KR101908871B1 - 알루미늄 전선의 제조 방법 - Google Patents

알루미늄 전선의 제조 방법 Download PDF

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가부시키가이샤 오토네트웍스 테크놀로지스
스미토모 덴소 가부시키가이샤
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Abstract

세경 전선에 있어서도 고강도로 고도전율을 가지면서, 신장도 우수하고, 제조성도 만족되는 알루미늄 전선의 제조 방법을 제공한다. 열처리형의 알루미늄 합금재에 용체화 처리를 행하는 용체화 공정과, 상기 용체화 처리를 행한 알루미늄 합금재에 신선 가공을 행하는 신선 공정과, 상기 신선 가공을 행한 알루미늄 합금재에 10초 이내의 단시간에 연화 처리를 행하는 연화 공정과, 상기 연화 처리를 행한 알루미늄 합금재에 시효 처리를 행하는 시효 공정을 갖는 제조 방법으로 한다.

Description

알루미늄 전선의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING ALUMINUM WIRE}
본 발명은 자동차용 전선으로서 적합한 알루미늄 전선의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차용 전선의 도체에는, 전기 전도성이 우수한 순구리나 저농도 구리 합금, 저농도 알루미늄 합금 등의 비열처리형 합금이 이용되고 있다. 자동차용 전선으로서는, 경량화의 요망으로 인해, 세경화(細徑化)나 비중이 가벼운 알루미늄계 재료의 적용이 검토된 바 있다(특허문헌 1).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2014-74229호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2013-76168호 공보
비열처리형의 알루미늄 합금은, 도체 제조 공정의 최종 공정에서 가열하여, 가공 뒤틀림의 제거(연화)를 행하고 있다. 이 때문에, 재료의 고강도화가 필요하며, 첨가 원소의 농도를 올릴 필요가 있다. 그러나, 비열처리형의 알루미늄 합금에 있어서 첨가 원소의 농도를 올리면, 도전율의 저하가 크다.
한편으로, 열처리형의 알루미늄 합금을 이용한 도체도 알려져 있다(특허문헌 2). 그러나, 열처리형 알루미늄 합금의 일반적인 조질 방법은, 용체화 처리 및 시효 처리이다. 이에 의해, 강도의 향상이 도모된다. 강도가 중시되는 일반적인 구조재로서는 이러한 일반적인 조질 방법에 따라 조질이 행해지고 있다. 또한, 특허문헌 2에서도, 이러한 일반적인 조질 방법에 따라 조질이 행해지고 있다. 그러나, 이러한 일반적인 조질 방법에 따라 얻어지는 선재는, 용체화 처리 및 시효 처리를 실시함으로써 고강도인 데다가, 전선도체에 필요한 신장이 없다. 또한, 특허문헌 2는, 열처리형 알루미늄 합금의 첨가 원소에 의해 신장을 개량하는 것으로, 조질 방법에 의해 신장을 개량하는 것이 아니다. 또한, 신선(伸線) 가공 후에 용체화 처리를 행하고 있기 때문에, 소선끼리가 융착하기 쉬워, 제조성의 점에서 개량이 필요하다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 세경 전선에 있어서도 고강도로 고도전율을 가지면서, 신장도 우수하고, 제조성도 만족되는 알루미늄 전선의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 알루미늄 전선의 제조 방법은, 열처리형의 알루미늄 합금재에 용체화 처리를 행하는 용체화 공정과, 상기 용체화 처리를 행한 알루미늄 합금재에 신선 가공을 행하는 신선 공정과, 상기 신선 가공을 행한 알루미늄 합금재에 10초 이내의 단시간에 연화 처리를 행하는 연화 공정과, 상기 연화 처리를 행한 알루미늄 합금재에 시효 처리를 행하는 시효 공정을 갖는 것을 요지로 하는 것이다.
상기 연화 처리의 온도는 300℃ 이상인 것이 바람직하다. 상기 연화 처리의 가열 과정 후의 냉각 과정은 급냉 과정이며, 연화 처리의 온도로부터 100℃ 이하로 될 때까지의 시간은 10초 이내인 것이 바람직하다. 상기 시효 처리의 온도는 0℃∼200℃의 범위 내이며, 상기 시효 처리의 시간이 1시간∼100시간의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 용체화 처리의 가열 과정 후의 냉각 과정은 급냉 과정이며, 용체화 처리의 온도로부터 100℃ 이하로 될 때까지의 시간은 10초 이내인 것이 바람직하다. 상기 연화 처리의 가열은 통전 가열 또는 유도 가열인 것이 바람직하다.
상기 시효 처리를 행하기 전에, 상기 연화 처리를 행한 알루미늄 합금재에, 10초 이내의 단시간에 연화 온도보다 낮은 온도로 열처리를 행하는 재열처리 공정을 더 갖는 것이 바람직하다. 상기 재열처리 공정의 열처리의 온도는 100℃∼200℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 재열처리 공정의 가열 과정 후의 냉각 과정은 서냉 과정인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 알루미늄 전선의 제조 방법에 따르면, 세경 전선에 있어서도 고강도로 고도전율을 가지면서, 신장도 우수하고, 제조성도 만족되는 알루미늄 전선이 얻어진다. 열처리형의 알루미늄 합금재는 금속 화합물의 석출 강화에 의해 우수한 강도를 발휘할 수 있기 때문에, 첨가 원소에 의한 도전성의 저하를 억제하면서 강도 향상을 도모할 수 있다. 즉, 강도와 도전성을 양립시킬 수 있다. 그리고, 연화 처리를 행하기 때문에, 우수한 신장도 확보할 수 있다. 이 연화 처리는 10초 이내의 단시간에 행하기 때문에, 연화 처리에 있어서 조대한 금속 화합물의 석출이 억제되어, 강도 저하가 억제된다. 즉, 신선 가공에 의한 뒤틀림을 제거하면서 강도 저하를 억제한다. 그리고, 신선 가공은 용체화 처리를 행한 후에 행하기 때문에, 소선끼리의 융착은 발생하기 어려워, 제조성도 만족된다. 이 신선 가공은 용체화 처리 후이기 때문에, 용체화 처리와는 별도의, 가공 뒤틀림을 제거하기 위한 열처리로서 연화 처리를 신선 가공 후에 행한다.
이때, 시효 처리의 온도가 0℃∼200℃의 범위 내이며, 시효 처리의 시간이 1시간∼100시간의 범위 내이면, 석출물이 미세 분산되어, 강도와 도전성의 밸런스가 양호해진다. 그리고, 연화 처리의 가열이 통전 가열이나 유도 가열이면, 급가열·급냉각하기 쉽기 때문에, 10초 이내의 단시간에 연화 처리를 행하기 쉽다. 연화 처리의 가열이 유도 가열이면, 비접촉 방식이기 때문에, 알루미늄 합금재의 손상을 방지할 수 있다.
그리고, 시효 처리를 행하기 전에, 연화 처리를 행한 알루미늄 합금재에, 10초 이내의 단시간에 연화 온도보다 낮은 온도로 열처리를 행하는 재열처리 공정을 더 가지면, 시효 처리 전에 석출물을 미세하게 석출시킬 수 있다. 시효 처리 전에 석출물을 미세하게 석출시킴으로써, 재료 전체에 미세한 석출물을 균일하게 분산시킬 수 있다. 시효 처리 공정에서는, 그 미세한 석출물이 핵이 되어 석출물이 성장하기 때문에, 재료 전체에 균일하게 분산된 석출물이 생성된다. 이에 의해, 신장이 더 향상된다.
다음에, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 알루미늄 전선의 제조 방법은, 열처리형의 알루미늄 합금재를 이용하여 행해지며, 용체화 공정과, 신선 공정과, 연화 공정과, 시효 공정을 갖는다.
열처리형의 알루미늄 합금은, 열처리에 의해 석출시키는 석출물에 의해 강도를 높이는 것이며, Al-Cu-Mg계 합금, Al-Mg계 합금, Al-Zn-Mg계 합금 등, JIS 규격의 2000계 합금, 6000계 합금, 7000계 합금 등을 들 수 있다.
알루미늄 합금재는, 소정의 조성의 합금 용탕을 주조·압연함으로써 얻어진다. 주조 후의 열처리형의 알루미늄 합금의 결정 조직에는, 조대한 금속 화합물이 석출되어, 조대 입자를 기점으로 하는 파단이 일어나기 쉬우며, 그에 따라 강도가 낮다.
용체화 공정은, 주조·압연에 의해 얻어진 열처리형의 알루미늄 합금재에 용체화 처리를 행한다. 용체화 처리는, 열처리형의 알루미늄 합금재를 고체 용융 한도 온도 이상의 온도로 가열하여, 합금 성분(고용 원소, 석출 강화 원소)을 충분히 고용시킨 후, 냉각하여 과포화 고용 상태로 한다. 용체화 처리는, 합금 성분을 충분히 고용할 수 있는 온도에서 행한다. 용체화 처리의 온도는, 450℃ 이상으로 하면 좋다. 용체화 처리의 온도는, 600℃ 이하가 바람직하고, 550℃ 이하가 보다 바람직하다. 유지 시간은, 합금 성분을 충분히 고용할 수 있도록, 30분 이상인 것이 바람직하다. 또한, 생산성의 관점에서, 5시간 이내인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 3시간 이내이다.
용체화 처리의 가열 과정 후의 냉각 과정은 급냉 과정인 것이 바람직하다. 급냉으로 함으로써, 고용 원소의 과도한 석출을 방지할 수 있다. 냉각 속도는, 용체화 처리의 온도로부터 100℃ 이하로 될 때까지의 시간이 10초 이내인 것이 바람직하다. 이러한 급냉은, 물 등의 액체에 침지하거나, 송풍하는 등의 강제 냉각에 의해 행할 수 있다.
용체화 처리는, 대기 분위기, 비산화성 분위기 중 어디에서 행하여도 좋다. 비산화성 분위기는, 진공 분위기(감압 분위기), 질소나 아르곤 등의 불활성 가스 분위기, 수소 함유 가스 분위기, 탄산 가스 함유 분위기 등을 들 수 있다. 비산화성 분위기에서 행하면, 알루미늄 합금재의 표면에 산화 피막이 형성되기 어렵다.
용체화 처리는, 연속 처리 및 배치(batch) 처리(비연속 처리) 중 어느 것으로 행하여도 좋다. 연속 처리이면, 긴 선재의 전체 길이에 걸쳐 균일한 조건으로 열처리를 행하기 쉽기 때문에, 특성의 불균일을 작게 할 수 있다. 가열 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 통전 가열, 유도 가열, 가열로를 이용한 가열 중 어느 것이어도 좋다. 가열 방법이 통전 가열이나 유도 가열이면, 급가열·급냉각하기 쉽기 때문에, 단시간에 용체화 처리를 행하기 쉽다. 가열 방법이 유도 가열이면, 비접촉 방식이기 때문에, 알루미늄 합금재의 손상을 방지할 수 있다.
신선 공정은, 알루미늄 합금재에 신선 가공을 행하여, 주조·압연재로부터 전선 소선을 형성한다. 전선 소선은, 전선 도체를 구성하는 선재이며, 단선 혹은 연선을 구성한다. 신선 가공은, 용체화 처리를 행한 알루미늄 합금재에 행한다. 따라서, 신선 공정은, 용체화 공정 후의 공정이다. 얻어진 신선재는, 원하는 개수를 합쳐서 꼼으로써, 연선으로 할 수 있다. 얻어진 신선재는, 통상, 단선인 채로, 혹은, 연선으로 한 상태로, 드럼에 권취되어, 다음 처리가 행해진다. 신선 공정이 용체화 공정 전에 있으면, 용체화 공정에 있어서 소선끼리가 융착하기 때문에, 제조성이 만족되지 않는다.
연화 공정은, 알루미늄 합금재에 연화 처리를 행한다. 연화 처리는, 신선 가공 등의 가공에 의해 생긴 가공 뒤틀림의 제거를 위해 행해진다. 따라서, 연화 공정은, 신선 공정 후의 공정이다. 신선 가공을 행한 알루미늄 합금재에 연화 처리를 행한다. 연화 처리를 행함으로써, 열처리형의 알루미늄 합금재의 일반적인 조질 방법으로는 얻을 수 없는 신장이 얻어지고, 그 결과, 전선 특성으로서 굴곡성이나 와이어 하네스의 가공성(유연성의 향상), 충격 하중에 대한 내성이 얻어진다.
연화 처리는, 연화에 필요한 온도 이상의 온도에서 행한다. 따라서, 연화 처리의 온도는, 250℃ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 300℃ 이상이다. 연화 처리의 온도가 250℃ 미만에서는, 알루미늄 합금재가 충분히 연화되기 어렵다. 한편, 생산성의 관점에서, 연화 처리의 온도는 600℃ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 550℃ 이하이다.
연화 처리는, 10초 이내의 단시간에 행한다. 연화 처리의 온도는, 시효 석출이 발생하는 온도이며, 조대한 석출물이 생기는 온도이기 때문에, 용체화 처리된 열처리형의 알루미늄 합금재에 있어서 연화 처리의 시간이 길어지면, 시효 석출에 의해 강도가 저하한다. 이 때문에, 조대한 석출물이 생기지 않도록(시효 석출이 발생하지 않도록), 매우 짧은 시간에 연화 처리를 행할 필요가 있기 때문이다. 또한, 이 관점에서, 연화 처리는, 5초 이내의 단시간인 것이 보다 바람직하다.
연화 처리는, 배치 가열 방식에 따라 행하면, 가열 시간이 길어지기 때문에, 단시간에 행하는 것이 어렵다. 그렇게 하면, 연화와 동시에 시효 석출이 진행된다. 따라서, 연화 처리는, 연속 가열 방식에 따라 행하는 것이 바람직하다. 또한, 연속 가열 방식으로 하면, 긴 선재의 전체 길이에 걸쳐 균일한 조건으로 열처리를 행하기 쉽기 때문에, 특성의 불균일을 작게 할 수 있다. 연속 가열 방식으로서는, 통전 가열 방식, 유도 가열 방식, 노 가열 방식 등을 들 수 있다. 통전 가열 방식이나 유도 가열 방식이면, 급가열·급냉각하기 쉽기 때문에, 단시간에 용체화 처리를 행하기 쉽다. 유도 가열 방식이면, 비접촉 방식이기 때문에, 알루미늄 합금재의 손상을 방지할 수 있다.
연화 처리의 가열 과정 후의 냉각 과정은 급냉 과정인 것이 바람직하다. 급냉으로 함으로써, 고용 원소의 과도한 석출을 방지할 수 있다. 냉각 속도는, 연화 처리의 온도로부터 100℃ 이하로 될 때까지의 시간이 10초 이내인 것이 바람직하다. 이러한 급냉은, 물 등의 액체에 침지하거나, 송풍하는 등의 강제 냉각에 의해 행할 수 있다.
연화 처리는, 대기 분위기, 비산화성 분위기 중 어디에서 행하여도 좋다. 비산화성 분위기는, 진공 분위기(감압 분위기), 질소나 아르곤 등의 불활성 가스 분위기, 수소 함유 가스 분위기, 탄산 가스 함유 분위기 등을 들 수 있다. 비산화성 분위기에서 행하면, 알루미늄 합금재의 표면에 산화 피막이 형성되기 어렵다.
시효 공정은, 알루미늄 합금재에 시효 처리를 행한다. 시효 처리는, 용체화 처리한 알루미늄 합금의 합금 성분(고용 원소, 석출 강화 원소)을 가열함으로써 화합물로서 석출시킨다. 시효 처리는, 연화 처리를 행한 알루미늄 합금재에 행한다. 따라서, 시효 공정은, 연화 공정 후의 공정이다.
시효 처리는, 화합물의 석출이 가능한 온도 이상에서 행해지지만, 석출 강화시키는 처리이며, 연화되지 않는 조건에서 행해진다. 따라서, 시효 처리의 온도는, 0℃∼200℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 시효 처리의 온도가 200℃를 넘을 경우에는, 알루미늄 합금재가 연화되기 쉬워진다.
시효 처리는, 저온에서 장시간 행하는 편이, 석출물이 미세 분산되어, 강도를 얻기 쉬워진다. 고온에서 행하면, 석출물이 조대하게 불균일하게 석출하여, 강도가 저하한다. 따라서, 시효 처리는, 0℃∼200℃의 범위 내에서, 1시간∼100시간의 범위 내로 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 석출물이 미세 분산되어, 강도와 도전성의 밸런스가 양호해진다. 또한, 생산성의 관점에서, 100℃∼200℃의 범위 내에서, 1시간∼24시간의 범위 내로 행하는 것이 보다 바람직하다.
시효 처리는, 대기 분위기, 비산화성 분위기 중 어디에서 행하여도 좋다. 비산화성 분위기에서 행하면, 알루미늄 합금재의 표면에 산화 피막이 형성되기 어렵다. 시효 처리는, 연속 처리 및 배치 처리(비연속 처리) 중 어느 것으로 행하여도 좋다. 연속 처리이면, 긴 선재의 전체 길이에 걸쳐 균일한 조건으로 열처리를 행하기 쉽기 때문, 특성의 불균일을 작게 할 수 있다. 가열 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 통전 가열, 유도 가열, 가열로를 이용한 가열 중 어느 것이어도 좋다. 가열 방법이 유도 가열이면, 비접촉 방식이기 때문에, 알루미늄 합금재의 손상을 방지할 수 있다.
이상에 나타내는 본 발명에 따른 알루미늄 전선의 제조 방법에 따르면, 세경 전선에 있어서도 고강도로 고도전율을 가지면서, 신장도 우수하고, 제조성도 만족되는 알루미늄 전선이 얻어진다. 열처리형의 알루미늄 합금재는 금속 화합물의 석출 강화에 의해 우수한 강도를 발휘할 수 있기 때문에, 첨가 원소에 의한 도전성의 저하를 억제하면서 강도 향상을 도모할 수 있다. 즉, 강도와 도전성을 양립할 수 있다. 그리고, 연화 처리를 행하기 때문에, 우수한 신장도 확보할 수 있다. 이 연화 처리는 10초 이내의 단시간에 행하기 때문에, 연화 처리에 있어서 조대한 금속 화합물의 석출이 억제되어, 강도 저하가 억제된다. 즉, 신선 가공에 의한 뒤틀림을 제거하면서 강도 저하를 억제한다. 그리고, 신선 가공은 용체화 처리를 행한 후에 행하기 때문에, 소선끼리의 융착은 발생하기 어려워, 제조성도 만족된다. 이 신선 가공이 용체화 처리 후이기 때문에, 용체화 처리와는 별도의, 가공 뒤틀림을 제거하기 위한 열처리로서 연화 처리를 신선 가공 후에 행한다.
본 발명에 따른 알루미늄 전선의 제조 방법은, 연화 공정 후에, 시효 공정 전에, 재열처리 공정을 더 가지고 있어도 좋다. 재열처리 공정은, 10초 이내의 단시간에 연화 온도보다 낮은 온도로 열처리를 행한다. 이에 의해, 시효 처리 전에 석출물을 미세하게 석출시킬 수 있다. 시효 처리 전에 석출물을 미세하게 석출시킴으로써, 재료 전체에 미세한 석출물을 균일하게 분산시킬 수 있다. 시효 처리 공정에서는, 그 미세한 석출물이 핵이 되어 석출물이 성장하기 때문에, 재료 전체에 균일하게 분산된 석출물이 생성된다. 이에 의해, 신장이 더욱 향상된다.
재열처리 공정의 열처리의 온도는, 석출물을 미세하게 석출시킴으로써 재료 전체에 미세한 석출물을 균일하게 분산시키기 쉬운 것, 연화 공정에 의해 알루미늄 합금재에 부착되는 냉각수를 제거하기 쉬운 것 등의 관점에서, 100℃ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 120℃ 이상이다. 또한, 알루미늄 합금재의 종류에도 따르지만, 연화 온도보다 낮은 온도로 하기 쉬운 것, 연화 온도와의 차를 크게 하기 쉬운 것 등의 관점에서, 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 180℃ 이하이다.
재열처리 공정의 열처리(가열)는, 연화 처리의 가열과 마찬가지로, 통전 가열이나 유도 가열인 것이 바람직하다. 알루미늄 합금재를 급가열하기 쉽기 때문에, 10초 이내의 단시간에 열처리(가열)를 행하기 쉽다. 또한, 유도 가열이면, 비접촉 방식이기 때문에, 알루미늄 합금재의 손상을 방지할 수 있다.
재열처리 공정은, 석출물을 미세하게 석출시킴으로써 재료 전체에 미세한 석출물을 균일하게 분산시키기 쉬운 등의 관점에서, 연화 공정 후, 비교적 빠르게 행하는 것이 바람직하다. 연화 공정 후부터 재열처리 공정까지의 시간이 길면, 조대한 석출물이 석출하기 쉬워진다. 재열처리 공정이나 시효 공정 전에 조대한 석출물이 석출하고 있으면, 이것이 핵이 되어 석출물이 조대화하기 때문에, 재료 전체에 있어서 미세한 석출물을 균일하게 분산시키기 어려워진다. 이 관점에서, 연화 공정의 냉각 과정 후부터 재열처리 공정의 열처리 개시까지의 시간은, 12시간 이내인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 6시간 이내이다.
재열처리 공정의 가열 과정 후의 냉각 과정은, 석출 제어의 관점에서, 서냉 과정인 것이 바람직하다. 서냉 과정은, 예컨대 냉각수 등을 이용하여 강제적으로 급냉하는 과정이 아닌 냉각 과정이며, 예컨대 가열 과정 후의 알루미늄 합금재를 실온에서 방치하는 등에 의해 자연 냉각함으로써 서냉하거나, 가열 온도로부터 실온까지의 시간을 3시간 이상으로 함으로써 서냉하거나 하면 좋다.
이상에 의해, 인장 강도 200 ㎫ 이상, 신장 5% 이상으로 도전성이 우수한 선재가 얻어진다. 이렇게 하여 얻어진 선재는, 단선 혹은 연선이 되어, 전선 도체를 구성한다. 전선 도체의 외주에 절연 피복을 형성함으로써, 알루미늄 전선이 얻어진다. 절연 피복의 재료는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 올레핀계 수지, 염화비닐 수지 등의 재료가 이용된다. 재열처리 공정을 거치면, 인장 강도, 도전성을 유지한 채로, 신장을 10% 이상으로 향상시킨 선재가 얻어진다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
(실시예 1)
Mg 0.6 질량%, Si 0.5 질량% 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피 불순물로 이루어지는 열처리형의 알루미늄 합금을 이용하여, 표 1에 기재된 제조 공정에 따라 알루미늄 합금의 소선을 얻었다. 이 소선을 이용하여, 강도, 신장, 도전율, 제조성을 평가하였다.
용체화(처리): 530℃×1시간, 급냉(100℃ 이하까지 10초 이내)
신선(가공): φ9.5 ㎜→φ0.3 ㎜
연속 연화(처리): 500℃×1초, 급냉(100℃ 이하까지 10초 이내)
배치 연화(처리): 350℃×3시간, 서냉(100℃ 이하까지 3시간)
재가열(처리): 100℃×1초, 서냉(30℃ 이하까지 3시간)
시효(처리): 150℃×10시간
강도(㎫, 인장 강도) 및 신장(%, 파단 신장)은, JIS Z 2241(금속 재료 인장 시험 방법, 1998)에 준거하여, 범용의 인장 시험기를 이용하여 측정하였다. 도전율(% IACS)은, 브릿지법에 따라 측정하였다. 강도는, 200 ㎫ 이상을 「○」, 200 ㎫ 미만을 「×」로 하였다. 신장은, 10% 이상을 「◎」, 5% 이상을 「○」, 5% 미만을 「×」로 하였다. 도전율은, 48% IACS 이상을 「○」, 48% IACS 미만을 「×」로 하였다. 제조성은, 드럼에의 권취 직경 400 ㎜로 1만 m 이상의 길이의 소선에 있어서도 소선끼리의 융착이 확인되지 않은 경우를 「○」, 소선끼리의 융착이 확인된 경우를 「×」로 하였다.
제조 공정 강도 신장 도전율 제조성
No.1 용체화 신선 연속 연화 - 시효
No.2 용체화 신선 - - 시효 ×
No.3 용체화 신선 배치 연화 - 시효 ×
No.4 용체화 신선 연속 연화 - - × ×
No.5 신선 용체화 - - 시효 ×
No.11 용체화 신선 연속 연화 재가열 시효
본 발명에 따른 실험 No.1, 11에서는, 얻어진 알루미늄 전선은, 강도, 신장, 도전율, 제조성 모두 만족되며, 세경 전선에 있어서도 고강도로 고도전율을 가지면서, 신장도 우수하고, 제조성도 만족되는 것을 알 수 있다. 이에 대하여, 실험 No.2에서는, 신선 후의 연화 처리가 없기 때문에, 신장이 만족되지 않는다. 실험 No.3에서는, 연화 처리의 시간이 지나치게 길기 때문에, 연화 처리 시의 시효 석출에 의해 조대한 석출물이 생겨 강도가 만족되지 않는다. 실험 No.4에서는, 시효 처리가 없기 때문에, 강도 및 도전성이 만족되지 않는다. 실험 No.5에서는, 신선 후에 용체화 처리를 행하고 있기 때문에, 소선끼리가 융착하여, 제조성이 만족되지 않는다. 실험 No.11에서는, 연화 공정 후, 시효 공정 전에 재가열 공정을 갖기 때문에, 실험 No.1과 비교하여, 강도, 도전성을 유지한 채로, 신장이 향상되는 것을 알 수 있다.
(실시예 2)
Cu 4.5 질량%, Mg 1.5 질량%, Mn 0.6 질량% 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피 불순물로 이루어지는 열처리형의 알루미늄 합금을 이용하여, 표 2에 기재된 제조 공정에 따라 알루미늄 합금의 소선을 얻었다. 이 소선을 이용하여, 강도, 신장, 도전율, 제조성을 평가하였다.
용체화(처리): 500℃×1시간, 급냉(100℃ 이하까지 10초 이내)
신선(가공): φ9.5 ㎜→φ0.3 ㎜
연속 연화(처리): 500℃×1초, 급냉(100℃ 이하까지 10초 이내)
배치 연화(처리): 350℃×3시간, 서냉(100℃ 이하까지 3시간)
시효(처리): 30℃×100시간
강도(㎫, 인장 강도) 및 신장(%, 파단 신장)은, JIS Z 2241(금속 재료 인장 시험 방법, 1998)에 준거하여, 범용의 인장 시험기를 이용하여 측정하였다. 도전율(% IACS)은, 브릿지법에 따라 측정하였다. 강도는, 450 ㎫ 이상을 「○」, 450 ㎫ 미만을 「×」로 하였다. 신장은, 5% 이상을 「○」, 5% 미만을 「×」로 하였다. 도전율은, 20% IACS 이상을 「○」, 20% IACS 미만을 「×」로 하였다. 제조성은, 드럼에의 권취 직경 400 ㎜로 1만 m 이상의 길이의 소선에 있어서도 소선끼리의 융착이 확인되지 않은 경우를 「○」, 소선끼리의 융착이 확인된 경우를 「×」로 하였다.
제조 공정 강도 신장 도전율 제조성
No.6 용체화 신선 연속 연화 시효
No.7 용체화 신선 - 시효 ×
No.8 용체화 신선 배치 연화 시효 ×
No.9 용체화 신선 연속 연화 - × ×
No.10 신선 용체화 - 시효 ×
표 2에서, 합금종이 변하여도, 표 1과 동일한 결과를 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 실험 No.6에서 얻은 알루미늄 전선은, 강도, 신장, 도전율, 제조성 모두 만족되며, 세경 전선에 있어서도 고강도로 고도전율을 가지면서, 신장도 우수하고, 제조성도 만족되는 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 조금도 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 개선 변경이 가능하다.

Claims (9)

  1. 열처리형의 알루미늄 합금재에 용체화 처리를 행하는 용체화 공정과,
    상기 용체화 처리를 행한 알루미늄 합금재에 신선 가공을 행하는 신선 공정과,
    상기 신선 가공을 행한 알루미늄 합금재에 10초 이내의 단시간에 연화 처리를 행하는 연화 공정과,
    상기 연화 처리를 행한 알루미늄 합금재에 시효 처리를 행하는 시효 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연화 처리의 온도가 300℃ 이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 연화 처리의 가열 과정 후의 냉각 과정이 급냉 과정이며, 연화 처리의 온도로부터 100℃ 이하로 될 때까지의 시간이 10초 이내인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 시효 처리의 온도가 0℃∼200℃의 범위 내이며, 상기 시효 처리의 시간이 1시간∼100시간의 범위 내인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 용체화 처리의 가열 과정 후의 냉각 과정이 급냉 과정이며, 용체화 처리의 온도로부터 100℃ 이하로 될 때까지의 시간이 10초 이내인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 연화 처리의 가열이 통전 가열 또는 유도 가열인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 시효 처리를 행하기 전에, 상기 연화 처리를 행한 알루미늄 합금재에, 10초 이내의 단시간에 연화 온도보다 낮은 온도로 열처리를 행하는 재열처리 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 재열처리 공정의 열처리의 온도가 100℃∼200℃의 범위 내인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 재열처리 공정의 가열 과정 후의 냉각 과정이 서냉 과정인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전선의 제조 방법.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6379021B2 (ja) * 2014-12-05 2018-08-22 矢崎総業株式会社 アルミニウム合金撚線導体の製造方法
CN108780680B (zh) * 2016-03-31 2020-11-13 株式会社自动网络技术研究所 通信用电线
JP2017218645A (ja) 2016-06-09 2017-12-14 矢崎総業株式会社 アルミニウム合金電線及びそれを用いた自動車用ワイヤーハーネス
JP6684176B2 (ja) * 2016-07-13 2020-04-22 古河電気工業株式会社 アルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線およびワイヤーハーネス
AR106253A1 (es) * 2016-10-04 2017-12-27 Di Ciommo José Antonio Cable aéreo para transporte de energía eléctrica en baja y media tensión y de señales digitales, de conductores concéntricos de aleación de aluminio conteniendo dentro un cable de fibra óptica y proceso de tratamiento de alambre trefilado
WO2019111468A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 株式会社フジクラ アルミニウム合金線の製造方法、これを用いた電線の製造方法及びワイヤハーネスの製造方法
CN111687236B (zh) * 2019-11-19 2021-07-23 江苏中天科技股份有限公司 一种覆层合金线的制备方法
WO2022139007A1 (ko) * 2020-12-22 2022-06-30 주식회사 에프티넷 고인성 주조용 알루미늄 합금 및 그 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010043303A (ja) * 2008-08-11 2010-02-25 Sumitomo Electric Ind Ltd アルミニウム合金線
JP2012132073A (ja) 2010-12-22 2012-07-12 Yazaki Corp 導電用アルミニウム導体材料、アルミニウム電線、および、アルミニウム電線用導体の製造方法
JP2012241254A (ja) * 2011-05-23 2012-12-10 Yazaki Corp アルミニウム導線の製造方法及び電線
JP2014139334A (ja) 2013-01-21 2014-07-31 Yazaki Corp アルミニウム合金線、電線、ケーブル、及び、ワイヤハーネス

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2312839A1 (fr) * 1975-05-28 1976-12-24 Pechiney Aluminium Conducteurs electriques ameliores en alliages al-mg-si, en particulier pour cables aeriens de transport d'energie, et procede d'obtention
US5700424A (en) * 1996-03-06 1997-12-23 Sky Aluminium Co., Ltd. System for preparing aluminum alloy strip having improved formability and bake hardenability
WO2009054457A1 (ja) 2007-10-23 2009-04-30 Autonetworks Technologies, Ltd. 自動車用アルミ電線およびその製造方法
WO2011052644A1 (ja) * 2009-10-30 2011-05-05 住友電気工業株式会社 アルミニウム合金線
CN102666893A (zh) * 2009-12-11 2012-09-12 株式会社藤仓 输电体及其制造方法
CN102041418B (zh) 2011-01-28 2012-10-10 江苏中天科技股份有限公司 一种制造57%导电率的中强度铝合金线方法
JP5839237B2 (ja) 2011-04-11 2016-01-06 住友電気工業株式会社 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
JP5155464B2 (ja) * 2011-04-11 2013-03-06 住友電気工業株式会社 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
WO2013147270A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 古河電気工業株式会社 アルミニウム合金線およびその製造方法
CN104797724B (zh) * 2013-03-29 2017-12-05 古河电器工业株式会社 铝合金导体、铝合金绞线、被覆电线、线束以及铝合金导体的制造方法
WO2014155819A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 古河電気工業株式会社 アルミニウム合金導体、アルミニウム合金撚線、被覆電線、ワイヤーハーネスおよびアルミニウム合金導体の製造方法
EP3266891B1 (en) * 2013-03-29 2019-08-14 Furukawa Electric Co. Ltd. Aluminum alloy conductor, aluminum alloy stranded wire, coated wire, wire harness and manufacturing method of aluminum alloy conductor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010043303A (ja) * 2008-08-11 2010-02-25 Sumitomo Electric Ind Ltd アルミニウム合金線
JP2012132073A (ja) 2010-12-22 2012-07-12 Yazaki Corp 導電用アルミニウム導体材料、アルミニウム電線、および、アルミニウム電線用導体の製造方法
JP2012241254A (ja) * 2011-05-23 2012-12-10 Yazaki Corp アルミニウム導線の製造方法及び電線
JP2014139334A (ja) 2013-01-21 2014-07-31 Yazaki Corp アルミニウム合金線、電線、ケーブル、及び、ワイヤハーネス

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