den Leiter bildenden AI-Legierungsdraht ein innenliegender Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm definiert. Dieser innenliegende Kristallisationsmessbereich ist so definiert, dass der Mittelpunkt des Rechtecks des innenliegenden Kristallisationsmessbereichs mit dem Mittelpunkt des AI-Legierungsdrahtes übereinstimmt. Anschließend wird der Mittelwert der Flächen der kristallinen Materialien in den innenliegenden Kristallisationsmessbereichen ermittelt. Für jede Probe werden die Mittelwerte der Flächen der kristallinen Materialien in insgesamt sieben innenliegenden Kristallisationsmessbereichen ermittelt. Als mittlere Fläche (Innenabschnitt) wird der Durchschnittswert der Mittelwerte der oben beschriebenen Flächen in den insgesamt sieben Messbereichen verwendet. Die mittleren Flächen (Innenabschnitt) der Proben Nr. 20, Nr. 40 und Nr. 70 betrugen 2 µm² 3 µm² bzw. 1 µm². Mit Ausnahme der oben genannten drei Proben war jede der mittleren Flächen (Innenabschnitt) der Proben unter den Proben Nr. 1 bis Nr. 77 größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 40 µm². In vielen Fällen waren die mittleren Flächen jeweils größer oder gleich 35 µm².
(Wasserstoffgehalt)
Für jeden der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wurde die Isolierumhüllung entfernt, wobei dann nur noch der Leiter vorlag. Der Gehalt (ml/100 g) an Wasserstoff pro 100 g des Leiters wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 bis Tabelle 16 dargestellt. Der Wasserstoffgehalt wird nach einem Inertgasschmelzverfahren gemessen. Genauer gesagt wird die Probe in einen Graphittiegel in einem Argongasstrom eingebracht und erwärmt und geschmolzen, um Wasserstoff zusammen mit anderen Gasen zu gewinnen. Die extrahierten Gase werden durch eine Trennsäule geleitet, um Wasserstoff von den anderen Gasen zu trennen. Die Messung erfolgt mit einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor und die Konzentration von Wasserstoff wird quantifiziert, wodurch der Wasserstoffgehalt bestimmt wird.
(Schlagfestigkeit)
Für jede der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wurde eine Schlagfestigkeit (J/m) in Bezug auf Patentschrift 1 bewertet. Im Überblick wird an einem vorderen Ende der Probe ein Gewicht angebracht, wobei ein Abstand zwischen den Bewertungspunkten 1 m beträgt. Dieses Gewicht wird um 1 m nach oben angehoben und dann frei fallen gelassen, um die maximale Masse (kg) des Gewichts zu messen, bei dem die Probe nicht getrennt wird. Ein Produktwert ergibt sich aus der Multiplikation der Masse des Gewichts mit der Gravitationsbeschleunigung (9,8 m/s²) und der Fallhöhe von 1 m, und ein Wert, der durch Division des Produktwertes durch die Fallhöhe (1 m) erhalten wird, wird als Bewertungsparameter für die Schlagfestigkeit (J/m oder (N · m) /m) verwendet. Als Bewertungsparameter für die Schlagfestigkeit pro Einheitsfläche (J/m · mm²) wird ein Wert verwendet, der durch Division des bestimmten Bewertungsparameters durch die Querschnittsfläche des Leiters (hier 0,35 mm²) erhalten wird und in Tabelle 17 bis Tabelle 20 dargestellt ist.
(Anschlussklemmen-Befestigungskraft)
Für jeden der erhaltenen, mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Drähte der Proben wurde eine Anschlussklemmen-Befestigungskraft (N) unter Bezugnahme auf Patentschrift 1 ausgewertet. Im Überblick wird der an einem Ende des mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Drahtes befestigte Anschlussklemmenabschnitt von einer Anschlussklemmenzugeinheit gehalten, die Isolierumhüllung wird vom anderen Ende des ummantelten elektrischen Drahtes entfernt, und ein Teil des Leiters wird von einer Leiterzugeinheit gehalten. Für den mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Draht jeder Probe, deren jeweilige Enden von den beiden Zugeinheiten gehalten werden, wird mit einem universellen Zugprüfgerät eine maximale Last (N) bei Bruch gemessen und diese maximale Last (N) dann als Anschlussklemmen-Befestigungskraft (N) bewertet. Als Anschlussklemmen-Befestigungskraft pro Einheitsfläche (N/mm²) wird ein Wert verwendet, der durch Division der bestimmten maximalen Belastung durch die Querschnittsfläche (hier 0,35 mm²) des Leiters erhalten wird, wie in Tabelle 17 bis Tabelle 20 dargestellt.
(Korrosionsbeständigkeit)

Von jedem der erhaltenen ummantelten elektrischen Drähte der Proben wurde die Isolierumhüllung entfernt und der Leiter lag dann alleine vor. Dann wurde der den Leiter bildende Litzendraht oder verpresste Litzendraht in seine Elementardrähte aufgelöst, von denen jeder als Probe für einen Salzsprühtest verwendet wurde, um dann durch Sichtkontrolle festzustellen, ob Korrosion aufgetreten ist oder nicht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 21 dargestellt. Der Salzsprühtest wird unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Es wird eine wässrige NaCI-Lösung mit einer Konzentration von 5 Massen-% verwendet; und eine Testzeit wird auf 96 Stunden eingestellt. Tabelle 21 zeigt repräsentativ: Probe Nr. 43, bei der die Anhaftungsmenge von C 15 Massen-% beträgt; Probe Nr. 114, bei der die Anhaftungsmenge von C 0 Massen-% beträgt und das Schmiermittel im Wesentlichen nicht anhaftete; und Probe Nr. 117, bei der die Anhaftungsmenge von C 40 Massen-% beträgt und das Schmiermittel im Übermaß haften blieb. Es ist zu beachten, dass die Ergebnisse der Proben Nr. 1 bis Nr. 77 ähnlich dem der Probe Nr. 43 war.
[Tabelle 13]

Probe Nr.	0,35er (Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,25 mm oder verpresster Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,32 mm)
	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläche A [µm²]	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläch e B [µm²]	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht A	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht B	Kristalline Materialien						mittlere Kristallkorngröße [µm]	Wasserstoffkonzentration [ml/100g]	Menge an C [Masse n-%]
	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläche A [µm²]	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläch e B [µm²]	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht A	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht B	mittlere Fläche A [µm²]	mittlere Fläche B [µm²]	Anzahl A [Stückzahl]	Anzahl B [Stück zahl]	Flächenverhältnis A [%]	Flächenverhältnis B [%]	mittlere Kristallkorngröße [µm]	Wasserstoffkonzentration [ml/100g]	Menge an C [Masse n-%]
1	1,6	1,7	2,0	2,1	0,6	0,5	26	31	96	95	19	8,0	11
2	0,5	0,5	5,2	5,1	1,4	1,4	26	23	89	89	13	2,8	5
3	0,6	0,6	3,3	3,4	0,9	0,9	48	44	93	94	25	3,0	19
4	1,5	1,6	1,3	1,3	0,2	0,1	41	40	100	97	7	7,7	18
5	0,7	0,7	2,0	2,1	0,6	0,6	53	50	96	97	19	3,7	5
6	1,0	1,0	5,0	5,2	1,3	1,3	90	90	90	89	48	3,1	16
7	1,3	1,3	6,9	6,7	1,9	2,0	129	138	85	87	36	5,9	14
8	2,0	2,0	2,8	2,8	0,8	0,7	77	72	95	95	46	7,9	16
9	1,9	1,9	1,8	1,8	0,8	0,8	106	94	97	97	31	7,9	16
10	1,7	1,7	7,9	7,8	2,3	2,2	148	156	83	85	2	6,4	17
11	1,7	1,7	5,8	5,6	1,5	1,4	117	128	88	90	33	6,0	17
12	0,7	0,8	4,8	4,7	1,3	1,3	219	208	90	93	44	3,2	8
13	0,4	0,5	1,1	1,1	0,1	0,1	219	229	100	99	24	2,6	7
14	0,1	0,1	4,6	4,6	1,3	1,2	386	368	91	90	8	0,7	15
15	1,7	1,6	1,2	1,2	0,1	0,1	258	266	100	98	25	7,2	14
16	0,9	0,9	5,5	5,6	1,5	1,6	354	340	89	86	17	3,3	8
17	1,0	0,9	1,6	1,7	0,4	0,4	385	393	97	100	48	4,4	11
18	1,3	1,4	3,0	3,0	0,8	0,9	397	396	94	95	45	4,4	5

[Tabelle 14]

Probe Nr.	0,35er (Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,25 mm oder verpresster Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,32 mm)
	Poren Oberflächenschicht Gesamt fläche A [µm²]	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläche B [µm²]	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht A	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht B	Kristalline Materialien						mittlere Kristallkorngröße [µm]	Wasserstoffkonzentration [ml/100g]	Menge an C [Massen -%]
	Poren Oberflächenschicht Gesamt fläche A [µm²]	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläche B [µm²]	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht A	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht B	mittlere Fläche A [µm²]	mittlere Fläche B [µm²]	Anzahl A [Stückzahl]	Anzahl B [Stückzahl]	Flächenverhältni s A [%]	Flächenverhältni s B [%]	mittlere Kristallkorngröße [µm]	Wasserstoffkonzentration [ml/100g]	Menge an C [Massen -%]
19	0,2	0,2	1,3	1,2	0,3	0,3	138	128	98	100	32	0,7	8
20	0,2	0,2	4,1	4,0	1,1	1,2	214	219	92	91	41	1,0	2
21	1,5	1,6	2,0	2,1	0,5	0,6	189	175	97	100	26	7,6	12
22	1,2	1,2	6,1	5,9	1,7	1,8	141	132	87	85	27	4,5	9
23	0,1	0,1	3,4	3,3	0,9	0,9	132	147	93	90	4	0,4	8
24	0,2	0,3	4,6	4,8	1,2	1,1	240	237	91	92	21	1,2	17
25	0,9	0,9	5,2	5,2	1,5	1,4	207	218	89	92	12	4,0	15
26	0,8	0,8	6,9	6,7	1,8	1,8	212	230	85	86	32	2,5	6
27	1,1	1,2	1,4	1,3	0,4	0,4	184	169	98	97	6	4,8	7
28	1,0	0,9	1,3	1,3	0,1	0,2	154	165	100	99	5	5,0	11
29	1,6	1,7	1,9	1,9	0,5	0,5	135	139	97	95	9	6,2	30
30	0,6	0,6	2,5	2,6	0,7	0,7	257	247	95	95	20	2,3	7
31	0,7	0,6	31,0	31,1	2,9	3,0	157	166	76	74	10	3,6	8
32	0,2	0,3	1,5	1,5	0,2	0,2	157	144	100	98	41	0,4	8
33	1,7	1,7	4,6	4,5	1,2	1,2	167	165	91	94	44	7,1	18
34	0,5	0,4	6,5	6,5	1,8	1,8	167	155	86	88	25	1,7	17
35	0,3	0,2	2,5	2,4	0,7	0,6	171	168	95	98	13	0,5	16
36	0,9	0,9	3,5	3,4	1,0	0,9	139	143	93	91	26	3,3	8
37	0,4	0,4	2,6	2,6	0,7	0,8	103	103	95	97	35	1,9	14
38	0,3	0,2	4,1	3,9	1,1	1,1	209	205	92	95	2	0,6	12
39	1,1	1,1	4,6	4,5	1,2	1,1	135	146	91	89	32	4,7	17
40	0,9	0,9	5,5	5,3	1,5	1,6	218	207	89	88	33	4,9	16
41	0,3	0,4	2,2	2,2	0,6	0,6	115	100	96	98	21	1,1	1
42	0,9	0,8	4,8	4,8	1,2	1,2	147	154	90	93	5	4,1	17
43	0,6	0,6	1,1	1,1	0,3	0,3	169	177	99	97	11	1,8	15
44	0,9	1,0	3,1	3,0	0,8	0,8	116	109	94	96	31	3,7	13
45	1,0	1,1	6,9	7,1	1,8	1,8	181	168	85	82	7	3,9	16
46	1,3	1,4	6,1	6,2	1,7	1,8	160	160	87	87	43	7,0	13
47	0,6	0,6	1,1	1,1	0,3	0,4	202	205	99	96	9	1,8	15

[Tabelle 15]

Probe Nr.	0,35er (Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,25 mm oder verpresster Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,32 mm)
	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläche A [µm²]	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläche B [µm²]	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht A	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht B	Kristalline Materialien						mittlere Kristallkorngröße [µm]	WasserStoff Konzentration [ml/100g]	Menge an C [Massen -%]
	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläche A [µm²]	Poren Oberflächenschicht Gesamtfläche B [µm²]	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht A	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht B	mittler e Fläche A [µm²]	mittlere Fläche B [µm²]	Anzahl A [Stückzahl]	Anzahl B [Stückzahl]	Flächenverhältnis A [%]	Flächenverhältnis B [%]	mittlere Kristallkorngröße [µm]	WasserStoff Konzentration [ml/100g]	Menge an C [Massen -%]
48	1,1	1,0	5,5	5,5	1,6	1,6	131	124	89	86	32	3,6	7
49	0,4	0,4	4,6	4,5	1,2	1,2	123	119	91	92	5	2,1	7
50	1,4	1,4	2,2	2,3	0,6	0,6	164	178	96	95	41	5,2	6
51	0,4	0,4	4,8	4,9	1,3	1,3	125	119	90	90	22	2,4	15
52	1,2	1,2	5,5	5,6	1,6	1,6	184	197	89	91	6	6,9	17
53	0,7	0,6	4,8	4,8	1,3	1,3	176	184	90	87	44	2,8	6
54	0,1	0,1	4,6	4,5	1,3	1,3	151	165	91	90	27	0,5	3
55	1,1	1,1	5,0	4,9	1,4	1,4	137	129	90	88	46	6,4	3
56	0,3	0,4	2,7	2,7	0,7	0,7	137	135	95	98	27	1,3	18
57	0,6	0,6	3,1	3,1	0,9	0,9	135	149	94	95	21	1,7	16
58	0,9	0,8	3,8	3,8	1,1	1,1	225	229	92	95	2	3,0	14
59	1,4	1,4	1,1	1,1	0,3	0,3	191	179	98	99	46	7,5	11
60	1,2	1,2	2,6	2,6	0,7	0,6	144	137	95	93	15	5,3	9
61	0,8	0,8	2,5	2,5	0,7	0,6	222	231	95	96	13	3,6	17
62	0,8	0,9	1,3	1,3	0,3	0,4	186	197	98	97	5	4,7	13
63	1,2	1,2	5,8	5,6	1,7	1,7	210	207	88	85	39	4,7	12
64	1,4	1,4	6,9	7,0	1,8	1,7	201	202	85	85	20	5,1	5
65	1,0	1,0	5,8	6,1	1,6	1,6	125	123	88	87	5	5,2	7
66	0,8	0,9	4,1	4,1	1,1	1,2	206	211	92	91	6	4,3	5
67	0,5	0,5	5,2	5,3	1,5	1,5	241	256	89	88	12	2,0	9
68	0,6	0,6	3,1	2,9	0,9	0,8	142	138	94	94	14	1,8	8
69	0,4	0,5	1,2	1,2	0,1	0,1	281	278	100	99	32	1,5	19
70	0,9	0,9	1,1	1,2	0,3	0,3	343	359	98	97	44	4,8	8
71	1,9	1,9	5,2	5,4	0,5	0,4	168	179	90	90	7	7,9	30
72	0,7	0,7	1,1	1,1	0,3	0,2	165	152	99	100	10	1,7	14
73	0,6	0,5	1,1	1,2	0,3	0,4	179	172	99	97	12	2,0	18
74	0,6	0,5	1,1	1,1	0,2	0,3	150	148	99	98	11	1,8	13
75	0,3	0,2	1,1	1,1	0,3	0,2	144	149	99	99	12	0,7	17
76	0,5	0,5	1,1	1,1	0,3	0,3	187	193	99	98	11	1,4	15
77	0,6	0,5	1,5	1,5	0,4	0,3	169	180	98	96	10	1,9	18

[Tabelle 16]

Probe Nr.	0,35er (Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,25 mm oder verpresster Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,32 mm)
	Poren Oberflächen -schicht Gesamtfläche A [µm²]	Poren Oberflächen -schicht Gesamtfläche B [µm²]	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht A	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht B	Kristalline Materialien						mittlere Kristallkorngröße [µm]	Wasserstoffkonzentration [ml/100g]	Menge an C [Massen - %]
	Poren Oberflächen -schicht Gesamtfläche A [µm²]	Poren Oberflächen -schicht Gesamtfläche B [µm²]	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht A	Poren Flächenverhältnis Innenbereich / Oberflächenschicht B	mittlere Fläche A [µm²]	mittlere Fläche B [µm²]	Anzahl A [Stückzahl]	Anzahl B [Stückzahl]	Flächenverhältnis A [%]	Flächenverhältnis B [%]	mittlere Kristallkorngröße [µm]	Wasserstoffkonzentration [ml/100g]	Menge an C [Massen - %]
101	0,6	0,6	6,1	6,0	1,7	1,8	304	292	87	88	46	3,3	10
102	1,0	1,1	5,5	5,5	1,6	1,5	240	245	89	88	36	3,4	16
103	1,3	1,3	4,6	4,4	1,2	1,2	565	538	91	90	5	7,0	7
104	0,8	0,8	2,2	2,3	0,6	0,6	315	308	96	96	42	2,7	15
105	0,9	0,9	4,8	4,7	1,3	1,3	209	221	90	87	24	5,0	6
106	0,5	0,5	5,5	5,6	1,6	1,6	344	357	89	84	6	2,7	13
111	2,7	2,6	5,5	5,3	0,6	0,5	150	148	89	84	42	9,4	18
112	1,1	1,1	45,0	45,0	3,7	3,7	110	115	51	52	8	6,0	8
113	1,4	1,5	6,5	6,3	1,1	1,1	181	174	86	90	55	7,1	13
114	1,1	1,0	6,1	5,9	1,5	1,6	217	226	87	85	11	4,9	0
115	0,4	0,5	6,1	6,2	0,9	0,9	124	138	87	91	19	1,1	10
116	0,7	0,7	5,2	5,2	0,1	0,1	129	128	89	87	35	2,6	20
117	0,7	0,7	5,2	5,1	0,3	0,3	175	181	89	89	45	3,6	40
118	2,9	2,9	5,5	5,7	0,3	0,3	202	209	89	90	9	10,4	15
119	2,1	2,1	1,7	1,7	0,1	0,1	149	142	90	89	8	8,1	25

[Tabelle 17]

Probe Nr.	0,35er (Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,25 mm oder verpresster Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,32 mm)
Probe Nr.	Oberflächenrauigkeit [µm]	Gleitreibungskoeffizient (Elementardraht)	Oxidsch ichtd icke [nm]	Schlagfestigkeit [J/m]	Schlagfestigkeit Einheitsfläche [J/m · mm²]	Anschlussklemmen-Befestig ungskraft [N]	Anschlussklemmen-Befestigungskraft Einheitsfläche [N/mm²]
1	1,36	0,1	57	8	23	40	114
2	0,90	0,2	15	8	22	43	124
3	1,22	0,1	34	8	23	56	161
4	0,22	0,1	12	9	25	64	184
5	2,82	0,4	55	9	26	62	178
6	0,26	0,1	10	8	24	70	199
7	2,88	0,2	28	8	22	74	211
8	0,84	0,1	45	6	18	76	216
9	0,84	0,1	45	5	13	86	245
10	2,18	0,1	40	6	16	72	206
11	1,40	0,1	6	5	15	78	224
12	2,13	0,2	2	7	21	72	205
13	2,37	0,3	48	5	14	86	247
14	0,68	0,1	18	5	14	88	251
15	2,73	0,2	6	7	21	94	270
16	0,98	0,1	8	4	12	92	262
17	2,67	0,2	118	4	10	103	296
18	2,00	0,3	48	4	12	100	286

[Tabelle 18]

Probe Nr.	0,35er (Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,25 mm oder verpresster Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,32 mm)
Probe Nr.	Oberflächenrauigkeit [µm]	Gleitreibungskoeffizient (Elementardraht)	Oxidschichtdicke [nm]	Schlagfestigkeit [J/m]	Schlagfestigkeit Einheitsfläche [J/m · mm²]	Anschlussklemmen-Befestig ungskraft [N]	Anschlussklemmen-Befestigungskraft Einheitsfläche [N/mm²]
19	1,80	0,2	34	9	25	70	199
20	1,56	0,5	2	9	27	72	205
21	2,13	0,2	23	9	24	72	205
22	2,91	0,3	20	8	22	71	204
23	1,52	0,2	46	7	21	70	201
24	1,55	0,1	18	4	10	82	233
25	2,34	0,2	27	9	25	73	208
26	0,55	0,1	45	4	11	93	266
27	0,06	0,1	31	10	28	72	205
28	1,55	0,1	27	11	33	81	230
29	0,72	0,1	61	8	23	72	205
30	1,56	0,2	1	4	11	75	213
31	2,15	0,2	13	9	25	71	202
32	0,14	0,1	48	8	22	79	227
33	1,39	0,1	14	9	25	69	196
34	0,76	0,1	4	6	17	70	201
35	1,10	0,1	27	8	24	74	213
36	0,41	0,1	7	6	18	84	240
37	2,64	0,2	38	9	25	69	197
38	0,06	0,1	22	8	23	78	223
39	2,29	0,1	4	8	23	76	216
40	2,50	0,2	41	9	26	76	219
41	0,30	0,2	37	10	28	93	267
42	1,49	0,1	26	9	26	75	214
43	2,78	0,2	1	6	17	76	218
44	2,35	0,2	68	10	29	92	262
45	1,07	0,1	49	8	24	73	209
46	1,77	0,1	9	9	26	71	203
47	2,78	0,2	1	7	21	76	218

[Tabelle 19]

Probe Nr.	0,35er (Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,25 mm oder verpresster Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,32 mm)
Probe Nr.	Oberflächenrauigkeit [µm]	Gleitreibungskoeffizient (Elementardraht)	Oxidsch ichtdicke [nm]	Schlagfestigkeit [J/m]	Schlagfestigkeit Einheitsfläche [J/m · mm²]	Anschlussklemmen-Befestig ungskraft [N]	Anschlussklemmen-Befestigungskraft Einheitsfläche [N/mm²]
48	0,03	0,1	4	8	21	97	278
49	1,16	0,2	41	9	26	74	211
50	2,49	0,3	32	7	20	74	213
51	1,56	0,1	62	9	27	74	212
52	2,51	0,2	6	9	26	74	211
53	1,63	0,2	5	9	27	73	210
54	2,26	0,8	44	9	27	92	264
55	0,72	0,2	43	4	12	93	265
56	2,15	0,1	8	6	18	105	301
57	0,93	0,1	8	10	28	90	258
58	1,43	0,1	43	10	29	90	257
59	0,13	0,1	28	8	21	84	240
60	1,43	0,2	44	8	22	75	213
61	0,31	0,1	13	8	22	73	208
62	1,81	0,1	26	10	28	91	261
63	0,17	0,1	18	12	33	93	266
64	2,52	0,4	19	8	24	97	278
65	0,19	0,1	35	7	19	95	271
66	2,12	0,3	25	4	11	111	316
67	2,46	0,2	27	8	23	97	278
68	1,50	0,2	1	7	21	76	217
69	2,35	0,1	10	6	17	108	308
70	1,74	0,2	25	5	14	107	305
71	1,05	0,1	25	10	29	75	214
72	2,64	0,2	2	6	18	75	215
73	2,21	0,1	1	7	19	76	216
74	2,97	0,2	3	5	15	73	207
75	2,12	0,1	1	7	21	77	221
76	2,51	0,2	5	6	16	74	211
77	2,46	0,1	7	7	20	67	193

[Tabelle 20]

Probe Nr.	0,35er (Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,25 mm oder verpresster Litzendraht mit sieben Drahtelementen mit ϕ 0,32 mm)
Probe Nr.	Oberflächenrauigkeit [µm]	Gleitreibungskoeffizient (Elementardraht)	Oxidschichtdicke [nm]	Schlagfestigkeit [J/m]	Schlagfestigkeit Einheitsfläche [J/m · mm²]	Anschlussklemmen-Befestig ungskraft [N]	Anschlussklemmen-Befestigungskraft Einheitsfläche [N/mm²]
101	0,86	0,1	39	2	5	87	248
102	2,65	0,2	16	2	5	68	196
103	2,90	0,4	8	2	6	112	319
104	0,75	0,1	17	2	5	91	261
105	0,20	0,1	38	2	7	94	270
106	0,24	0,1	25	2	5	79	227
111	1,29	0,1	22	7	20	70	201
112	2,39	0,3	16	6	17	70	200
113	1,12	0,1	37	12	33	35	100
114	0,65	1,0	27	9	27	72	205
115	3,87	1,2	47	9	26	72	205
116	1,74	0,1	315	9	26	72	206
117	2,20	0,1	21	9	27	72	205
118	2,78	0,2	1	5	15	69	197
119	1,12	0,1	35	8	23	73	209

[Tabelle 21]

Probe Nr.	Menge an C [Massen-%]	Auftreten von Korrosion nach Salzsprühtest (5%NaCl über 96 h)
43	15	nicht aufgetreten
114	0	aufgetreten
117	40	nicht aufgetreten

In jedem der AI-Legierungsdrähte der Proben Nr. 1 bis Nr. 1. 77 (im Folgenden auch kollektiv als „ausgehärtete Probengruppe“ bezeichnet), von denen jede aus der Legierung auf Al-Mg-Si-Basis mit einer solchen spezifischen Zusammensetzung besteht, die Mg und Si in den spezifischen Bereichen und entsprechend das spezifische Element α in dem spezifischen Bereich enthält und jeweils einer Ausscheidungsbehandlung unterzogen wurde, ist der Bewertungsparameterwert der Schlagfestigkeit so hoch, dass er größer oder gleich 4 J/m beträgt, wie in Tabelle 17 bis Tabelle 19 dargestellt, im Vergleich zu demjenigen jedes der AI-Legierungsdrähte der Proben Nr. 101 bis Nr. 106 (im Folgenden auch kollektiv als „Vergleichsprobengruppe“ bezeichnet), die nicht die spezifische Zusammensetzung hatten. Darüber hinaus ist, wie in Tabelle 9 bis Tabelle 11 dargestellt, in jedem der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe die Bruchdehnung hoch und die Anzahl der Biegevorgänge hat ebenfalls ein hohes Niveau. Vor diesem Hintergrund ist zu verstehen, dass der AI-Legierungsdraht der ausgehärteten Probengruppe im Vergleich zum AI-Legierungsdraht der Vergleichsprobengruppe eine gute Ausgewogenheit zwischen ausgezeichneter Schlagfestigkeit und sehr guter Ermüdungseigenschaft aufweist. Darüber hinaus sind in der ausgehärteten Probengruppe die mechanischen und elektrischen Eigenschaften ausgezeichnet, d.h. die Zugfestigkeit ist hoch, die elektrische Leitfähigkeit ist ebenfalls hoch, die Bruchdehnung ist ebenfalls hoch, und auch die 0,2%-Dehngrenze ist hoch. Quantitativ ist in jedem der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe die Zugfestigkeit größer oder gleich 150 MPa, die 0,2%-Dehngrenze größer oder gleich 90 MPa, die Bruchdehnung größer oder gleich 5% und die elektrische Leitfähigkeit größer oder gleich 40% IACS. Darüber hinaus ist das Verhältnis „Dehnspannung/Zug“ der Zugfestigkeit und der 0,2%-Dehngrenze auch so hoch, dass es größer oder gleich 0,5 ist. Weiterhin kann man verstehen, dass jeder der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe hervorragende Eigenschaften in Bezug auf die Befestigung (größer oder gleich 40 N) am Anschlussklemmenabschnitt aufweist, wie in Tabelle 17 bis Tabelle 19 gezeigt. Ein Grund dafür ist vermutlich folgender: in jedem der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe ist der Kaltverfestigungsexponent so hoch, dass er größer oder gleich 0,05 ist (Tabelle 9 bis Tabelle 11), so dass eine ausgezeichnete festigkeitsverbessernde Wirkung durch die Kaltverfestigung beim Verquetschen des Crimpanschlusses erhalten wurde.
Insbesondere wie in Tabelle 17 bis Tabelle 19 dargestellt ist, weist der AI-Legierungsdraht der ausgehärteten Probengruppe einen kleinen Gleitreibungskoeffizienten auf. Quantitativ ist der Gleitreibungskoeffizient kleiner oder gleich 0,8 und in vielen Proben kleiner oder gleich 0,5. Da der Gleitreibungskoeffizient somit klein ist, können die Elementardrähte des Litzendrahts leicht aufeinander gleiten, wobei davon ausgegangen wird, dass beim wiederholten Biegen eine Trennung weniger wahrscheinlich ist. Dann wurde jeweils für einen massiven Draht (mit einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm) mit der Zusammensetzung der Probe Nr. 41 und für einen Litzendraht, der aus AI-Legierungsdrähten jeweils mit der Zusammensetzung der Probe Nr. 41 hergestellt war, die Anzahl der Biegevorgänge bis zum Auftreten von Bruch mit dem oben beschriebenen WiederholungsBiegeprüfgerät ermittelt. Die Prüfbedingungen sind wie folgt: Die Biegeverformung beträgt 0,9% und die Belastung 12,2 MPa. Elementardrähte mit jeweils einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm werden auf die gleiche Weise hergestellt wie bei einem massiven AI-Legierungsdraht mit einem Drahtdurchmesser von 0,3 mm. Sieben dieser Elementardrähte wurden verseilt und dann verpresst, wodurch ein verpresster Litzendraht mit einer Querschnittsfläche von 0,35 mm² (0,35er) erhalten wurde. Anschließend wird der verpresste Litzendraht einer Ausscheidungsbehandlung unterzogen (Bedingungen der Probe Nr. 41 in Tabelle 6). Als Ergebnis des Tests betrug die Anzahl der Biegevorgänge bis zum Auftreten von Brüchen beim Volldraht 3894, während die Anzahl der Biegevorgänge bis zum Auftreten von Brüchen beim Litzendraht 12053 betrug. Die Anzahl der Biegevorgänge war stark erhöht. Vor diesem Hintergrund ist bei der Verwendung eines Elementardrahtes mit kleinem Gleitreibungskoeffizienten für einen Litzendraht eine die Ermüdungseigenschaft verbessernde Wirkung zu erwarten. Darüber hinaus weist der AI-Legierungsdraht der ausgehärteten Probengruppe, wie in Tabelle 17 bis Tabelle 19 dargestellt, eine geringe Oberflächenrauigkeit auf. Quantitativ ist die Oberflächenrauigkeit kleiner oder gleich 3 µm. In vielen Proben ist die Oberflächenrauigkeit kleiner oder gleich 2,5 µm. In einigen Proben ist die Oberflächenrauigkeit kleiner oder gleich 2 µm oder kleiner oder gleich 1 µm, was kleiner ist als die der Probe Nr. 115 (Tabelle 20). Im Vergleich zwischen Probe Nr. 20 (Tabelle 18, Tabelle 10) und Probe Nr. 115 (Tabelle 20, Tabelle 12) mit gleicher Zusammensetzung ist der Gleitreibungskoeffizient kleiner, die Oberflächenrauigkeit kleiner und die Anzahl der Biegevorgänge größer und auch die Schlagfestigkeit ist bei Probe Nr. 20 tendenziell besser. Angesichts dessen geht man davon aus, dass ein kleiner Gleitreibungskoeffizient seinen Beitrag zur Verbesserung der Ermüdungseigenschaften und zur Verbesserung der Schlagfestigkeit leistet. Um den Gleitreibungskoeffizienten zu reduzieren, kann man außerdem sagen, dass es effektiv ist, eine geringe Oberflächenrauigkeit zu erreichen.
Wie in Tabelle 13 bis Tabelle 15 dargestellt, kann gesagt werden, dass, wenn auf der Oberfläche jedes der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe das Schmiermittel haftet, insbesondere wenn die Anhaftungsmenge von C größer oder gleich 1 Massen-% ist (siehe Vergleich zwischen Probe Nr. 41 (Tabelle 14 und Tabelle 18) und Probe 114 (Tabelle 16 und Tabelle 20), der Gleitreibungskoeffizient wahrscheinlich klein sein wird, wie in Tabelle 17 bis Tabelle 19 dargestellt. Da die Anhaftungsmenge von C auch bei vergleichsweise großer Oberflächenrauigkeit groß ist, ist der Gleitreibungskoeffizient wahrscheinlich klein (z.B. Probe Nr. 22 (Tabelle 14 und Tabelle 18). Darüber hinaus wird, wie in Tabelle 21 dargestellt, davon ausgegangen, dass die Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet ist, da das Schmiermittel auf der Oberfläche des AI-Legierungsdrahtes haftet. Wenn die Anhaftungsmenge des Schmiermittels (Anhaftungsmenge von C) zu groß ist, wird ein Anschlusswiderstand zum Anschlussklemmenabschnitt erhöht. Daher wird davon ausgegangen, dass die Anhaftungsmenge des Schmiermittels vorzugsweise bis zu einem gewissen Grad gering ist, insbesondere weniger als oder gleich 30 Massen-%.
Weiterhin können auf der Grundlage dieses Tests die folgenden Fakten hervorgehoben werden.
Für die nachfolgend beschriebenen Sachverhalte bezüglich der Poren und der kristallinen Materialien wird auf ein Bewertungsergebnis bei Verwendung des Messbereichs A in Form eines Rechtecks und ein Bewertungsergebnis bei Verwendung des Messbereichs B in Form eines Sektors verwiesen.
(1) Wie in Tabelle 13 bis Tabelle 15 dargestellt, ist in jedem der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe die Gesamtfläche der Poren in der Oberflächenschicht kleiner oder gleich 2,0 µm², was kleiner ist als diejenige jedes der AI-Legierungsdrähte der Proben Nr. 111, Nr. 118 und Nr. 119, die in Tabelle 16 gezeigt sind. Unter Berücksichtigung von Poren in dieser Oberflächenschicht wird ein Vergleich zwischen Probe Nr. 20 und Probe Nr. 111 mit der gleichen Zusammensetzung, zwischen Probe Nr. 47 und Probe Nr. 118 mit dergleichen Zusammensetzung und zwischen Probe Nr. 71 und Probe Nr. 119 mit der gleichen Zusammensetzung durchgeführt. Es versteht sich, dass in den Proben Nr. 20, Nr. 47 und Nr. 71, die jeweils eine geringere Menge an Poren enthalten, die Schlagzähigkeit besser ist (Tabelle 18, Tabelle 19), die Anzahl der Biegevorgänge größer ist und die Ermüdungseigenschaften besser sind (Tabelle 10, Tabelle 11). Ein Grund dafür ist vermutlich folgender: In jedem der AI-Legierungsdrähte der Proben Nr. 111, Nr. 118 und Nr. 119, in denen sich jeweils eine große Menge an Poren in der Oberflächenschicht befindet, tritt wahrscheinlich ein Bruch auf, da die Poren als Ausgangspunkt für Risse bei Stößen oder wiederholtem Biegen dienen. In Anbetracht dessen kann man sagen, dass durch Reduzierung der Poren in der Oberflächenschicht des AI-Legierungsdrahtes die Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften verbessert werden können. Darüber hinaus ist, wie in Tabelle 13 bis Tabelle 15 dargestellt, in jedem der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe der Wasserstoffgehalt kleiner als in jedem der AI-Legierungsdrähte der Proben Nr. 111, Nr. 118 und Nr. 119, wie in Tabelle 16 gezeigt. Deshalb wird davon ausgegangen, dass Wasserstoff ein Faktor für Poren ist. In jeder der Proben Nr. 111, Nr. 118 und Nr. 119 war die Temperatur der Schmelze hoch und es wird davon ausgegangen, dass wahrscheinlich eine große Menge an gelöstem Gas in der Schmelze war, so dass anzunehmen ist, dass mehr Wasserstoff vorhanden ist, der aus dem gelösten Gas stammt. In Anbetracht dessen kann man sagen, dass es zur Reduzierung der Poren in der Oberflächenschicht sinnvoll ist, die Temperatur der Schmelze im Gießprozess auf eine niedrige Temperatur (hier weniger als 750°C) einzustellen.
Darüber hinaus wird im Hinblick auf einen Vergleich zwischen Probe Nr. 10 (Tabelle 13) und jeder der Proben Nr. 22 bis Nr. 24 (Tabelle 14) davon ausgegangen, dass Wasserstoff wahrscheinlich reduziert wird, wenn Cu enthalten ist.
(2) Wie in Tabelle 13 bis Tabelle 15 dargestellt, ist in jedem der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe die Menge an Poren nicht nur in der Oberflächenschicht, sondern auch in deren Innenabschnitt gering. Quantitativ ist das Verhältnis „Innenabschnitt/Oberflächenschicht“ der Gesamtfläche der Poren kleiner oder gleich 44, hier kleiner oder gleich 35. In vielen Proben ist das Verhältnis „Innenabschnitt/Oberflächenschicht“ der Gesamtfläche der Poren kleiner oder gleich 20 oder 10, was kleiner ist als das der Probe Nr. 112 (Tabelle 16). Im Vergleich zwischen Probe Nr. 20 und Probe Nr. 112 mit gleicher Zusammensetzung ist die Anzahl der Biegevorgänge größer (Tabelle 10, Tabelle 12), und auch der Parameterwert der Schlagfestigkeit ist höher (Tabelle 18, Tabelle 20) in Probe Nr. 20, bei der das Verhältnis „Innenabschnitt/Oberflächenschicht“ klein ist. Ein Grund dafür ist vermutlich folgender: Im AI-Legierungsdraht der Probe 112, bei der sich im Innenabschnitt eine große Menge an Poren befindet, schreiten beim wiederholten Biegen o.ä. die Risse von der Oberflächenschicht über die Poren zum Innenabschnitt fort, was dem Auftreten von Brüchen Vorschub leistet. In Anbetracht dessen kann gesagt werden, dass durch Reduzierung der Poren in der Oberflächenschicht und im Innenbereich des AI-Legierungsdrahtes die Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften verbessert werden können. Darüber hinaus kann man mit Blick auf diesen Test sagen, dass mit zunehmender Abkühlrate das Verhältnis „Innenabschnitt/Oberflächenschicht“ wahrscheinlich kleiner ist. Um die Poren im Innenabschnitt zu reduzieren, kann daher die Aussage getroffen werden, dass es wirksam ist, die Temperatur der Schmelze auf eine niedrige Temperatur einzustellen und die Abkühlrate im Temperaturbereich bis 650°C bis zu einem gewissen Grad im Gießprozess auf einen hohen Wert einzustellen (hier mehr als 0,5°C/Sekunde oder größer oder gleich 1°C/Sekunde, vorzugsweise weniger als 25°C/Sekunde oder weniger als 20°C/Sekunde).
(3) Wie in Tabelle 13 bis Tabelle 15 dargestellt ist, befindet sich in jedem der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe eine bestimmte Menge an feinkristallinen Materialien in der Oberflächenschicht. Quantitativ ist die mittlere Fläche der kristallinen Materialien kleiner oder gleich 3 µm². In vielen Proben ist die mittlere Fläche der kristallinen Materialien kleiner oder gleich 2 µm² oder kleiner oder gleich 1,5 µm². Außerdem ist die Anzahl dieser feinkristallinen Materialien größer als 10 und kleiner oder gleich 400, hier kleiner oder gleich 350. In vielen Proben ist die Anzahl solcher feinkristallinen Materialien kleiner oder gleich 300, und in einigen Proben ist die Anzahl solcher feinkristallinen Materialien kleiner oder gleich 200 oder kleiner oder gleich 100. In einem Vergleich zwischen Probe Nr. 20 (Tabelle 10, Tabelle 18) und Probe Nr. 112 (Tabelle 12, Tabelle 20) mit der gleichen Zusammensetzung ist die Anzahl der Biegevorgänge größer und auch der Parameterwert der Schlagfestigkeit in Probe Nr. 20 höher, in der sich eine bestimmte Menge an feinkristallinen Materialien in der Oberflächenschicht befindet. Vor diesem Hintergrund wird davon ausgegangen, dass die kristallinen Materialien in der Oberflächenschicht von feiner Beschaffenheit sind und daher eher keine Ausgangspunkte für Rissbildung darstellen, was zu hervorragenden Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt. Es wird angenommen, dass die darin enthaltene, bestimmte Menge an feinkristallinen Materialien dazu dient, das Kristallwachstum zu unterdrücken und das Biegen oder dergleichen zu erleichtern, was zu einem Faktor der Verbesserung der Ermüdungseigenschaften führt.
Darüber hinaus hatten in diesem Test, wie in „Flächenverhältnis“ von Tabelle 13 bis Tabelle 15 gezeigt ist, viele der kristallinen Materialien in der Oberflächenschicht (hier ein Anteil von größer oder gleich 70%; größer oder gleich 80% oder in vielen Fällen größer oder gleich 85%) eine Größe von kleiner oder gleich 3µm². Die kristallinen Materialien waren auch von feiner Beschaffenheit und hatten eine einheitliche Größe. In Anbetracht dessen wird davon ausgegangen, dass die kristallinen Materialien eher keinen Ausgangspunkt für Rissbildung darstellten.
Da die kristallinen Materialien bei diesem Test nicht nur in der Oberflächenschicht, sondern auch im Innenbereich klein sind (kleiner oder gleich 40 µm²), wie vorstehend beschrieben, wird darüber hinaus davon ausgegangen, dass die kristallinen Materialien eigentlich keinen Ausgangspunkt für Rissbildung darstellen und auch nicht mit einem Rissfortschritt von der Oberflächenschicht über die kristallinen Materialien zum Innenbereich zu rechnen ist, was zu ausgezeichneten Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften führt.
Um die bestimmte Menge an feinkristallinen Materialien zu erhalten, kann man angesichts dieses Tests sagen, dass es effektiv ist, die Abkühlrate in dem spezifischen Temperaturbereich in gewissem Maß auf einen hohen Wert einzustellen (hier auf einen Wert von mehr als 0,5°C/Sekunde oder größer oder gleich 1°C/Sekunde, vorzugsweise weniger als 25°C/Sekunde oder weniger als 20°C/Sekunde).
(4) Wie in Tabelle 13 bis Tabelle 15 dargestellt ist, weist jeder der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe eine kleine Kristallkorngröße auf. Quantitativ ist die mittlere Kristallkorngröße kleiner oder gleich 50 µm. In vielen Proben ist die mittlere Kristallkorngröße kleiner oder gleich 35 µm oder kleiner oder gleich 30 µm, und in einigen Proben ist die mittlere Kristallkorngröße kleiner oder gleich 20 µm, was jeweils kleiner ist als bei Probe Nr. 113 (Tabelle 16). Im Vergleich zwischen Probe Nr. 20 (Tabelle 10) und Probe Nr. 113 (Tabelle 12) mit gleicher Zusammensetzung ist die Anzahl der Biegevorgänge in Probe Nr. 20 etwa doppelt so groß wie in Probe Nr. 113. Daher wird davon ausgegangen, dass die kleine Kristallkorngröße insbesondere zur Verbesserung der Ermüdungseigenschaften beiträgt. Darüber hinaus kann im Hinblick auf diesen Test beispielsweise die Aussage getroffen werden, dass die Kristallkorngröße voraussichtlich klein ist, wenn die Ausscheidungstemperatur auf eine niedrige Temperatur oder die Haltezeit auf eine kurze Zeit eingestellt wird.
(5) Wie in Tabelle 17 bis Tabelle 19 dargestellt ist, weist jeder der AI-Legierungsdrähte der ausgehärteten Probengruppe eine Oberflächenoxidschicht auf, wobei aber die Oberflächenoxidschicht so dünn ist (siehe Vergleich mit Probe Nr. 116 in Tabelle 20), dass sie kleiner oder gleich 120 nm ist. Daher wird davon ausgegangen, dass mit jedem dieser AI-Legierungsdrähte eine Zunahme des Anschlusswiderstands zum Anschlussklemmenabschnitt reduziert und eine niederohmige Verbindungsstruktur aufgebaut werden kann. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass die Oberflächenoxidschicht mit einer geeigneten Dicke (hier größer oder gleich 1 nm) zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit beiträgt. Außerdem kann im Hinblick auf diesen Test gesagt werden, dass bei Einsatzbedingungen, unter denen die Wärmebehandlung, wie z.B. die Ausscheidungsbehandlung, in der Umgebungsluft durchgeführt wird oder eine Böhmitschicht gebildet werden kann, die Oberflächenoxidschicht wahrscheinlich dick ist. Außerdem kann man sagen, dass bei Verwendung einer sauerstoffarmen Atmosphäre die Oberflächenoxidschicht wahrscheinlich dünn ist.
(6) Wie in Tabelle 11, Tabelle 15 und Tabelle 19 dargestellt ist, kann auch dann, wenn von dem jeweiligen Herstellungsverfahren A, B und D auf das Herstellverfahren G (Probe Nr. 72 bis Nr. 77) umgestellt wird, die Aussage getroffen werden, dass ein AI-Legierungsdraht mit einem kleinen Gleitreibungskoeffizienten, einer ausgezeichneten Schlagzähigkeit und einer hervorragenden Ermüdungseigenschaft erhalten wird. Insbesondere durch Einstellen der Drahtziehbedingungen, der Wärmebehandlungsbedingungen oder dergleichen kann ein AI-Legierungsdraht mit einem kleinen Gleitreibungskoeffizienten, einer hervorragenden Schlagzähigkeit und einer ausgezeichneten Ermüdungseigenschaft hergestellt werden, was zu einem hohen Freiheitsgrad beim Fertigungszustand führt.
Wie vorstehend beschrieben, hat der AI-Legierungsdraht, der aus der Legierung auf Al-Mg-Si-Basis mit der spezifischen Zusammensetzung besteht, welche die Ausscheidungsbehandlung durchlaufen hat und einen kleinen Gleitreibungskoeffizienten aufweist, eine hohe Festigkeit, eine hohe Zähigkeit, eine hohe Leitfähigkeit, eine ausgezeichnete Festigkeit der Verbindung mit dem Anschlussklemmenabschnitt, eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit und eine ausgezeichnete Ermüdungseigenschaft. Es wird erwartet, dass ein solcher AI-Legierungsdraht in geeigneter Weise für einen Leiter eines ummantelten elektrischen Drahtes verwendet werden kann, insbesondere für einen Leiter eines mit einer Anschlussklemme ausgestatteten elektrischen Drahtes, an dem ein Anschlussklemmenabschnitt befestigt ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht durch diese Beispiele, sondern vielmehr durch die Begriffe der Ansprüche definiert und soll alle Änderungen innerhalb des Umfangs und des Bedeutungsgehalts mit einbeziehen, die den Begriffen der Ansprüche entsprechen.
So können beispielsweise die Zusammensetzung der Legierung, die Querschnittsfläche des Drahtelements, die Anzahl der im Litzendraht miteinander verseilten Drähte und die Herstellungsbedingungen (Temperatur der Schmelze, Abkühlrate beim Gießen, Wärmebehandlungszeit, Wärmebehandlungsbedingung und dgl.) im Testbeispiel 1 entsprechend geändert werden.
[Bestimmungen]
Als Aluminiumlegierungsdraht, der hervorragende Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften hat, kann nachfolgend beschriebene Konfiguration verwendet werden. Als Verfahren zur Herstellung des Aluminiumlegierungsdrahtes mit ausgezeichneten Schlagfestigkeits- und Ermüdungseigenschaften kann nachfolgend beschriebenes Verfahren verwendet werden.
[Bestimmung 1]
Aluminiumlegierungsdraht, bestehend aus einer Aluminiumlegierung, wobei die Aluminiumlegierung mehr als oder gleich 0,03 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-% Mg, mehr als oder gleich 0,02 Massen-% und weniger als oder gleich 2,0 Massen-% Si und einen Rest aus AI und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält, wobei Mg/Si im Massenverhältnis größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5 ist, und
der Aluminiumlegierungsdraht einen Gleitreibungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,8 aufweist.
[Bestimmung 2]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß [Bestimmung 1], wobei der Aluminiumlegierungsdraht eine Oberflächenrauigkeit von kleiner oder gleich 3 µm aufweist.
[Bestimmung 3]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß [Bestimmung 1] oder [Bestimmung 2], wobei ein Schmiermittel an einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes haftet und eine Anhaftungsmenge von C, die vom Schmiermittel stammt, mehr als 0 Massen-% und weniger als oder gleich 30 Massen-% beträgt.
[Bestimmung 4]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer von [Bestimmung 1] bis [Bestimmung 3], wobei in einem Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein Porenmessbereich in Form eines Sektors mit einer Fläche von 1500 µm² innerhalb eines ringförmigen Oberflächenschichtbereichs definiert ist, der sich von einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes um 30 µm in Tiefenrichtung erstreckt, und eine Gesamtquerschnittsfläche der Poren im Porenmessbereich in Form des Sektors kleiner oder gleich 2 µm² ist.
[Bestimmung 5]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß [Bestimmung 4], wobei im Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein innenliegender Porenmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 30 µm und einer langen Seitenlänge von 50 µm so definiert ist, dass ein Mittelpunkt des Rechtecks des innenliegenden Porenmessbereichs mit einem Mittelpunkt des Aluminiumlegierungsdrahtes zusammenfällt, und ein Verhältnis einer Gesamtquerschnittsfläche von Poren im innenliegenden Porenmessbereich zur Gesamtquerschnittsfläche der Poren im Porenmessbereich in Form des Sektors größer oder gleich 1,1 und kleiner oder gleich 44 ist.
[Bestimmung 6]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß [Bestimmung 4] oder [Bestimmung 5], wobei ein Wasserstoffgehalt im Aluminiumlegierungsdraht kleiner oder gleich 8,0 ml/100 g ist.
[Bestimmung 7]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer von [Bestimmung 1] bis [Bestimmung 6], wobei in einem Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein Kristallisationsmessbereich in Form eines Sektors mit einer Fläche von 3750 µm² innerhalb eines ringförmigen Oberflächenschichtbereichs definiert ist, der sich von einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes um 50 µm in Tiefenrichtung erstreckt, und eine mittlere Fläche kristalliner Materialien im Kristallisationsmessbereich in Form des Sektors größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 3 µm² ist.
[Bestimmung 8]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß [Bestimmung 7], wobei die Anzahl der kristallinen Materialien im Kristallisationsmessbereich in Form des Sektors mehr als 10 und weniger als oder gleich 400 beträgt.
[Bestimmung 9]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß [Bestimmung 7] oder [Bestimmung 8], wobei im Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein innenliegender Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm so definiert ist, dass ein Mittelpunkt des Rechtecks des innenliegenden Kristallisationsmessbereichs mit einem Mittelpunkt des Aluminiumlegierungsdrahtes zusammenfällt, und eine mittlere Fläche kristalliner Materialien im innenliegenden Kristallisationsmessbereich größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 40 µm² ist.
[Bestimmung 10]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer von [Bestimmung 1] bis [Bestimmung 9], wobei eine mittlere Kristallkorngröße der Aluminiumlegierung kleiner oder gleich 50 µm ist.
[Bestimmung 11]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer von [Bestimmungen 1] bis [Bestimmung 10], wobei ein Kaltverfestigungsexponent des Aluminiumlegierungsdrahtes größer oder gleich 0,05 ist.
[Bestimmung 12]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer von [Bestimmung 1] bis [Bestimmung 11], wobei eine Dicke einer Oberflächenoxidschicht des Aluminiumlegierungsdrahtes größer oder gleich 1 nm und kleiner oder gleich 120 nm ist.
[Bestimmung 13]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer von [Bestimmung 1] bis [Bestimmung 12], wobei die Aluminiumlegierung weiterhin ein oder mehrere Elemente enthält, die ausgewählt sind aus Fe, Cu, Mn, Ni, Zr, Cr, Zn und Ga, wobei mehr als oder gleich 0 Massen-% und weniger als oder gleich 0,5 Massen-% jedes der einen oder mehreren Elemente enthalten sind und insgesamt mehr als oder gleich 0 Massen-% und weniger als oder gleich 1,0 Massen-% des einen oder der mehreren Elemente enthalten sind.
[Bestimmung 14]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer von [Bestimmung 1] bis [Bestimmung 13], wobei die Aluminiumlegierung weiterhin mehr als oder gleich 0 Massen-% und weniger als oder gleich 0,05 Massen-% Ti und/oder mehr als oder gleich 0 Massen-% und weniger als oder gleich 0,005 Massen-% B enthält.
[Bestimmung 15]
Aluminiumlegierungsdraht gemäß einer von [Bestimmung 1] bis [Bestimmung 14], wobei eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt sind: eine Zugfestigkeit ist größer oder gleich 150 MPa; eine 0,2%-Dehngrenze ist größer oder gleich 90 MPa; eine Bruchdehnung ist größer oder gleich 5%; und eine elektrische Leitfähigkeit ist größer oder gleich 40% IACS.
[Bestimmung 16]
Aluminiumlegierungs-Litzendraht mit mehreren Aluminiumlegierungsdrähten gemäß einer der [Bestimmung 1] bis [Bestimmung 15], wobei die mehreren Aluminiumlegierungsdrähte miteinander verseilt sind.
[Bestimmung 17]
Aluminiumlegierungs-Litzendraht gemäß [Bestimmung 16], wobei eine Litzensteigung mindestens 10 mal und höchstens 40 mal so groß wie der Teilkreisdurchmesser des Aluminiumlegierungs-Litzendrahtes ist.
[Bestimmung 18]
Ummantelter elektrischer Draht, aufweisend: einen Leiter; und eine Isolierumhüllung, die einen Außenumfang des Leiters bedeckt, wobei
der Leiter den Aluminiumlegierungs-Litzendraht gemäß [Bestimmung 16] oder [Bestimmung 17] aufweist.
[Bestimmung 19]
Ein mit einer Anschlussklemme ausgestatteter elektrischer Draht, aufweisend: den ummantelten elektrischen Draht gemäß [Bestimmung 18]; und einen Anschlussklemmenabschnitt, der an einem Endabschnitt des ummantelten elektrischen Drahtes befestigt ist.
[Bestimmung 20]
Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumlegierungsdrahtes, wobei das Verfahren umfasst:

einen Gießschritt zum Bilden eines Gussmaterials durch Gießen einer Schmelze einer Aluminiumlegierung, die mehr als oder gleich 0,03 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-% Mg, mehr als oder gleich 0,02 Massen-% und weniger als oder gleich 2,0 Massen-% Si und einen Rest aus AI und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält, wobei Mg/Si im Massenverhältnis größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5 ist;
einen Zwischenbearbeitungsschritt zur Durchführung einer plastischen Bearbeitung am Gussmaterial zum Bilden eines Zwischenbearbeitungsmaterials;
einen Drahtziehschritt zur Durchführung eines Drahtziehens am Zwischenarbeitsmaterial zum Bilden eines drahtgezogenen Elements; und
einen Wärmebehandlungsschritt zur Durchführung einer Wärmebehandlung während des Drahtziehens oder nach dem Drahtziehschritt, wobei
bei dem Schritt des Drahtziehens eine Drahtziehmatrize mit einer Oberflächenrauigkeit von kleiner oder gleich 3 µm verwendet wird.

Bezugszeichenliste

1: ummantelter elektrischer Draht
10: mit einer Anschlussklemme ausgestatteter elektrischer Draht
2: Leiter
20: Aluminiumlegierungs-Litzendraht
22: Aluminiumlegierungsdraht (Elementardraht)
220: Oberflächenschichtbereich
222: Oberflächenschicht-Porenmessbereich
224: Porenmessbereich
22S: kurze Seite
22L: lange Seite
P: Kontaktpunkt
T: Tangente
C: Gerade g Lücke
3: Isolierumhüllung
4: Anschlussklemmenabschnitt
40: Drahthülsenabschnitt
42: Einsetzabschnitt
44: Isolierhülsenabschnitt
S: Probe
100: Aufnahme
110: Gewicht
150: Gegenstückmaterial

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 2016213155 [0002]
JP 2017074235 [0002]
JP 2012229485 [0004]

Claims

Aluminiumlegierungsdraht, bestehend aus einer Aluminiumlegierung, wobei die Aluminiumlegierung mehr als oder gleich 0,03 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-% Mg, mehr als oder gleich 0,02 Massen-% und weniger als oder gleich 2,0 Massen-% Si und einen Rest aus AI und unvermeidlichen Verunreinigungen enthält, wobei Mg/Si im Massenverhältnis größer oder gleich 0,5 und kleiner oder gleich 3,5 ist, und der Aluminiumlegierungsdraht einen Gleitreibungskoeffizienten von kleiner oder gleich 0,8 aufweist.
Aluminiumlegierungsdraht nach Anspruch 1, wobei der Aluminiumlegierungsdraht eine Oberflächenrauigkeit von kleiner oder gleich 3 µm aufweist.
Aluminiumlegierungsdraht nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei ein Schmiermittel an einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes haftet und eine Anhaftungsmenge von C, die von dem Schmiermittel stammt, mehr als 0 Massen-% und weniger als oder gleich 30 Massen-% beträgt.
Aluminiumlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einem Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein Oberflächenschicht-Porenmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 30 µm und einer langen Seitenlänge von 50 µm innerhalb eines Oberflächenschichtbereichs definiert ist, der sich von einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes um 30 µm in Tiefenrichtung erstreckt, und eine Gesamtquerschnittsfläche von Poren im Oberflächenschicht-Porenmessbereich kleiner oder gleich 2 µm² ist.
Aluminiumlegierungsdraht nach Anspruch 4, wobei im Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein innenliegender Porenraummessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 30 µm und einer langen Seitenlänge von 50 µm so definiert ist, dass ein Mittelpunkt des Rechtecks des innenliegenden Porenmessbereichs mit einem Mittelpunkt des Aluminiumlegierungsdrahtes zusammenfällt, und ein Verhältnis einer Gesamtquerschnittsfläche von Poren im innenliegenden Porenmessbereich zur Gesamtquerschnittsfläche der Poren im Oberflächenschicht-Porenmessbereich größer oder gleich 1,1 und kleiner oder gleich 44 ist.
Aluminiumlegierungsdraht nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei ein Wasserstoffgehalt im Aluminiumlegierungsdraht kleiner oder gleich 8,0 ml/100 g ist.
Aluminiumlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einem Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm innerhalb eines Oberflächenschichtbereichs definiert ist, der sich von einer Oberfläche des Aluminiumlegierungsdrahtes um 50 µm in Tiefenrichtung erstreckt, und eine mittlere Fläche kristalliner Materialien im Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 3 µm² ist.
Aluminiumlegierungsdraht nach Anspruch 7, wobei die Anzahl der kristallinen Materialien im Oberflächenschicht-Kristallisationsmessbereich mehr als 10 und weniger als oder gleich 400 beträgt.
Aluminiumlegierungsdraht nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei im Querschnitt des Aluminiumlegierungsdrahtes ein innenliegender Kristallisationsmessbereich in Form eines Rechtecks mit einer kurzen Seitenlänge von 50 µm und einer langen Seitenlänge von 75 µm so definiert ist, dass ein Mittelpunkt des Rechtecks des innenliegenden Kristallisationsmessbereichs mit einem Mittelpunkt des Aluminiumlegierungsdrahtes zusammenfällt, und eine mittlere Fläche kristalliner Materialien im innenliegenden Kristallisationsmessbereich größer oder gleich 0,05 µm² und kleiner oder gleich 40 µm² ist.
Aluminiumlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine mittlere Kristallkorngröße der Aluminiumlegierung kleiner oder gleich 50 µm ist.
Aluminiumlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Kaltverfestigungsexponent des Aluminiumlegierungsdrahtes größer oder gleich 0,05 ist.
Aluminiumlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine Dicke einer Oberflächenoxidschicht des Aluminiumlegierungsdrahtes größer oder gleich 1 nm und kleiner oder gleich 120 nm ist.
Aluminiumlegierungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei bei dem Aluminiumlegierungsdraht eine Zugfestigkeit größer oder gleich 150 MPa ist, eine 0,2%-Dehngrenze größer oder gleich 90 MPa ist, eine Bruchdehnung größer oder gleich 5% ist und eine elektrische Leitfähigkeit größer oder gleich 40% IACS ist.
Aluminiumlegierungs-Litzendraht mit mehreren Aluminiumlegierungsdrähten nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die mehreren Aluminiumlegierungsdrähte miteinander verseilt sind.
Aluminiumlegierungs-Litzendraht nach Anspruch 14, wobei eine Litzensteigung mindestens 10 mal und höchstens 40 mal so groß ist wie ein Teilkreisdurchmesser des Aluminiumlegierungs-Litzendrahtes.
Ummantelter elektrischer Draht, aufweisend: einen Leiter; und eine Isolierumhüllung, die einen Außenumfang des Leiters bedeckt, wobei der Leiter den Aluminiumlegierungs-Litzendraht nach Anspruch 14 oder 15 aufweist.
Ein mit einer Anschlussklemme ausgestatteter elektrischer Draht, aufweisend: den ummantelten elektrischen Draht nach Anspruch 16; und einen Anschlussklemmenabschnitt, der an einem Endabschnitt des ummantelten elektrischen Drahtes befestigt ist.