WO2008053897A1 - Conducteur à fils et son procédé de fabrication - Google Patents

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WO2008053897A1
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wire
heat treatment
less
electric wire
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Yasuyuki Ootsuka
Yoshihiro Nakai
Taichirou Nishikawa
Original Assignee
Autonetworks Technologies, Ltd.
Sumitomo Wiring Systems, Ltd.
Sumitomo Electric Industries, Ltd
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Publication date
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    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
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    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to an electric wire conductor and a method for manufacturing the electric wire conductor, and more particularly to an electric wire conductor suitably used for an automobile electric wire and a method for manufacturing the electric wire conductor.
  • an aluminum electric wire having a conductor wire made of an aluminum-based material has been used because of its light weight and excellent electrical conductivity.
  • copper wires with conductor wires made of copper-based materials with excellent electrical conductivity are used as signal wires and power wires!
  • Japanese Patent Publication No. 2004-134212 discloses an electric wire for an automobile made of an Al—Mg—Si based aluminum alloy.
  • Fe 0. 6 weight 0/0 less
  • Si 0. 2 ⁇
  • Mg 0. 2 ⁇
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a wire conductor excellent in tensile strength, elongation at break, impact resistance, conductivity, and fatigue resistance, and a method for producing the same.
  • the aluminum alloy is further selected from Fe, Cu, Cr and Mn
  • One or two or more kinds may be contained in a total amount of 0.5% by mass or less.
  • the aluminum alloy may further contain one or more selected from Ti500ppm or less and B50ppm or less.
  • the wire conductor can be suitably used for a cross-sectional area of 0.75 mm 2 or less.
  • the solution treatment temperature of the stranded wire is preferably 500 to 580 ° C, and the aging heat treatment temperature is preferably 150 to 220 ° C.
  • the heating during the solution treatment is preferably by high-frequency heating.
  • the wire constituting the electric wire conductor is made of the above-mentioned specific range of A 1 Mg-Si based aluminum alloy, the electric wire conductor has a tensile strength of 240 MPa or more, and an elongation at break S10 %, Absorption shock energy is 8j / m or more, and conductivity is 40% IACS or more, so it has excellent tensile strength, elongation at break, impact resistance, conductivity, fatigue resistance, and can be applied to small-diameter wires. Become.
  • the aluminum alloy force is further selected from Fe, Cu, Cr and Mn
  • the strength of the wire conductor is further improved.
  • the aluminum alloy strength further contains one or more selected from Ti500ppm or less and B50ppm or less, the strength and elongation of the wire conductor is further improved. This is presumably because the crystal structure is refined.
  • the cross-sectional area of the wire conductor can be used for 0.75 mm 2 or less, the range of application of the aluminum wire is widened, and the ability to reduce the weight of the wire in the field of automobiles and the like. Touch with S.
  • the wire conductor is subjected to a solution treatment after forming a stranded wire from the aluminum alloy wire, whereby the wire conductor absorbs impact energy due to recovery of elongation.
  • the amount is improved.
  • the strength can be improved by precipitation strengthening and the conductivity can be improved by decreasing the amount of solid solution elements. As a result, the tensile strength, elongation at break, impact resistance, conductivity, and fatigue resistance are excellent.
  • the solution treatment is performed by high-frequency heating, local heating can be performed, so that the cooling area can be arranged immediately after the heating area.
  • the heat capacity is small, such as an electric wire
  • it can be rapidly cooled after the solution treatment.
  • it since it becomes possible to continuously heat and cool, it is particularly suitable for long objects such as electric wires.
  • the electric wire conductor according to the present invention is formed by twisting a plurality of aluminum alloy strands containing Si and Mg, the balance being substantially A1 and unavoidable impurities, and the tensile strength of the electric wire conductor is 240 MPa.
  • the elongation at break is 10% or more
  • the absorbed impact energy is 8j / m or more
  • the conductivity is 40% IACS or more.
  • Si is bonded to Mg, and Mg Si particles and the like are finely precipitated in the A1 matrix to form aluminum.
  • the Si content should be 0.3 to 1.2%.
  • the Si content is less than 0.3%, the tensile strength of the wire conductor, which has a small strength improvement effect, is difficult to exceed 240 MPa.
  • the Si content exceeds 1.2%, the conductivity is difficult to reach 40% IACS or higher.
  • Mg combines with Si to precipitate Mg Si particles, etc. finely in the A1 matrix
  • Mg / Si 0.8 ⁇ ; More preferably, l. 0 ⁇ ; If Mg / Si is less than 0.8, the amount of Mg Si compound decreases, so the strength of the aluminum alloy wire
  • the tensile strength of electric wire conductors with little improvement effect is difficult to exceed 240 MPa.
  • the elongation at break is less than 10% and the absorbed impact energy is less than 8j / m due to the influence of excess Si crystallization.
  • Mg / Si exceeds 1.8, the solid Mg content increases, so it is difficult to achieve a conductivity of 0% IACS or more.
  • the aluminum alloy constituting the wire conductor according to the present invention may further contain one or more selected from Fe, Cu, Cr and Mn in addition to the above-described constituent elements. These additive elements contribute to increasing the strength of the aluminum alloy strand. In order to obtain the effect, the total content is preferably 0.5% or less. Further, it is preferable to use two or less additive elements. If the amount of these additive elements is large, the elongation at break and the impact energy are reduced. This is because there is a decrease in the amount of absorption and an increase in the conductor resistance! /, Easy! /.
  • the wire conductor according to the present invention may further include one or more selected from Ti and B forces in addition to the above-described constituent elements.
  • These additive elements have the effect of refining the crystal structure and contribute to increasing the strength and elongation of the aluminum alloy wire.
  • Ti is preferably 500 ppm or less and B is 50 ppm or less. This is because if the amount of these additive elements is large, it is easy to increase the conductor resistance.
  • the electric wire conductor according to the present invention is excellent in tensile strength, elongation at break, impact resistance, electrical conductivity, and fatigue resistance, and therefore can be suitably used for small-diameter electric wires.
  • the conductor preferably has a cross-sectional area of 0.75 mm 2 or less, more preferably 0.22 to 0.75 mm 2 . As a result, the range of application of the anoremi wire is expanded, and the weight of the wire can be reduced in the field of automobiles and the like.
  • the electric wire conductor may be a compressed conductor.
  • the method for producing an electric wire conductor according to an embodiment includes the above-described alloy composition, a stranded wire process in which a plurality of aluminum alloy strands are twisted together to form a stranded wire, and a solution treatment of the stranded wire, followed by rapid cooling. And an aging heat treatment step.
  • the molten alloy is forged with a continuous forging machine to produce a cast bar.
  • a wire rod is produced with a hot rolling mill connected to the tandem with a boil.
  • the wire rod may be manufactured by the continuous forging and rolling method described above, or by the billet forging-extrusion method. In the case of billet forging-extrusion, it is desirable to perform homogenization after billet forging. It is effective to add Ti and B as finening agents immediately before forging.
  • the wire is drawn until a desired strand diameter is obtained by wire drawing.
  • a softening treatment may be appropriately performed.
  • the electric wire thus produced is twisted into a desired number in a twisting step to form a twisted wire. After forming a stranded wire, it undergoes a heat treatment step.
  • the heating temperature during the solution treatment is preferably 500 to 580 ° C. Melting The Mg Si compound in the aluminum alloy is formed into a solution by the solution treatment. Below 500 ° C
  • Quenching may be performed with cooling water or the like!
  • the alloy is in a state of solid solution without precipitating the Mg Si compound that has been dissolved in the alloy by solution treatment by rapid cooling.
  • the solution treatment and rapid cooling may be performed by a method in which a continuous softening machine provided with a cooling water tank is heated to a predetermined temperature in a heating unit and passed through a continuous cooling water tank.
  • the continuous softening machine may be any of an energizing continuous softening machine, a pipe continuous softening machine, and a high-frequency continuous softening machine. Particularly preferred is a high-frequency continuous softening machine.
  • a high-frequency continuous softening machine is used, since the solution treatment is performed by high-frequency heating, local heating is possible. Thereby, the cooling area can be arranged immediately after the heating area.
  • a structural member with a large heat capacity can be maintained at a high temperature even after heating is stopped.
  • a small heat capacity such as an electric wire
  • when heating is stopped cooling begins immediately.
  • the cooling area can be arranged immediately after the heating area, even if it has a small heat capacity and is likely to start slow cooling when the heating is stopped, it is possible to quickly cool it in the high temperature state. it can.
  • the cooling area can be arranged immediately after the heating area, it becomes possible to continuously heat and quench, so that it is particularly suitable for a long object such as an electric wire. And by continuously heating and cooling, the productivity of the wire conductor is improved.
  • the Mg Si compound dissolved in the alloy can be precipitated by solution treatment and rapid cooling. This gives strength and conductivity
  • the aging heat treatment temperature is preferably 150 ° C to 220 ° C. Also when The effective heat treatment time is preferably 4 to 20 hours.
  • the Mg Si compound is likely to grow into coarse grains after precipitation, so that it is difficult to obtain the strength improvement effect.
  • the resistance of the conductor which is difficult to obtain the effect of improving the strength, tends to increase.
  • the precipitated Mg Si compound tends to grow into coarse grains, which improves strength.
  • the aging heat treatment is preferably performed in a state where the wire conductor is wound around a reel. Possible force even in air In order to avoid surface oxidation, it is preferable to carry out in a reducing gas atmosphere or an inert gas atmosphere.
  • the performance of the electric wire conductor according to the present invention can be obtained by the manufacturing method described above. And if the electric wire conductor obtained in this way is coat
  • a cast bar was produced by forging the molten alloy melt with a continuous forging machine so that the alloy composition shown in Table 1 was obtained.
  • a ⁇ 9.5 mm wire rod was produced by a hot rolling mill, and the obtained wire rod was cold-drawn to produce a 0.26 mm wire.
  • seven wire strands were twisted to form a stranded wire. Thereafter, solution treatment, cooling, and aging heat treatment were performed under the conditions shown in Table 1 to obtain electric wire conductors.
  • Wire conductors were obtained in the same manner as in the Examples with the alloy compositions and conditions shown in Table 1.
  • wire conductors were obtained in the same manner as in the Examples, except that solution treatment, cooling, and aging heat treatment were not performed.
  • a weight was attached to the tip of the wire conductor with a distance of lm between the grades, lifted upwards by lm, dropped free, and W (j / m) when the maximum weight weight at which the wire did not break was W (N).
  • An impact energy absorption of 8 j / m or more before fracture was considered acceptable.
  • the aluminum alloy constituting the wire conductor is SiO.
  • the tensile strength is less than 240 MPa
  • the aging heat treatment temperature exceeds 220 ° C
  • the heat treatment time is 20 hours.
  • the tensile strength was less than 240 MPa.
  • a force that is indicated by a wire conductor formed by twisting seven wire strands! / is not particularly limited to this.
  • the electric wire conductor according to the present invention is suitably used for, for example, an automobile electric wire.

Description

明 細 書
電線導体およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、電線導体およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、自動車用電線に 好適に用いられる電線導体およびその製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 従来より、架空送電線などの電力分野においては、軽量かつ電気伝導性に優れる ことから、アルミニウム系材料からなる導体線を有するアルミ電線が使用されている。 これに対して、自動車、 OA機器、家電製品の分野においては、電気伝導性に優れ た銅系材料からなる導体線を有する銅電線が信号線、電力線として使用されて!/、る
[0003] ここで、自動車分野においては、車輛の高性能 ·高機能化が急速に進められてきて いることから、車載される各種電気機器、制御機器等の増加に伴って使用される銅電 線も増加する傾向にある。
[0004] そこで、軽量化を図る目的から、比重が銅の約 3分の 1であるアルミニウムを導体線 に用いたアルミ電線力 最近、 自動車分野において特に注目されている (銅の 8. 89 g/cm3に対し、アルミニウムは 2· 70g/cm3)。
[0005] 自動車分野においては、例えばバッテリーケーブルなどの 10mm2以上の電線に おいて、純アルミ電線（アルミ純度 99%以上）が用いられている例があるものの、純ァ ノレミ電線は強度が低く耐疲労特性に劣るため、例えば導体断面積が 1. 5mm2以下 の一般電線への適用は困難であった。
[0006] そこで、アルミ電線の強度ゃ耐疲労特性を改善する試みがなされている。例えば特 開 2004— 134212号公報には、 Al— Mg— Si系アルミ合金からなる自動車用電線 が開示されている。
[0007] このものは、 Fe : 0. 6重量0 /0以下、 Si : 0. 2〜； 1. 0重量0 /0、 Mg : 0. 2〜； 1. 0重量0 /0 を含み、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物からなるアルミ合金素線を撚り合 わせてなり、素線製造中の熱処理により A1マトリックス中に Mg Si等を析出させてァ ノレミ合金素線の強度向上を図ったものである。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] しかしながら、特開 2004— 134212号公報に示されるものは、アルミ合金素線が硬 質の状態となっているため、強度は向上しているものの、伸びが低下して高ひずみ状 態での耐疲労特性ゃ耐衝撃性に劣る。そのため、例えば導体断面積が 0. 75mm2 以下の細径電線への適用は困難であるという問題があった。
[0009] 本発明が解決しょうとする課題は、引張強度、破断伸び、耐衝撃性、導電性、耐疲 労特性に優れる電線導体およびその製造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明に係る電線導体は、 SiO. 3〜； 1. 2質量％と、 Mg/Si = 0. 8〜； 1. 8の範囲 となる Mgとを含有し、残部が実質的に A1および不可避的不純物よりなるアルミニウム 合金素線を複数本撚り合わせてなる電線導体であって、前記電線導体の引張強度 力 ¾40MPa以上、破断伸びが 10%以上、吸収衝撃エネルギーが 8j/m以上、導電 率が 40%IACS以上であることを要旨とするものである。
[0011] この場合、前記アルミニウム合金は、さらに、 Fe、 Cu、 Crおよび Mnから選択される
1種または 2種以上を合計で 0. 5質量％以下含有するものであっても良い。
[0012] また、前記アルミニウム合金は、さらに、 Ti500ppm以下および B50ppm以下から 選択される 1種または 2種以上を含有するものであっても良い。
[0013] そして、前記電線導体の断面積が 0. 75mm2以下のものに好適に用いることができ
[0014] 一方、本発明に係る電線導体の製造方法は、 SiO. 3〜； 1. 2質量％と、 Mg/Si = 0. 8〜； 1. 8の範囲となる Mgとを含有し、残部が実質的に A1および不可避的不純物 よりなるアルミニウム合金素線を複数本撚り合わせて撚線を形成する撚線工程と、前 記撚線を溶体化処理した後、急冷してさらに時効熱処理する工程とを含むことを要 旨とするものである。
[0015] この場合、前記撚線の溶体化処理温度は、 500〜580°Cであり、前記時効熱処理 温度は、 150〜220°Cであることが望ましい。 [0016] そして、前記溶体化処理時の加熱は、高周波加熱によることが望ましい。
発明の効果
[0017] 本発明に係る電線導体によれば、電線導体を構成する素線が、上記特定範囲の A 1 Mg— Si系アルミ合金からなり、電線導体の引張強度が 240MPa以上、破断伸び 力 S10%以上、吸収衝撃エネルギーが 8j/m以上、導電率が 40%IACS以上である ので、引張強度、破断伸び、耐衝撃性、導電性、耐疲労特性に優れ、細径電線にも 適用可能となる。
[0018] この場合、前記アルミニウム合金力 さらに、 Fe、 Cu、 Crおよび Mnから選択される
1種または 2種以上を合計で 0. 5質量％以下含有するものであれば、さらに、電線導 体の強度が向上する。
[0019] また、前記アルミニウム合金力 さらに、 Ti500ppm以下および B50ppm以下から 選択される 1種または 2種以上を含有するものであれば、さらに、電線導体の強度お よび伸びが向上する。これは、結晶組織が微細化されるためであると推測される。
[0020] そして、前記電線導体の断面積が 0. 75mm2以下のものにも用いることができるの で、アルミ電線の適用範囲が広がり、自動車などの分野において電線の軽量化を図 ること力 Sでさる。
[0021] 一方、本発明に係る電線導体の製造方法によれば、上記アルミニウム合金素線か ら撚線を形成した後溶体化処理を行なうことにより、電線導体は、伸びの回復による 衝撃エネルギー吸収量が向上する。また、その後に時効熱処理を行なうことにより、 析出強化による強度の向上と、固溶元素量の低下による導電率の向上効果が得ら れる。これにより、引張強度、破断伸び、耐衝撃性、導電性、耐疲労特性に優れるも のとなる。
[0022] この場合、前記撚線の溶体化処理温度は、 500〜580°Cであり、前記時効熱処理 温度は、 150〜220°Cであると、適切な溶体化処理および時効熱処理を行なうことが できる。
[0023] そして、高周波加熱により溶体化処理を行なえば、局部加熱できるので、加熱エリ ァの直後に冷却エリアを配置することができる。これにより、熱容量の大きな構造部材 と比較して、電線のように熱容量が小さく加熱停止すると徐冷しゃすいものであっても 溶体化処理後に急冷することができる。また、連続して加熱 急冷することが可能と なるので、電線のような長尺なものに特に好適となる。
発明を実施するための最良の形態
[0024] 次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
[0025] 本発明に係る電線導体は、 Siと Mgとを含有し、残部が実質的に A1および不可避 的不純物よりなるアルミニウム合金素線を複数本撚り合わせてなり、電線導体の引張 強度が 240MPa以上、破断伸びが 10%以上、吸収衝撃エネルギーが 8j/m以上、 導電率が 40%IACS以上となるものである。
[0026] 合金組成を規定した理由を以下に説明する。なお、以下の含有率の単位は質量％ である。
[0027] Siは、 Mgと結合して Mg Si粒子などを A1マトリックス中に微細に析出させて、アルミ
2
ニゥム合金素線の強度を向上させるのに寄与する。その効果を得るには、 Siの含有 率を 0. 3〜； 1. 2%とするのが良い。 Siの含有率が 0. 3%未満では、強度向上効果 力小さぐ電線導体の引張強度 240MPa以上となりにくい。一方、 Siの含有率が 1. 2 %を超えると、導電率が 40%IACS以上となりにくい。
[0028] Mgは、 Siと結合して Mg Si粒子などを A1マトリックス中に微細に析出させて、アルミ
2
ニゥム合金素線の強度を向上させるのに寄与する。その効果を得るには、 Mg/Si = 0. 8〜； ί · 8とするのが良い。より好ましくは、
Figure imgf000005_0001
l . 0〜； ί · 4である。 Mg/Si が 0. 8未満では、 Mg Si化合物量が少なくなるので、アルミニウム合金素線の強度
2
向上効果が小さぐ電線導体の引張強度が 240MPa以上となりにくい。また、過剰 Si の晶出物の影響で、破断伸びが 10%以上、吸収衝撃エネルギーが 8j/m以上とな りにくい。一方、 Mg/Siが 1. 8を超えると、過剰 Mgの固溶量が高まるので、導電率 力 0%IACS以上となりにくい。
[0029] 本発明に係る電線導体を構成するアルミニウム合金は、上記する構成元素に加え て、さらに、 Fe、 Cu、 Crおよび Mnから選択される 1種または 2種以上を含んでいても 良い。これらの添加元素は、アルミ合金素線の強度を高めるのに寄与する。その効果 を得るには、合計で 0. 5%以下とするのが好ましい。そして、添加元素を 2種以下と するのが好ましい。これらの添加元素の量が多いと、破断伸びの低下、衝撃エネルギ 一吸収量の低下、および導体抵抗の増大を伴!/、やす!/、からである。
[0030] また、本発明に係る電線導体は、上記する構成元素に加えて、さらに、 Tiおよび B 力、ら選択される 1種または 2種以上を含んでいても良い。これらの添加元素には、結 晶組織を微細化させる効果があり、アルミニウム合金素線の強度を高めるとともに伸 びを向上させるのに寄与する。その効果を得るには、 Ti500ppm以下、 B50ppm以 下とするのが好ましい。これらの添加元素の量が多いと、導体抵抗の増大を伴いや すいからである。
[0031] 本発明に係る電線導体は、引張強度、破断伸び、耐衝撃性、導電性、耐疲労特性 に優れるので、細径電線に好適に用いることができる。好ましくは導体の断面積が 0. 75mm2以下のもの、より好ましくは 0. 22—0. 75mm2のものである。これにより、ァ ノレミ電線の適用範囲が広がり、自動車などの分野において電線の軽量化を図ること 力できる。なお、電線導体は圧縮導体であっても良い。
[0032] 次に、本発明に係る電線導体の製造方法の一例につ!/、て説明する。一実施形態 に係る電線導体の製造方法は、上述する合金組成で、アルミニウム合金素線を複数 本撚り合わせて撚線を形成する撚線工程と、撚線を溶体化処理した後、急冷してさら に時効熱処理する工程とを含む。
[0033] アルミニウム合金素線を得るには、 Al、 Mg、 Siを所望の濃度となるような分量で溶 製する。この際、必要に応じて、 Fe、 Cu、 Cr、 Mnを所望の濃度となるよう添加する。
[0034] 次!/ヽで、合金溶湯を連続铸造機にて铸造し、キャストバーを作製する。次！/ヽで、タン デムに接続された熱間圧延機により、ワイヤロッドを作製する。なお、ワイヤロッドの製 造は、上述する連続铸造圧延法によっても良いし、ビレット铸造ー押出法であっても 良い。ビレット铸造—押出法の場合には、ビレット铸造後に均質化処理を行なうことが 望ましい。微細化剤としての Ti、 Bの添加は、铸造直前に行なうことが効果的である。
[0035] その後、伸線加工により所望の素線径になるまで伸線する。このとき、加工限界に より断線する場合には、適宜軟化処理を行なうと良い。
[0036] このようにして作製した電線素線を、撚線工程にて所望の本数撚り合わせて撚線と する。撚線とした後、熱処理工程を経る。
[0037] 熱処理工程において、溶体化処理時の加熱温度は、 500〜580°Cが好ましい。溶 体化処理により、アルミニウム合金中の Mg Si化合物を溶体化させる。 500°C未満で
2
は、 Mg Si化合物が溶体化されにくく粗大化合物粒となるため、強度向上効果が得
2
られにくい。また、撚線にするまでの工程で生じた冷間加工による加工硬化が除去さ れにくいので、伸びの向上効果が得られにくい。一方、 580°Cを超えると、合金中の 低融点相の再溶融が起こるので、変形や添加 Mgの酸化による変色が発生しやすく なる。
[0038] 熱処理工程にお!/、て、急冷は、冷却水などで行なうと良!/、。急冷により、溶体化処 理で合金中に溶体化させた Mg Si化合物を析出させることなく固溶した状態で合金
2
中に固定させる。このとき、加熱から冷却までに時間を置くと、溶体化させた Mg Si化
2 合物が粗大化合物粒として析出しやすぐ強度向上効果が得られに《なるため、加 熱直後に冷却 (急冷)すると良!/、。
[0039] 上記溶体化処理および急冷は、冷却水槽を設けた連続軟化機により、加熱部で所 定の温度に加熱し、連続する冷却水槽に通して行なう方法などを採用することができ る。連続軟化機は、通電連続軟化機、パイプ連続軟化機、高周波連続軟化機のい ずれでも良い。特に好ましいのは、高周波連続軟化機である。高周波連続軟化機を 用いる場合、高周波加熱により溶体化処理を行うので、局部加熱が可能となる。これ により、加熱エリアの直後に冷却エリアを配置することができる。
[0040] 例えば熱容量の大きな構造部材にお!/、ては、加熱停止後も高温を維持できるが、 電線のように熱容量が小さいものにおいては、加熱を停止すると、すぐに徐冷し始め る。上述するように、加熱エリアの直後に冷却エリアを配置することができれば、電線 のように熱容量が小さく加熱停止すると徐冷し始めやすいものであっても、高温状態 力ゝら急冷すること力 Sできる。
[0041] また、加熱エリアの直後に冷却エリアを配置することができれば、連続して加熱 急 冷することが可能となるので、電線のような長尺なものに特に好適となる。そして、連 続して加熱 急冷することにより、電線導体の生産性が向上する。
[0042] 熱処理工程において、時効熱処理をすると、溶体化処理および急冷により合金中 に固溶している Mg Si化合物を析出させることができる。これにより、強度と導電率を
2
向上させること力 Sできる。時効熱処理温度は、 150°C〜220°Cが好ましい。また、時 効熱処理時間は、 4〜20時間が好ましい。
[0043] 時効熱処理温度が 150°C未満では、固溶した Mg Si化合物の析出が起こりにくい
2
ので、強度向上効果を得られにくい。一方、時効熱処理温度が 220°Cを超えると、 M g Si化合物が析出後、粗大粒に成長しやすくなるので、強度向上効果を得られにく
2
い。また、時効熱処理時間が 4時間未満では、 Mg Si化合物の析出が不完全であり
2
、強度向上効果を得られにくぐ導体抵抗も高まりやすい。一方、時効熱処理時間が 20時間を超えると、析出した Mg Si化合物が粗大粒に成長しやすいので、強度向上
2
効果を得られにくい。
[0044] 上記時効熱処理は、電線導体をリールに巻いた状態で行なうと良い。大気中にお いても可能である力 表面酸化を回避するため、還元ガス雰囲気あるいは不活性ガ ス雰囲気にて行なうことが好ましい。
[0045] 上述する製造方法により、本発明に係る電線導体の性能を得ることができる。そし て、このようにして得られた電線導体を絶縁体で被覆すれば、絶縁電線となる。
実施例
[0046] 以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。
[0047] (実施例 1 4)
表 1に示す合金組成となるように、溶製した合金溶湯を連続铸造機により铸造して、 キャストバーを作製した。次いで、熱間圧延機により φ 9. 5mmのワイヤロッドを作製 し、得られたワイヤロッドに冷間伸線加工を施して、 0. 26mmの電線素線を作製し た。次いで、電線素線 7本を撚り合わせて撚線とした。その後、表 1に示す条件で、溶 体化処理、冷却、時効熱処理を行ない、各々電線導体を得た。
[0048] (比較例 1 8)
表 1に示す合金組成、条件で、実施例と同様にして、各々電線導体を得た。
[0049] (比較例 9 10)
電線素線を撚線とした後、溶体化処理、冷却、時効熱処理を行わないこと以外、実 施例と同様にして、各々電線導体を得た。
[0050] (評価試験）
電線導体の引張強度、破断伸び、吸収衝撃エネルギー、導電率、所定のひずみ 振幅（Δ ε )における耐疲労特性を測定した。また、得られた電線導体の表面の様子 を調べた。これらの結果を表 1に示す。なお、合金組成における含有元素の量は、ァ ルミニゥム合金全体に対する質量％で示してレ、る。
[0051] (測定方法および評価方法）
引張強度
汎用引張試験機にて測定した。 240MPa以上を合格とした。
[0052] 破断伸び
汎用引張試験機にて測定した。 10%以上を合格とした。
[0053] 吸収衝撃エネルギー
評点間距離 lmの電線導体の先端に錘を取付け、 lm上方に持ち上げた後に自由 落下させ、電線が破断しない最大の錘重量が W (N)のとき、 W (j/m)とした。破断ま での衝撃エネルギー吸収量 8j/m以上を合格とした。
[0054] 導電率
ブリッジ法にて測定した。 40%IACS (万国軟銅標準)以上を合格とした。
[0055] 耐疲労特性
導体に絶縁体を被覆した電線において、引張り荷重を負荷しない繰返し曲げ疲労 試験機を用いて測定した。 Δ ε = 10— 2において 900回以上、 Δ ε = 10— 4において 10 X 104回以上を合格とした。
[0056] 表面の様子
目視にて変色、変形の有無を調べた。変色、変形が無ければ「〇」、変色、変形が あれば「X」とした。
[0057] [表 1]
Figure imgf000010_0001
[0058] 表 1より、実施例 1 4に示すように、電線導体を構成するアルミニウム合金が SiO.
3~1. 2%と Mg/Si = 0. 8~1. 8となる Mgとを含有することで、引張虽度 240MP a以上、破断伸び 10%以上、吸収衝撃エネルギー 8j/m以上、導電率 40%IACS 以上となった。そして、高ひずみ振幅状態での耐疲労特性が 900回以上となった。ま た、電線導体表面に変色や変形は見られな力、つた。これにより、引張強度、破断伸び 、耐衝撃性、導電性、耐疲労特性に優れることが確認された。
[0059] 一方、比較例 1 4に示すように、アルミニウム合金の Si量と Mg量が上記範囲にな い場合には、引張強度、破断伸び、吸収衝撃エネルギー、導電率、高ひずみ振幅状 態での耐疲労特性のすべてが上記範囲を満たすものとはならな力、つた。これにより、 引張強度、破断伸び、耐衝撃性、導電性、耐疲労特性に劣ることが確認された。
[0060] 具体的には、 Si量が 0. 3%未満（比較例 1)では、引張強度が 240MPa未満となり 、 Si量が 1. 2%を超えている（比較例 2)と、導電率が 40%IACS未満となった。また 、 Mg/Siが 0. 8未満（比較例 3)では、引張強度が 240MPa未満となった。 Mg/Si が 1. 8を超えている（比較例 4)と、破断伸びが 10%未満、吸収衝撃エネルギーが 8J /m未満、導電率が 40%IACS未満となった。
[0061] また、比較例 5— 8に示すように、溶体化処理が 500〜580°C、時効熱処理が 150 °C〜220°C、 4〜20時間で行なわれないと、引張強度、破断伸び、吸収衝撃エネル ギー、導電率、高ひずみ振幅状態での耐疲労特性のすべてが上記範囲を満たすも のとはならな力、つた。これにより、引張強度、破断伸び、耐衝撃性、耐疲労特性に劣 ることが確認された。
[0062] 具体的には、溶体化処理の温度が 500°C未満（比較例 5)では、破断伸びが 10% 未満、吸収衝撃エネルギーが 8j/m未満となった。一方、溶体化処理の温度が 580 °Cを超えていると（比較例 6)、引張強度が 240MPa未満、破断伸びが 10%未満、吸 収衝撃エネルギーが 8j/m未満となった。このとき、電線導体表面に変色や変形が 見られた。そして、時効熱処理の温度が 150°C未満で熱処理時間が 4時間未満（比 較例 7)では、引張強度が 240MPa未満となり、時効熱処理の温度が 220°Cを超え、 熱処理時間が 20時間を超えると（比較例 8)、引張強度が 240MPa未満となった。
[0063] さらに、比較例 9 10に示すように、従来のアルミ電線導体では、電線素線を撚線 とした後、溶体化処理、冷却、時効熱処理を行っていないので、撚線までの冷間加 ェによる加工硬化を除去しきれず、伸びが低くなつている。その結果、破断伸びが 1 0%未満、吸収衝撃エネルギーが 8j/m未満となり、破断伸び、耐衝撃性に劣ること が確認された。
[0064] 以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した力 本発明は上記実施の形 態に何ら限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が 可能である。
[0065] 例えば上記実施例にお!/、て、電線素線 7本を撚り合わせた電線導体につ!/、て示し てレ、る力 特にこれに限定されるものではな!/、。
産業上の利用可能性
[0066] 本発明に係る電線導体は、例えば自動車用電線に好適に用いられる。

Claims

請求の範囲
[1] SiO. 3〜； ί · 2質量％と、 Mg/Si = 0. 8〜； ί · 8の範囲となる Mgとを含有し、残部 が実質的に A1および不可避的不純物よりなるアルミニウム合金素線を複数本撚り合 わせてなる電線導体であって、
前記電線導体の引張強度が 240MPa以上、破断伸びが 10%以上、吸収衝撃ェ ネルギ一が 8j/m以上、導電率が 40%IACS以上であることを特徴とする電線導体
〇
[2] 前記アルミニウム合金は、さらに、 Fe、 Cu、 Crおよび Mnから選択される 1種または
2種以上を合計で 0. 5質量％以下含有することを特徴とする請求項 1に記載の電線 導体。
[3] 前記アルミニウム合金は、さらに、 Ti500ppm以下および B50ppm以下から選択さ れる 1種または 2種以上を含有することを特徴とする請求項 1または 2に記載の電線 導体。
[4] 前記電線導体の断面積は、 0. 75mm2以下であることを特徴とする請求項 1から 3 の!/、ずれかに記載の電線導体。
[5] SiO. 3〜； ί · 2質量％と、 Mg/Si = 0. 8〜； ί · 8の範囲となる Mgとを含有し、残部 が実質的に A1および不可避的不純物よりなるアルミニウム合金素線を複数本撚り合 わせて撚線を形成する撚線工程と、
前記撚線を溶体化処理した後、急冷してさらに時効熱処理する工程とを含むことを 特徴とする電線導体の製造方法。
[6] 前記撚線の溶体化処理温度は、 500〜580°Cであり、前記時効熱処理温度は、 1
50〜220°Cであることを特徴とする請求項 5に記載の電線導体の製造方法。
[7] 前記溶体化処理時の加熱は、高周波加熱によることを特徴とする請求項 5または 6 に記載の電線導体の製造方法。
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