JP2013129891A

JP2013129891A - アルミニウム合金導電線

Info

Publication number: JP2013129891A
Application number: JP2011281489A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Shinoda; 辰規篠田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-07-04

Abstract

【課題】高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えるAl合金導電線の提供を課題とする。
【解決手段】第一添加元素として、Ｓｉを０．１５〜０．４質量％、Ｃｕを０．０６〜０．２質量％、Ｔｉを０．００１〜０．０２質量％で含み、第二添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる１種以上を、合計１．２〜２．２質量％で含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とするＡｌ合金導電線。
【選択図】なし

Description

本発明は、アルミニウム合金導電線に関する。より詳しくは、少なくともケイ素、銅、及びチタンを含有するアルミニウム合金導電線に関する。

従来、ワイヤハーネスやバッテリーケーブル等の用途で用いられる合金材料として、JISの１０００系及び６０００系等のアルミニウム(Al)合金素線が知られている。また、軽量化やコストダウンを図るために、銅(Cu)の含有量を減らしたＡｌ合金が提案されている。このようなＡｌ合金として、鉄(Fe)、マグネシウム(Mg)及びケイ素(Si)が所定の割合で配合され、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるアルミ合金素線（特許文献１，２）や、Ｆｅ、Ｓｉ及びマンガン(Mn)が所定の割合で配合され、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるアルミ合金素線（特許文献３）が提案されている。

特開２００６−１９１６３号公報特開２００６−１９１６４号公報特開２００６−１９１６５号公報

Ａｌ合金導電線には、加工を容易にする可とう性が必要であり、さらに高い導電性を維持しつつ、引張強さと伸びの両立が求められる。
しかし、従来のJISの１０００系のAl合金は導電性が高いものの、引張強さと伸びの両立が困難であった。また、１０００系の強度と伸びを改善した８０００系であっても、その両立は充分でなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えるＡｌ合金導電線の提供を課題とする。

本発明の請求項１に記載のＡｌ合金導電線は、第一の添加元素として、Ｓｉを０．１５〜０．４質量％、Ｃｕを０．０６〜０．２質量％、Ｔｉを０．００１〜０．０２質量％で含み、第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる１種以上を、合計１．２〜２．２質量％で含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする。
本発明にかかるＡｌ合金導電線は、上記組成で第一の添加元素及び第二の添加元素を含有することにより、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備える。

本発明の請求項２に記載のＡｌ合金導電線は、請求項１において、前記第二の添加元素として、Ｆｅと、さらにＮｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる１種以上とを、合計１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする。
上記構成によれば、Ｆｅと、他に少なくとも１種の第二の添加元素とを含有するため、引張強さを維持しつつ、優れた伸びの良さが得られる。

本発明の請求項３に記載のＡｌ合金導電線は、請求項１において、前記第二の添加元素として、Ｎｉと、さらにＳｂ及びBから選ばれる１種以上とを、合計１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする。
上記構成によれば、Ｎｉと、他に少なくとも１種の第二の添加元素とを含有するため、引張強さを維持しつつ、優れた伸びの良さが得られる。

本発明の請求項４に記載のＡｌ合金導電線は、請求項１において、前記第二の添加元素として、Ｓｂ及びBとを、合計１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする。
上記構成によれば、ＳｂとＢとを含有するため、伸びの良さを維持しつつ、優れた引張強さが得られる。

本発明の請求項5に記載のＡｌ合金導電線は、請求項１において、前記第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる３種以上を、合計で１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする。
上記構成によれば、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えたＡｌ合金導電線が得られる。

本発明の請求項6に記載のＡｌ合金導電線は、請求項１において、前記第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBの４種を、合計１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする。
上記構成によれば、高い導電性、優れた引張強さおよび伸びを有するＡｌ合金導電線が得られる。

本発明の請求項７に記載のＡｌ合金導電線は、請求項１において、第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる１種を１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする。
上記構成によれば、高い導電性、優れた引張強さおよび伸びを有するＡｌ合金導電線が得られる。

本発明のＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えるので、強靭で耐久性に優れたワイヤハーネスや、電気抵抗が小さく断線が生じ難いバッテリーケーブルの製造に適している。

以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されない。
本発明のＡｌ合金導電線は、第一の添加元素として、Ｓｉを０．１５〜０．４質量％、Ｃｕを０．０６〜０．２質量％、Ｔｉを０．００１〜０．０２質量％で含み、第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる１種以上を、合計１．２〜２．２質量％で含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるＡｌ合金を線状に加工したものである。ここで、各添加元素の含有率は、Ａｌ合金の重量を基準（１００質量％）としたものである。

＜第一の添加元素＞
本発明は、第一の添加元素として、Ｓｉ（ケイ素）を０．１５〜０．４質量％の濃度で含む。Ｓｉの含有量が０．１５質量％より少ないと、引張強さが低下し、引張強さと伸びとを両立させることができない。一方、Ｓｉの含有量が０．４質量％より多いと、高い導電性が得られない。また、伸びが低下するため、引張強さと伸びとを両立させることもできない。

本発明は、第一の添加元素として、Ｃｕ（銅）を０．０６〜０．２質量％の濃度で含む。Ｃｕの含有量が０．０６質量％より少ないと、引張強さが低下するため、引張強さと伸びとを両立させることができない。一方、Ｃｕの含有量が０．２質量％より多いと、高い導電性が得られない。また、伸びが低下するため、引張強さと伸びとを両立させることができない。

本発明は、第一の添加元素として、Ｔｉを０．００１〜０．０２質量％の濃度で含む。Ｔｉの含有量が０．００１質量％より少ないと、引張強さが低下するため、引張強さと伸びとを両立させることができない。一方、Ｔｉの含有量が０．０２質量％より多いと、高い導電性が得られない。また、伸びが低下するため、引張強さと伸びとを両立させることができない。

＜第二の添加元素＞
本発明は、第二の添加元素として、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｓｂ（アンチモン）及びB（ホウ素）から選ばれる１種以上を、合計１．２〜２．２質量％で含む。

＜Ｆｅ＞
第二の添加元素として、Ｆｅを含むことにより、伸びが向上し、引張強さと伸びの良さとを両立させることができる。
Ｆｅの含有量としては、他の第二の添加元素を含まない場合、１．２〜２．２質量％が好ましい。１．２質量％未満であると引張強度が弱くなることがあり、２．２質量％を超えると導電率が低くなることがある。
Ｆｅの含有量としては、例えばＮｉ、Ｓｂ又はＢのいずれか１種と共に添加される場合、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｂ又は他の添加元素の含有量にもよるが、０．０１〜２．０質量％が好ましく、０．２〜１．７質量％がより好ましい。

＜Ｎｉ＞
第二の添加元素として、Ｎｉを含むことにより、伸びが向上し、引張強さと伸びの良さとを両立させることができる。
Ｎｉの含有量としては、他の第二の添加元素を含まない場合、１．２〜２．２質量％が好ましい。１．２質量％未満であると引張強度が弱くなることがあり、２．２質量％を超えると導電率が低くなることがある。
また、Ｎｉの含有量としては、例えばＦｅと共に添加される場合、Ｆｅや他の添加元素の含有量にもよるが、０．０１〜２．２質量％が好ましく、０．２〜１．７質量％がより好ましい。
また、Ｎｉの含有量としては、例えばＳｂと共に添加される場合、Ｓｂや他の添加元素の含有量にもよるが、０．０１〜２．２質量％が好ましく、０．２〜１．７質量％がより好ましい。
また、Ｎｉの含有量としては、例えばＢ（ホウ素）と共に添加される場合、Ｂや他の添加元素の含有量にもよるが、０．０１〜２．２質量％が好ましく、０．２〜１．７質量％がより好ましい。

＜Ｓｂ＞
第二の添加元素として、Ｓｂを含むことにより、引張り強さが向上し、引張強さと伸びの良さとを両立させることができる。
Ｓｂの含有量としては、他の第二の添加元素を含まない場合、１．２〜２．２質量％が好ましい。１．２質量％未満であると引張強度が弱くなることがあり、２．２質量％を超えると導電率が低くなることがある。
また、Ｓｂの含有量としては、例えばＢ（ホウ素）と共に添加される場合、Ｂや他の添加元素の含有量にもよるが、０．０１〜２．２質量％が好ましく、０．２〜１．７質量％がより好ましい。

＜Ｂ＞
第二の添加元素として、Ｂを含むことにより、引張り強さが向上し、引張強さと伸びの良さとを両立させることができる。
Ｂの含有量としては、他の第二の添加元素を含まない場合、１．２〜２．２質量％が好ましい。１．２質量％未満であると引張強度が弱くなることがあり、２．２質量％を超えると導電率が低くなることがある。

前記合金から第一の添加元素および第二の添加元素を除いた前記残部は、Ａｌ及び不可避的不純物からなる。Ａｌは、Ａｌ合金導電線の導電性を良好にするために高い純度であることが望ましい。具体的には、Ａｌの純度は９９．９５％以上であることが好ましい。不可避的不純物は、導電性を低下させる原因となるので、その含有量は出来るだけ少ないことが好ましい。

［実施例Ａ］
Ｆｅのみを第二の添加元素として含む表１の組成のAl合金を調製し、プロペルチを用いた連続鋳造圧延によって、φ9.8mmのワイヤロッドへ加工した。さらにワイヤロッドをφ0.33mmまで伸線し、表１に示す条件で熱処理をしたものを評価サンプルとした。評価は引張試験(引張強さ、伸び)と導電率測定をJIS C 3002に準じて行った。評価結果を表１に示す。
判定基準は引張強さ１４０MPa以上、伸び１０%以上、導電率５６%IACS以上のすべてをクリアしたものを○、ひとつでもクリアできなかったものを×とした。
結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｂ］
Ｎｉのみを第二の添加元素として含む表２の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表２に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｃ］
Ｓｂのみを第二の添加元素として含む表３の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表３に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｄ］
Ｂ（ホウ素）のみを第二の添加元素として含む表４の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表４に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｅ］
Ｆｅ及びＮｉを第二の添加元素として含む表５の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表５に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｆ］
Ｆｅ及びＳｂを第二の添加元素として含む表６の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表６に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｇ］
Ｆｅ及びＢ（ホウ素）を第二の添加元素として含む表７の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表７に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例H］
Ni及びSbを第二の添加元素として含む表８の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表８に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｉ］
Ni及びＢを第二の添加元素として含む表９の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表９に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｊ］
Ｓｂ及びＢを第二の添加元素として含む表１０の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表１０に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

［実施例Ｋ］
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びＢから選ばれる３種又は４種を第二の添加元素として含む表１１の組成のAl合金を調製し、実施例Ａと同様に評価した。評価結果を表１１に示す。結果から、本発明にかかるＡｌ合金導電線は、高い導電性を有し、更に引張強さと伸びの良さを兼ね備えていることが明らかである。

Claims

第一の添加元素として、Ｓｉを０．１５〜０．４質量％、Ｃｕを０．０６〜０．２質量％、Ｔｉを０．００１〜０．０２質量％で含み、
第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる１種以上を、合計１．２〜２．２質量％で含み、
残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とするＡｌ合金導電線。
前記第二の添加元素として、Ｆｅと、さらにＮｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる１種以上とを、合計１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする請求項１に記載のＡｌ合金導電線。
前記第二の添加元素として、Ｎｉと、さらにＳｂ及びBから選ばれる１種以上とを、合計１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする請求項１に記載のＡｌ合金導電線。
前記第二の添加元素として、Ｓｂ及びBとを、合計１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする請求項１に記載のＡｌ合金導電線。
前記第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる３種以上を、合計で１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする請求項１に記載のＡｌ合金導電線。
前記第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBの４種を、合計１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする請求項１に記載のＡｌ合金導電線。
第二の添加元素として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ及びBから選ばれる１種を１．２〜２．２質量％で含むことを特徴とする請求項１に記載のＡｌ合金導電線。