JPWO2017115801A1 - ワイヤーハーネス及びワイヤーハーネスの製造方法 - Google Patents

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Abstract

鋳造欠陥が抑制される導電線用アルミニウム合金、導電線及びワイヤーハーネスの製造方法を提供する。導電線用アルミニウム合金は、０．６質量％以上２．５質量％以下のニッケル（Ｎｉ）と、０．１質量％以上０．７質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、０．２質量％以上０．７質量％以下のシリコン（Ｓｉ）と、残部がアルミニウム（Ａｌ）と不可避不純物とからなる。

Description

本発明は、導電線用アルミニウム合金、導電線及びワイヤーハーネスの製造方法に関する。
導電線に用いられる材料として、特許文献１に開示されているようなアルミニウム合金が知られている。
特開２００５−３３６５４９号公報
特許文献１に開示されているようなアルミニウム合金では、固液共存領域の温度範囲が狭く鋳造欠陥を抑制するには、鋳造の際の鋳込み温度の管理を、厳密に行う必要がある。
本発明の態様は、鋳造欠陥が抑制される導電線用アルミニウム合金、導電線及びワイヤーハーネスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の態様に係る導電線用アルミニウム合金は、０．６質量％以上２．５質量％以下のＮｉと、０．１質量％以上０．７質量％以下のＭｇと、０．２質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、残部がＡｌと不可避不純物からなる。
本発明の態様によれば、固液共存領域の温度範囲が広がり鋳造欠陥が抑制される導電線用アルミニウム合金が提供される。
本発明の一態様として、０．１質量％以上０．４質量％以下のＣｕと、０．０１質量％以上０．０５質量％以下のＴｉと、０．００１質量％以上０．０１質量％以下のＢと、からなる群から選択された１種以上の元素が含有されてもよい。これにより、機械的強度が高まる導電線用アルミニウム合金が提供される。
本発明の態様によれば、固液共存領域の温度範囲が広がり鋳造欠陥が抑制される導電線用アルミニウム合金が提供される。
本発明の他の態様として、導電線は、合金組成が、０．６質量％以上２．５質量％以下のＮｉと、０．１質量％以上０．７質量％以下のＭｇと、０．２質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、残部がＡｌと不可避不純物からなる。
望ましい態様として、前記合金組成が、０．１質量％以上０．４質量％以下のＣｕと、０．０１質量％以上０．０５質量％以下のＴｉと、０．００１質量％以上０．０１質量％以下のＢと、からなる群から選択された１種以上の元素を含んでもよい。
本発明の他の態様として、ワイヤーハーネスの製造方法は、０．６質量％以上２．５質量％以下のＮｉと、０．１質量％以上０．７質量％以下のＭｇと、０．２質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金の撚り線を形成し、前記撚り線に対して溶体化処理及び時効処理後、前記撚り線表面に絶縁樹脂を被覆し、被覆後の前記撚り線を所定の長さに切断した後、切断された前記撚り線の両端に端子を設ける。
本発明に係る態様によれば、鋳造欠陥が抑制される導電線用アルミニウム合金、導電線及びワイヤーハーネスの製造方法を提供することができる。
図１は、本実施形態に係るアルミニウム合金の平衡状態図の一例を示す図である。 図２は、本実施形態に係るアルミニウム合金の平衡状態図の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係るアルミニウム合金の平衡状態図の一例を示す図である。 図４は、比較例に係るアルミニウム合金の平衡状態図の一例を示す図である。 図５は、プロペルチ連続鋳造圧延機の鋳造機の部分であるベルトアンドホイール鋳造機の全体構造を模式的に説明する説明図である。 図６は、円周溝の構造を説明する部分断面図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、以下で説明する実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
［ワイヤーハーネス］
自動車、電車などの車両、飛行機、ロボットなどの産業機器には、電流又は電気信号を流すための導電線に端子（コネクタ）を取り付けたワイヤーハーネスが用いられている。ワイヤーハーネスの導電線には、導電性のよい銅（Ｃｕ）が良く用いられてきた。これに対して、ワイヤーハーネスの導電線が含むアルミニウム（Ａｌ）の含有比率を高めると、ＣｕよりもＡｌの方が鉄合金の特性に影響を与えにくいので、Ｆｅのリサイクル（解体時の分別）性が向上する。その結果、産業機器を解体した場合、コストが低減できる。また、Ａｌは、Ｃｕよりも比重が小さいので、ワイヤーハーネスが軽量となり、車両、飛行機などの輸送費用が低減できる。ワイヤーハーネスの導電線が含むＡｌの含有比率を高めると、Ｃｕの資源枯渇を抑制することができる。
ワイヤーハーネスは、送電用電線とは異なり、限られたスペースを縫うように配線されることが多く、そのため線の取り回し（配線のしやすさ）が、重要となる。また、車両のドア部等に用いられるワイヤーハーネスは、ドアの開け閉めのたびに、屈曲するので、耐屈曲性も要求される。ワイヤーハーネスにおいて、φ１ｍｍ以下の導電線が撚り加工された撚り線であると、導電線の取り回しが容易となる。また、ワイヤーハーネスにおいて、φ１ｍｍ以下の導電線が撚り加工された撚り線であると、導電線の耐屈曲性が高まる。そして、ワイヤーハーネスが撚り線であることにより、同じ断面積を有する１本の線より、表面積を多くできるので、導電率が高くなる。
［導電線用アルミニウム合金］
本実施形態の導電線用アルミニウム合金は、０．６質量％以上２．５質量％以下のニッケル（Ｎｉ）と、０．１質量％以上０．７質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、０．２質量％以上０．７質量％以下のシリコン（Ｓｉ）と、残部がＡｌと不可避不純物からなる。
Ａｌ合金において、ＮｉがＡｌの母相中にはあまり固溶せず、Ｎｉ−Ａｌ系晶出物（Ｎｉ３Ａｌ等）を形成し、導電線の機械的強度の向上に寄与する。機械的強度が向上することにより、伸線加工や撚り加工を行う際に、導電線の断線が起きにくくなる。また、Ｎｉは、Ａｌ合金に添加した際の電気抵抗を増加させる作用が小さく、更に、Ａｌの母相中にはあまり固溶しないので、導電率の低下も少ない。
図１から図３は、本実施形態に係るアルミニウム合金の平衡状態図の一例である。図４は、比較例に係るアルミニウム合金の平衡状態図の一例である。図１に示すアルミニウム合金は、Ｎｉが０．７質量％含有され、残部がＡｌである。図２に示すアルミニウム合金は、Ｎｉが１．０質量％含有され、残部がＡｌである。図３に示すアルミニウム合金は、Ｎｉが１．５質量％含有され、残部がＡｌである。図４に示すアルミニウム合金は、鉄（Ｆｅ）が１．５質量％含有され、残部がＡｌである。
例えば、図４に示すアルミニウム合金において、固液共存領域（液相線と固相線間の温度範囲）が６５４℃以上６５５℃以下である。これに対して、図１に示すアルミニウム合金は、０．７質量％のＮｉが含まれると、固液共存領域が６４０℃以上６５８℃以下である。このように、本実施形態のアルミニウム合金は、Ｎｉが０．７質量％以上含まれると、比較例よりも固液共存領域が大きくなる。
図２に示すアルミニウム合金は、１．０質量％のＮｉが含まれ、固液共存領域が６４０℃以上６５７℃以下である。図３に示すアルミニウム合金は、１．５質量％のＮｉが含まれ、固液共存領域が６４０℃以上６５６℃以下である。このように、本実施形態のアルミニウム合金は、０．７質量％以上１．５質量％以下のＮｉが含有されれば、固液共存領域が１６℃以上１８℃以下となり、Ｎｉの含有量に対して、固液共存領域の変化が小さい。液相温度は、純Ａｌがもっとも高く、Ｎｉ含有量がＡｌ−Ｎｉ系合金の共晶組成へ相変態する目安である５．５質量％に近づくと液相温度が徐々に低下する。Ｎｉ含有量が、５．５質量％を超えると逆に液相温度が高くなっていく傾向にある。本実施形態の導電線用アルミニウム合金組成の場合、Ｎｉは共晶組成より少ない亜共晶組成範囲なので、Ｎｉ含有量が増加すると液相温度が低下する傾向にある。
本実施形態のアルミニウム合金では、比較例のアルミニウム合金よりも固液共存領域が大きいので、鋳造の際の鋳込み温度の管理が容易となり、鋳造欠陥が抑制される。その結果、本実施形態のアルミニウム合金は、比較例のアルミニウム合金よりも鋳造性が向上する。
本実施形態のアルミニウム合金において、Ｎｉが２．５質量％を超えて含有されると、伸線加工の際に破断の起点となる可能性のある粗大なＮｉ−Ａｌ系晶出物ができやすくなる。このため、本実施形態のアルミニウム合金においては、Ｎｉが２．５質量％以下であることで、伸線加工の際の破断が抑制されている。本実施形態のアルミニウム合金は、Ｎｉが２．０質量％以下であることで、粗大なＮｉ−Ａｌ系晶出物が少なくなり、より伸線加工の際の破断が抑制されるので、より好ましい。Ｎｉが２．５質量％以下であると、Ａｌ母相中へのＮｉの固溶量が少ないので、純Ａｌの導電率と比較しても導電率の低下が小さい。
ＭｇとＳｉとは、時効処理を行うとともにＭｇ−Ｓｉ系析出物（Ｍｇ２Ｓｉ等）を形成し、機械的強度の向上に寄与する。機械的強度が向上することにより、伸線加工や撚り加工を行う際に、導電線の断線が起きにくくなる。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、０．１質量％以上のＭｇが含有され、０．２質量％以上のＳｉが含有されると機械的強度増加の効果が顕著となる。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、０．７質量％を超えるＭｇが含有されると、伸線加工の際に破断の起点となる可能性のある粗大なＭｇ−Ｓｉ系晶出物ができやすくなる。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、Ｍｇが含有される量を０．７質量％以下とすることで、Ａｌの母相中のＭｇの固溶量が少なくなり、導電率の低下を抑制できる。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、０．７質量％を超えるＳｉが含有されると、伸線加工の際に破断の起点となる可能性のある粗大なＭｇ−Ｓｉ系晶出物ができやすくなる。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、Ｍｇが含有される量を０．７質量％以下とすることで、Ａｌの母相中のＭｇの固溶量が少なくなり、導電率の低下を抑制できる。
本実施形態の導電線用アルミニウム合金では、さらにＣｕを含有してもよい。Ｃｕは、機械的強度を向上させる作用を有し、さらに時効処理を行うとＡｌ−Ｃｕ系析出物（Ａｌ２Ｃｕ等）を形成し、さらに機械的強度の向上に寄与する。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、０．１質量％以上のＣｕが含有されると機械的強度増加の効果が顕著となる。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、０．４質量％を超えるＣｕが含有されると、変形抵抗性が大きくなり、導電線の伸線性が低下する可能性がある。
本実施形態の導電線用アルミニウム合金では、さらにチタン（Ｔｉ）及びボロン（Ｂ）の少なくとも１種以上を含有してもよい。Ｔｉ又はＢは、鋳造組織の微細化に寄与する作用を有し、鋳造性及び加工性を向上させる作用を有する。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、０．０１質量％以上のＴｉ又は０．００１質量％以上のＢが含有されると鋳造組織の微細化の作用が顕著となる。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、０．０５質量％を超えてＴｉを含有したり０．０１質量％を超えてＢを含有したりすると導電性の低下が著しくなる。
例えば、本実施形態の導電線用アルミニウム合金は、実質的に、０．６質量％以上２．５質量％以下のＮｉと、０．１質量％以上０．７質量％以下のＭｇと、０．２質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、残部のＡｌとからなる。本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、不可避不純物を含んでもよい。本実施形態の導電線用アルミニウム合金は、０．６質量％以上２．５質量％以下のＮｉと、０．１質量％以上０．７質量％以下のＭｇと、０．２質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、残部のＡｌと不可避不純物からなる。
不可避不純物は、意図的に添加したものではなく、原料中又は製造工程において不可避的に混入される可能性のある物質である。不可避不純物としては、Ｆｅ及びバナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等がある。
Ｆｅは、Ａｌ合金に含有されると、Ａｌ合金の機械的強度を向上する作用を有するが、Ｆｅの含有量が多いと導電率を低下させる。Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系晶出物を形成し、強度の向上に寄与するＭｇ−Ｓｉ系析出物の析出を抑制するので、本実施形態のアルミニウム合金では、Ｆｅが含有されていてもよいが０．４質量％以下の含有量とする。本実施形態のアルミニウム合金では、Ｆｅが含有されていてもよいが、０．１質量％未満のＦｅとすることで導電率を向上させることができる。
Ｖは、導電性に与える影響が特に大きく、本実施形態の導電線用アルミニウム合金において、０．００２質量％を超えるＶが含有されると、導電率の低下が大きくなる。本実施形態のアルミニウム合金では、Ｖが含有されていてもよいが、０．００２質量％以下のＶとすることで導電率を向上させることができる。不可避不純物には、その他の元素も含まれるが、その他の元素も含有量が多くなると導電率を低下させるので、０．１質量％未満、好ましくは０．０５質量％以下に規制することが好ましい。
［製造方法］
以下に、上述した実施態様のアルミニウム合金を用いて、ワイヤーハーネスを製造する工程の一例を説明する。
（溶解工程）
ＪＩＳ Ｈ２１１０規格の電気用アルミニウム地金は、添加元素の母合金が添加された後、アルミニウム合金溶湯として溶解される。但し、Ｔｉ、Ｂが微細化材として添加される場合、Ｔｉ、Ｂの母合金が鋳造直前にアルミニウム合金溶湯に添加される。
（鋳造工程）
得られたアルミニウム合金溶湯は、成分調整、除滓、脱ガス処理等の溶湯処理が施される。Ｔｉ、Ｂが微細化材として添加される場合、Ａｌ−Ｔｉ―Ｂ合金で形成されたロッドハードナー（微細化材）が鋳造前にアルミニウム合金溶湯に添加される。連続鋳造圧延機は、鋳型部分にアルミニウム合金溶湯を注湯し、実施態様のアルミニウム合金を鋳造すると共に連続圧延を行いφ９．５ｍｍの荒引き線形状に鋳造圧延する。
以下、図５及び図６を用いて、鋳造圧延について、詳細に説明する。図５は、プロペルチ連続鋳造圧延機の鋳造機の部分であるベルトアンドホイール鋳造機の全体構造を模式的に説明する説明図である。図５に示すように、ベルトアンドホイール鋳造機と、回転鋳造輪１と、円周溝２と、無端ベルト３と、スパウト４と、ロール５とを備えている。回転鋳造輪１の周面に円周溝２が形成されており、この円周溝２を約２００度の角度範囲にわたって蓋をするように、回転鋳造輪１の周面に接触して無端ベルト３が走行される。なお、上記角度範囲は、装置により適宜変更される。
図６は、円周溝の構造を説明する部分断面図である。図６に示すように、ロール５により無端ベルト３が回転鋳造輪１の外周面に押し付けられ、無端ベルト３により蓋をされた状態の円周溝２内が鋳造キャビティとなる。
後述する組成のアルミニウム合金溶湯がスパウト４により鋳造キャビティ内に連続的に供給される。図示されていない冷却水の供給等の補助により、供給された溶湯は回転鋳造輪１及び無端ベルト３によって冷却され、凝固される。鋳造キャビティに供給されるアルミニウム合金溶湯の温度が高すぎるとうまく凝固せず、鋳造失敗や鋳造欠陥の原因となる。逆に、鋳造キャビティに供給されるアルミニウム合金溶湯の温度が低すぎると鋳造キャビティへ供給する途中で、凝固してしまい、これも鋳造失敗や鋳造欠陥の原因となる。このため、鋳造キャビティへアルミニウム合金溶湯を供給する温度の管理は重要となるが、本実施形態の導電線用アルミニウム合金の場合、固液共存の温度領域が比較的広いので、鋳造時のアルミニウム合金溶湯の温度管理が、容易になる。
回転鋳造輪１の回転に伴って、無端ベルト３が円周溝２から外れると、鋳造体６も円周溝２から外れる。そして、円周溝２から完全に離れた時点で鋳造体６の先端部分を少し（１０〜２０度程度）曲げると、鋳造が進むにつれて、無端ベルト３に再び接触することなく鋳造体６は連続鋳造機から、取り出されていく。このようにして製造された鋳造体６は、鋳造時に酸化物等の巻き込みが少なく、空気に触れて凝固した自由凝固面がないため、全体として酸化物の極めて少ない製品が得られ、次の熱延工程に送られる。
連続鋳造機から取り出された鋳造体６は、図示されていない圧延機に導かれる。なお、回転鋳造輪１から取り出された鋳造体６は、円周溝２の曲面に沿って凝固し曲っているので、圧延機に導く前にロール矯正機を通して、鋳造体を真直ぐに矯正することが好ましい。
圧延機に導かれた鋳造体６は、まだ相当に高温状態を維持しているので、通常はそのまま熱間圧延して、荒引き線を製造する。圧延機入り口での温度が低すぎる場合、圧延機の前に加熱装置を設けて温度が上昇するように調整することも可能であるが、連続鋳造機での冷却状況を調整し、連続鋳造機の出口での温度を制御することが、コスト的にも好ましい。
圧延時には、冷却を兼ねた潤滑剤エマルジョンを使用してもよい。圧延時の断面減少率が小さいと鋳塊中の鋳巣を十分に潰すことができず、荒引き線材の巻き取り時や荒引き線材の巻き取り後の伸線加工時に割れが発生しやすくなる。また、断面減少率が大きいと圧延中の鋳塊の温度低下が激しくなり、荒引き線材が圧延しにくくなる。このため、圧延は、断面減少率６０％以上９８％以下の範囲で行うことが好ましい。
なお、連続鋳造機及び圧延機を用いず、ＤＣ鋳造にて円柱状の鋳塊（ビレット）にアルミニウム合金溶湯が鋳造された後、押出加工により、φ９．５ｍｍの中実丸棒に成形してもよい。
（伸線加工工程）
上述した鋳造工程により得られた荒引き線が、所定の線径になるように、伸線加工される。伸線加工工程において、必要に応じて所定温度の焼鈍工程を介在させると、伸線加工が行いやすくなる。なお、必要に応じて伸線加工の前、伸線加工の中間、伸線加工終了後に、焼鈍処理が行われる。圧延後、荒引き線を一旦巻き取った後に、再び焼鈍と冷間伸線加工が行われるようにしてもよい。焼鈍処理は、バッチ処理で行っても良いし、通電による連続焼鈍を行っても良い。
（撚り加工工程）
伸線加工工程により得られた伸線を複数本撚り合わせる撚り加工工程が行われる。次に、得られた撚り線が所定の断面積になるように圧縮加工が行われる。
（溶体化処理工程）
撚り加工工程により得られた撚り線が、溶体化処理された後、水焼き入れが行われる。
撚り線が溶体化処理されることにより、鋳造の際に晶出したＭｇ−Ｓｉ系化合物、又はＡｌ−Ｃｕ系化合物が、母相中に固溶し、母相中のＭｇ、Ｓｉ及びＣｕの固溶量が増加する。
そして、撚り線が水焼き入れにより急冷されることにより、Ｍｇ、Ｓｉ及びＣｕから選択される１種以上の元素が冷却時に析出することが抑制され、Ｍｇ、Ｓｉ及びＣｕから選択される１種以上の元素の固溶量が高い状態が維持される。
なお、溶体化処理条件としては、０．５時間（ｈｒ）以上１２時間（ｈｒ）以下の間、５２０℃以上５６０℃以下の溶体化処理温度を保持することが好ましい。溶体化処理温度が５２０℃未満の温度であったり、温度保持時間が０．５時間（ｈｒ）未満であったりすると、溶体化の効果が小さい。溶体化処理温度が５６０℃より高温になると局部溶融が発生する可能性がある。また、温度保持時間が１２時間（ｈｒ）を超えても、Ｍｇ、Ｓｉ及びＣｕから選択される１種以上の元素の固溶量の変化は見られず、コスト増となる。
（時効処理工程）
溶体化処理工程で、溶体化処理をされた撚り線に、時効処理を行う。時効処理を行うことにより、強度向上に寄与する微細なＭｇ−Ｓｉ系化合物、又はＡｌ−Ｃｕ系化合物が析出し、強度が向上するとともに、母相中のＭｇ、Ｓｉ及びＣｕの固溶量が低下し、導電率も向上する。好ましい時効条件としては、時効処理温度が１５０℃以上２００℃以下であり、温度保持時間が０．５時間（ｈｒ）以上１４時間（ｈｒ）以下である。時効処理温度が１５０℃未満であったり、温度保持時間が０．５時間（ｈｒ）未満では、析出が十分でない。また、時効処理温度が２００℃を超えたり、温度保持時間が１４時間（ｈｒ）を超えると析出物が粗大化し、伸線性が低下する可能性がある。
（被覆）
時効処理を行った撚り線には、絶縁樹脂の被覆が行なわれる。絶縁樹脂の被覆後、撚り線が所定の長さに切断される。撚り線の両端には、端子が設けられ、ワイヤーハーネスが製造される。
［実施例］
次に、本発明に係る実施例について説明する。表１に示す組成を有するアルミニウム合金の溶湯を用意し、除滓、脱ガス等の溶湯処理を行った。溶湯処理後、ＣＦＦ（セラミックフォームフィルター）で、ろ過処理し、連続鋳造圧延法により、φ９．５ｍｍの荒引き線を得た。
Figure 2017115801
得られた荒引き線が、φ３．２ｍｍまで伸線加工された後、焼鈍温度が３００℃かつ１０時間（ｈｒ）で、焼鈍がされる。次に得られた荒引き線が、φ１．０ｍｍまで伸線加工された。得られた導電線には、溶体化処理温度５４０℃、保持時間１０時間（ｈｒ）の溶体化処理工程が処理され、水冷される。溶体化処理工程の後、時効処理温度１８０℃、保持時間１０時間（ｈｒ）の時効処理工程が処理され、φ１．０ｍｍの導電線の試料を得た。
表１に示すように、組成が異なる２０種類の導電性用アルミニウム合金について、φ１．０ｍｍの導電線の試料（本願発明の実施例である試料１から１２、比較例である試料１３から２０）を用意し、それら試料のそれぞれについての性能を評価した。なお、各材料の組成は、回転鋳造輪１の直前で採取したアルミニウム合金溶湯を凝固させたサンプルをＪＩＳ Ｈ１３０５規格に基づく発光分析法で分析することにより分析可能である。
第１の性能評価としては、ＪＩＳ Ｚ ２２４１号（１９９８年）試験に基づき、引張試験が行なわれ、抗張力（Ultimate Tensile Strength,UTS）及び伸びを、測定した。抗張力、伸びの結果が表１に示されている。
引張強さは、抗張力を評価し、抗張力が１５０［ＭＰａ］を超える試料を「Ｙ」と評価し、抗張力が１５０［ＭＰａ］以下の試料を「Ｎ」と評価した。引張強さの結果が表１に示されている。
また、第２の性能評価としては、ＪＩＳ Ｈ０５０５の試験法により、導電率を測定し、導電率の結果も表１に示されている。導電率が５０［％ＩＡＣＳ］以上の試料を「Ｙ」と評価し、導電率が５０［％ＩＡＣＳ］未満の試料を「Ｎ」と評価した。
また、第３の性能評価としては、φ３．２ｍｍからφ１．０ｍｍに伸線加工する際に、伸線性も確認し、８，０００ｋｇのφ３．２ｍｍ線をφ１．０ｍｍに伸線する際に断線が起こった試料を「Ｎ」、起こらなかったものを「Ｙ」と評価した。
実施例１から実施例１２は、上述した本実施形態に係る導電線用アルミニウム合金に相当する。
比較例１３の導電線用アルミニウム合金は、本願発明の実施例１から実施例１２の導電線用アルミニウム合金よりも、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｍｇの含有量が少なく、引張強さの評価が「Ｎ」となる課題がある。
比較例１４の導電線用アルミニウム合金は、本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金よりも、Ｓｉの含有量が少ないので、Ｍｇ−Ｓｉ系析出物（Ｍｇ２Ｓｉ等）の形成が少なく、引張強さの評価が「Ｎ」となる課題がある。Ｓｉの含有量に対して、Ｍｇの含有量が大きく、Ａｌの母相に対してＭｇの固溶量が大きくなり、導電率の評価が「Ｎ」となる課題がある。
比較例１５の導電線用アルミニウム合金は、本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金よりも、Ｍｇの含有量が少ないので、Ｍｇ−Ｓｉ系析出物（Ｍｇ２Ｓｉ等）の形成が少なく、引張強さの評価が「Ｎ」となる課題がある。
比較例１６の導電線用アルミニウム合金は、本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金よりも、Ｍｇの含有量が多いので、Ｓｉの含有量に対して、Ｍｇの含有量が大きく、Ａｌの母相に対してＭｇの固溶量が大きくなり、導電性の評価が「Ｎ」となる課題がある。伸線性の評価が「Ｎ」となっているのは、０．７質量％を超えるＭｇが含有され、伸線加工の際に破断の起点となる可能性のある粗大なＭｇ−Ｓｉ系晶出物ができやすくなるためと考えられる。
比較例１７の導電線用アルミニウム合金は、本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金よりも、Ｓｉの含有量が多い。このため、伸線性の評価が「Ｎ」となっているのは、０．７質量％を超えるＳｉが含有され、伸線加工の際に破断の起点となる可能性のある粗大なＭｇ−Ｓｉ系晶出物ができやすくなるためと考えられる。
比較例１８の導電線用アルミニウム合金は、本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金よりも、Ｎｉの含有量が多く、Ｎｉが２．５質量％を超えて含有される。伸線性の評価が「Ｎ」となっているのは、伸線加工の際に破断の起点となる可能性のある粗大なＮｉ−Ａｌ系晶出物ができやすくなるためと考えられる。
比較例１９の導電線用アルミニウム合金は、本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金よりも、Ｃｕの含有量が多く、Ｃｕが０．４質量％を超えて含有される。伸線性の評価が「Ｎ」となっているのは、変形抵抗性が大きくなり、導電線の伸線性が低下するためと考えられる。また、比較例１９の導電線用アルミニウム合金は、Ｃｕの含有量が大きく、Ａｌの母相に対してＣｕの固溶量が大きくなり、導電性の評価が「Ｎ」となる課題がある。
比較例２０の導電線用アルミニウム合金は、本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金よりも、Ｆｅの含有量が多く、Ｆｅが０．４質量％を超えて含有される。引張強さの評価が「Ｎ」となっているのは、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系晶出物を形成し、強度の向上に寄与するＭｇ−Ｓｉ系析出物の析出を抑制するためと考えられる。
以上説明したように、本願発明の実施例１から実施例１２の導電線用アルミニウム合金は、０．６質量％以上２．５質量％以下のニッケル（Ｎｉ）と、０．１質量％以上０．７質量％以下のマグネシウム（Ｍｇ）と、０．２質量％以上０．７質量％以下のシリコン（Ｓｉ）と、残部がＡｌと不可避不純物からなる。これにより、実施例１から実施例１２の導電線用アルミニウム合金は、機械的強度、伸線性及び導電率が優れている。さらに、Ｎｉと、Ｍｇと、Ｓｉとの合計含有量は、１．１質量％以上であることが好ましい。Ｎｉと、Ｍｇと、Ｓｉとの合計含有量は、１．１質量％以上であると、機械的強度の特性を向上させることができる。
そして、本願発明の実施例１から実施例１２の導電線用アルミニウム合金で形成された導電線は、耐屈曲性も向上する。本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金で形成された導電線が、φ１ｍｍ以下とされ、撚り加工された撚り線であると、ワイヤーハーネスに使用した場合、導電線の取り回しが容易となる。また、ワイヤーハーネスにおいて、φ１ｍｍ以下の導電線が撚り加工された撚り線であると、導電線の耐屈曲性が高まる。そして、ワイヤーハーネスが撚り線であることにより、同じ断面積を有する１本の線より、表面積を多くできるので、導電率が高くなる。
本願発明の実施例である１から１２の導電線用アルミニウム合金は、上述した特許文献１のアルミニウム合金よりも固液共存領域の温度範囲が広がり、鋳造の際の鋳込み温度の管理が容易となり、鋳造欠陥が抑制される。
以上、本願発明の種々の有用な実施例を示し、かつ、説明を施した。本願発明は、上述した種々の実施例や変形例に限定されること無く、この発明の要旨や添付する特許請求の範囲に記載された内容を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでも無い。
１ 回転鋳造輪
２ 円周溝
３ 無端ベルト
４ スパウト
５ ロール
６ 鋳造体

Claims (5)

  1. ０．６質量％以上２．５質量％以下のＮｉと、０．１質量％以上０．７質量％以下のＭｇと、０．２質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、残部がＡｌと不可避不純物からなる導電線用アルミニウム合金。
  2. ０．１質量％以上０．４質量％以下のＣｕと、
    ０．０１質量％以上０．０５質量％以下のＴｉと、
    ０．００１質量％以上０．０１質量％以下のＢと、
    からなる群から選択された１種以上の元素を含む、請求項１に記載の導電線用アルミニウム合金。
  3. 合金組成が、０．６質量％以上２．５質量％以下のＮｉと、０．１質量％以上０．７質量％以下のＭｇと、０．２質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、残部がＡｌと不可避不純物からなる導電線。
  4. 前記合金組成が、
    ０．１質量％以上０．４質量％以下のＣｕと、
    ０．０１質量％以上０．０５質量％以下のＴｉと、
    ０．００１質量％以上０．０１質量％以下のＢと、
    からなる群から選択された１種以上の元素を含む、請求項３に記載の導電線。
  5. ０．６質量％以上２．５質量％以下のＮｉと、０．１質量％以上０．７質量％以下のＭｇと、０．２質量％以上０．７質量％以下のＳｉと、残部がＡｌと不可避不純物とからなるアルミニウム合金の撚り線を形成し、
    前記撚り線に対して溶体化処理及び時効処理後、
    前記撚り線表面に絶縁樹脂を被覆し、
    被覆後の前記撚り線を所定の長さに切断した後、切断された前記撚り線の両端に端子を設ける、ワイヤーハーネスの製造方法。
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