JP6329118B2 - アルミニウム合金電線及びワイヤーハーネス - Google Patents
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Description
y≧−0.55x+0.18 (1)
y≦−0.55x+0.55 (2)
そして、アルミニウム合金素線は、平均結晶粒径が3.1μm以下の結晶粒を有し、さらに常温において、引張強さが230MPa以上であり、破断伸びが10%以上であり、かつ、導電率が30%IACS以上である。
一般に金属材料を加工すると加工硬化により強度は上がるが、延性は著しく低下する。そして、延性が低下した金属材料は、加工が困難となる。そのため、伸線加工により作製された金属細線を実用材料として使うには、焼鈍が必須となる。ただ、焼鈍により金属材料の加工性は回復するが、加工硬化による強度上昇効果は低減してしまう。したがって、基本的には、金属材料の機械的強度と延性とを両立させることは困難である。
1.図1に示すように、アルミニウム合金の母相1からなる結晶の粒界及び粒内に、熱的に安定な金属間化合物等の第二相を微細に析出させる。
2.図1及び図2に示すように、アルミニウム合金の母相1に、合金を構成するベース元素の内部において再結晶化温度付近での拡散係数の小さな添加元素を加える。
y≧−0.55x+0.18 (1)
y≦−0.55x+0.55 (2)
なお、式(1)及び式(2)において、x≧0かつy≧0の関係を満たす。
y≧−0.55x+0.18 (1)
y≦−0.55x+0.55 (2)
そして、アルミニウム合金素線11は、平均結晶粒径が3.1μm以下の結晶粒を有する。さらにアルミニウム合金素線11は、常温において、引張強さが230MPa以上であり、破断伸びが10%以上であり、かつ、導電率が30%IACS以上である。
次に、本実施形態に係るアルミニウム合金電線に用いられるアルミニウム合金素線の製造方法について説明する。まず、アルミニウム合金を鋳造し、さらに連続鋳造圧延法等により所定の径の荒引線を作製する。荒引線の直径は特に限定されず、例えばφ3mmやφ8mmなどの任意の径とすることができる。なお、アルミニウム合金は、上述のアルミニウム地金に所定量のマグネシウム、マンガン及びクロムを添加し、通常の製法に従って鋳造することができる。
次に、本実施形態に係るケーブルについて説明する。本実施形態に係るケーブル20は、図5に示すように、束ねられた複数のアルミニウム合金電線10(10a,10b,10c)と、束ねられた複数のアルミニウム合金電線10の周縁を覆う、被覆材としてのシース21とを備える。なお、シース21の材料は特に限定されず、上述の絶縁体層12と同様のものを使用することができる。なお、このようなアルミニウム合金電線10及びケーブル20は、高い強度、耐久性及び導電性が要求される自動車用のワイヤーハーネスに用いることが好ましい。
JIS H2102のAl99.7を用い、ここに所定量のマグネシウム、マンガン及びクロムを添加することにより、表3に示す成分組成のアルミニウム合金を得た。これを常法により溶解し鋳造することで、直径が25mmで長さが200mmの鋳造塊を得た。
得られたアルミニウム合金細線について、常温時の引張強さ、高温時(120℃)の引張強さ、常温時の0.2%耐力、高温時(120℃)の0.2%耐力、常温時の破断伸び、及び高温時(120℃)の破断伸びを測定した。なお、常温時の引張強さ、0.2%耐力及び破断伸びはJIS Z2241に準拠して測定し、高温時の引張強さ、0.2%耐力及び破断伸びはJIS G0567に準拠して測定した。さらに、得られたアルミニウム合金細線について、JIS H0505に準拠して導電率を測定した。また、得られたアルミニウム合金細線における結晶粒の平均結晶粒径を、JIS H0501に定められる切断法に準拠して測定した。これらの測定結果を表3及び表4に合わせて示す。なお、参考までに、軟銅における常温時の引張強さ、高温時の引張強さ、常温時の0.2%耐力、高温時の0.2%耐力、常温時の破断伸び、及び高温時の破断伸びの測定結果を表3に合わせて示す。
No.14の試験片の断面を、透過型電子顕微鏡(TEM−EDX)により観察した。図9は、当該試験片の断面の透過型電子顕微鏡写真であり、図10は、図9中の符号Aの領域を拡大して示す透過型電子顕微鏡写真である。図11は図10中の符号Bの領域を拡大して示す透過型電子顕微鏡写真であり、図12は図10中の符号Cの領域を拡大して示す透過型電子顕微鏡写真である。
11 アルミニウム合金素線
12 絶縁体層
Claims (4)
- アルミニウム合金素線を有するアルミニウム合金電線であって、
前記アルミニウム合金素線は、
Mg:2.2〜4.2質量%、
Mn:x質量%、及び
Cr:y質量%
を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物であるアルミニウム合金からなり、
前記x及びyは、式(1)及び(2)の関係を満たし、
y≧−0.55x+0.18 (1)
y≦−0.55x+0.55 (2)
前記アルミニウム合金素線は、アルミニウムとマンガンを含み、平均結晶粒径が3.1μm以下の結晶粒を有し、さらに、前記アルミニウム合金素線における結晶粒の粒界及び当該粒界の近傍に、アルミニウムとマンガンとを含有する金属間化合物が分散しており、
常温において、引張強さが230MPa以上であり、破断伸びが10%以上であり、かつ、導電率が30%IACS以上であることを特徴とするアルミニウム合金電線。 - アルミニウム合金素線を有するアルミニウム合金電線であって、
前記アルミニウム合金素線は、
Mg:2.2〜4.2質量%、
Mn:x質量%、及び
Cr:y質量%
を含み、残部がアルミニウム及び不可避不純物であるアルミニウム合金からなり、
前記x及びyは、式(1)及び(2)の関係を満たし、
y≧−0.55x+0.18 (1)
y≦−0.55x+0.55 (2)
前記アルミニウム合金素線におけるクロムの含有量は、0.25質量%以上であり、
前記アルミニウム合金素線は、平均結晶粒径が3.1μm以下の結晶粒を有し、さらに、前記結晶粒では、前記アルミニウム合金の母相の内部にクロムが分散しており、
常温において、引張強さが230MPa以上であり、破断伸びが10%以上であり、かつ、導電率が30%IACS以上であることを特徴とするアルミニウム合金電線。 - 前記アルミニウム合金素線の周縁を覆う絶縁体層をさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載のアルミニウム合金電線。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアルミニウム合金電線を備えるワイヤーハーネス。
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