JP2012229485A5 - アルミニウム合金線、アルミニウム合金撚り線、被覆電線、及びワイヤーハーネス - Google Patents

アルミニウム合金線、アルミニウム合金撚り線、被覆電線、及びワイヤーハーネス Download PDF

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《高温特性》
上記特定の組成及び組織のAl合金からなる本発明Al合金線として、室温での機械的特性に優れるだけでなく、高温での強度にも優れる形態が挙げられる。具体的には、80℃以上150℃以下の温度範囲から選択される任意の温度(例えば、80℃、85℃、100℃、120℃、125℃、150℃など)における引張強さ(以下、高温強度と呼ぶ)が150MPa以上を満たす形態が挙げられる。組成によっては、高温強度が160MPa以上、更に180MPa以上、190MPa以上を有する。代表的には、上記温度範囲において80℃に近いほど高温強度が高く、150℃に近いほど高温強度が低くなる傾向にあるものの、上述のように150MPa以上を満たし、高い高温強度を有する。例えば、80℃における引張強さが220MPa以上を満たす形態、100℃における引張強さが215MPa以上を満たす形態、120℃における引張強さが210MPa以上を満たす形態、150℃における引張強さが195MPa以上満たす形態が挙げられる。この形態は、使用温度が80℃〜150℃から選択される任意の温度になり得る用途に好適に利用できると期待される。このような優れた高温強度を有する形態は、Mn及びZrの少なくとも一方を0.01％以上含有するAl合金や、Feを0.1％以上含有するAl合金から構成される形態が挙げられる。
時効処理は、加熱温度を100℃以上300℃以下、保持時間を4時間以上にすることで、析出物を十分に、かつ均一的に析出させることができる。上記範囲において加熱温度を低め(180℃以下)にすると、強度・伸びが高い形態(例えば、引張強さ:240MPa以上(組成や温度によっては300MPa以上)、導電率:45％IACS以上、伸び:6％以上を満たす形態)が得られ、加熱温度を高め(180℃超)にすると、導電率が高い形態(例えば、引張強さ:200MPa以上、導電率:50％IACS以上、伸び:5％以上を満たす形態)が得られる傾向にある。所望の特性に応じて、加熱温度を選択するとよい。加熱温度は、140℃以上250℃以下、保持時間は、4時間以上16時間以下がより好ましい。時効処理の保持時間が長いほど、析出物をより多く析出できることから、導電率を向上できることがある。また、時効処理を行っていない場合でも、使用環境がある程度高温である場合(特に、100℃以上)、使用環境の温度によって、事後的に時効が施された状態となって強度を向上できることがある。
表7に示すように、特定の元素:Cu,Fe,Cr,Mn,Zrを含み、最大結晶粒径が50μm以下である組織を有し、室温での引張強さ及び伸びに優れ、高い導電率を有するAl合金線は、80℃以上150℃以下から選択される任意の温度における引張強さも150MPa以上であり、高温強度に優れることが分かる。この理由は、上述のように最大結晶粒径が50μm以下であるものの、ある程度粒径が大きい(ここでは最大結晶粒径が30μm〜40μm程度である)組織から構成されることで、粒界すべりを抑制できたため、と考えられる。また、この試験では、80℃において200MPa超の引張強さを有し、測定温度が高いほど、引張強さがある程度低下するものの、150℃といった非常に高温においても150MPa以上の引張強さを有していることが分かる。このことから、上述のような高温強度に優れるAl合金線は、80℃〜150℃の温度範囲から選択される任意の温度(例えば、80℃、85℃、100℃、120℃、125℃、150℃など)における引張強さは勿論、室温から150℃までの任意の温度における引張強さも150MPa以上であると考えられる。

Claims (8)

  1. 導体に利用されるアルミニウム合金線であって、
    質量％で、
    Mgを0.2％以上1.5％以下、
    Siを0.1％以上2.0％以下、
    Feを0.1％以上1.0％以下、又はCu,Cr,Mn及びZrから選択される少なくとも一種の元素とFeとを合計で0.1％以上1.0％以下、
    Tiを0.08％以下及びBを0.016％以下含有し、残部がAl及び不純物からなり、
    導電率が40％IACS以上、
    引張強さが150MPa以上、
    伸びが5％以上、
    線径が0.5mm以下、かつ、
    最大結晶粒径が50μm以下であるアルミニウム合金線。
  2. Zrを0.01質量％以上含有する請求項1に記載のアルミニウム合金線。
  3. Mnを0.01質量％以上含有する請求項1又は2に記載のアルミニウム合金線。
  4. 80℃以上150℃以下の温度範囲から選択される任意の温度に1,000時間保持した後における引張強さが150MPa以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線。
  5. 80℃以上150℃以下の温度範囲から選択される任意の温度における引張強さが150MPa以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線を複数撚り合わせてなるアルミニウム合金撚り線。
  7. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線、又は請求項1〜5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線を複数撚り合せたアルミニウム合金撚り線、又はこの撚り線を圧縮成形した圧縮線材のいずれかを導体とし、その外周に絶縁被覆層を具える被覆電線。
  8. 請求項7に記載の被覆電線と、この電線の端部に装着された端子部とを具えるワイヤーハーネス。
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