WO2017221819A1 - アルミニウム合金導電線、これを用いた電線及びワイヤハーネス - Google Patents

アルミニウム合金導電線、これを用いた電線及びワイヤハーネス Download PDF

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    • H01B5/02Single bars, rods, wires, or strips

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy conductive wire, an electric wire and a wire harness using the same.
  • Patent Document 1 As such an aluminum alloy conductive wire, for example, one disclosed in Patent Document 1 below is known.
  • Patent Document 1 below includes a total of at least one element selected from 0.03 to 1.5% by mass of Mg, 0.02 to 2.0% by mass of Si, Cu, Fe, Cr, Mn, and Zr. 0.1 to 1.0% by mass, electrical conductivity is 40% IACS or more, tensile strength is 150 MPa or more, elongation is 5% or more, wire diameter is 0.5 mm or less, and maximum crystal grain size is 50 ⁇ m or less.
  • An aluminum alloy conductive wire is disclosed.
  • Patent Document 1 the aluminum alloy conductive wire described in Patent Document 1 showed a decrease in strength after the heat resistance test, and had room for improvement in terms of heat resistance.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an aluminum alloy conductive wire having excellent heat resistance, an electric wire and a wire harness using the same.
  • the present inventor has intensively studied with a particular focus on the Mg content in the aluminum alloy conductive wire.
  • the inventors set the content ratios of Si, Fe, Cu and Mg to a specific range, the total content ratio of Ti, V and B to a specific value or less, and the tensile strength. It has been found that the above problem can be solved when a specific relationship is established with respect to the formula using the Mg content and the conductivity is a specific relationship with respect to the equation using the Mg content.
  • Si is 0.15 to 0.25% by mass
  • Fe is 0.6 to 0.9% by mass
  • Cu is 0.05 to 0.15% by mass.
  • T 1 59.5 ln (x) +231
  • C 1.26x 2 -11.6x + 63.4 (2)
  • the decrease in strength is sufficiently suppressed even after the heat resistance test, and it becomes possible to have excellent heat resistance.
  • the aluminum alloy conductive wire is disconnected when the aluminum alloy conductive wire is used in a portion susceptible to vibration in the automobile, routed, or stored in a bent state. Can be suppressed.
  • the Mg content x in the aluminum alloy conductive wire is 1.45% by mass or less, and the Si content in the aluminum alloy conductive wire is 0.17% by mass or more and 0.0. It is 25 mass% or less, and it is preferable that only Ti among Ti, V, and B is contained in the aluminum alloy conductive wire.
  • the heat resistance of the aluminum alloy conductive wire can be further improved.
  • the present invention is an electric wire having the above aluminum alloy conductive wire.
  • the aluminum alloy conductive wire can have excellent heat resistance, it is possible to have excellent heat resistance.
  • this invention is a wire harness provided with two or more said electric wires.
  • tensile strength refers to the tensile strength measured by a tensile test performed in accordance with JIS C3002.
  • conductivity refers to conductivity obtained from electric resistance and mass measured according to JIS C3002.
  • an aluminum alloy conductive wire having excellent heat resistance, an electric wire and a wire harness using the same are provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the aluminum alloy conductive wire of the present invention.
  • the aluminum alloy conductive wire 10 shown in FIG. 1 includes Si (silicon) in a range of 0.15% by mass to 0.25% by mass, Fe (iron) in a range of 0.6% by mass to 0.9% by mass, and Cu (copper).
  • the tensile strength is T 1 MPa or less represented by the following formula (1)
  • the conductivity is C% IACS or higher represented by the following formula (2).
  • the content rate of Si, Fe, Cu, and Mg and the total content rate of Ti, V, and B are based on the mass of the aluminum alloy conductive wire 10 (100 mass%).
  • T 1 59.5 ln (x) +231 (1)
  • C 1.26x 2 -11.6x + 63.4 (2)
  • the aluminum alloy conductive wire 10 contains Si in a range from 0.15% by mass to 0.25% by mass.
  • the reason why the Si content is 0.15 mass% or more and 0.25 mass% or less is that the aluminum alloy conductive wire 10 has a higher tensile strength and elongation than when the Si content is less than 0.15 mass%. This is because the aluminum alloy conductive wire 10 is superior in conductivity as compared with the case where the Si content is more than 0.25 mass%.
  • the Si content is preferably 0.16% by mass or more and 0.22% by mass or less.
  • the aluminum alloy conductive wire 10 contains Fe in an amount of 0.6% by mass to 0.9% by mass.
  • the reason why the Fe content is set to 0.6% by mass or more and 0.9% by mass is that the aluminum alloy conductive wire 10 has tensile strength and elongation as compared with the case where the Fe content is less than 0.6% by mass. This is because the aluminum alloy conductive wire 10 is superior in conductivity as compared with the case where the Fe content is more than 0.9 mass%.
  • the content of Fe is preferably 0.68% by mass or more and 0.82% by mass or less.
  • the aluminum alloy conductive wire 10 contains 0.05 mass% or more and 0.15 mass% or less of Cu.
  • the reason why the Cu content is 0.05% by mass or more and 0.15% by mass or less is that the aluminum alloy conductive wire 10 has a higher tensile strength and elongation than the case where the Cu content is less than 0.05% by mass. This is because the aluminum alloy conductive wire 10 is excellent in conductivity as compared with the case where the Cu content is more than 0.15% by mass.
  • the Cu content is preferably 0.06% by mass or more and 0.12% by mass or less.
  • the aluminum alloy conductive wire 10 contains 0.2 mass% or more and 2.7 mass% or less of Mg.
  • the reason why the Mg content is not less than 0.2% by mass and not more than 2.7% by mass is that the aluminum alloy conductive wire 10 has a higher tensile strength and elongation than the case where the Mg content is less than 0.2% by mass. This is because the aluminum alloy conductive wire 10 is more excellent in conductivity than the case where the Mg content is more than 2.7% by mass.
  • the Mg content is preferably 0.2% by mass or more and 2.0% by mass or less.
  • the total content of Ti, V and B is 0.03% by mass or less.
  • the reason why the total content of Ti, V, and B is 0.03% by mass or less is that the aluminum alloy conductive wire 10 is smaller than the case where the total content of Ti, V, and B is greater than 0.03% by mass. It is because it is more excellent in electroconductivity.
  • the total content of Ti, V and B is preferably 0.01% by mass or less.
  • the total content rate of Ti, V, and B should just be 0.03 mass% or less, and may be 0 mass%. That is, the content of Ti, V, and B may all be 0% by mass.
  • only Ti content in Ti, V and B may be 0% by mass, only V content may be 0% by mass, and only B content is 0% by mass. Also good.
  • the Mg content x in the aluminum alloy conductive wire 10 is 1.45% by mass or less, and the Si content in the aluminum alloy conductive wire 10 is 0.17% by mass or more. It is 25 mass% or less, and it is preferable that only Ti among Ti, V, and B is contained in the aluminum alloy conductive wire 10.
  • the aluminum alloy conductive wire 10 has the same composition, that is, when the content of Si, Fe, Cu, Mg and Ti in the aluminum alloy conductive wire 10 is the same, the heat resistance of the aluminum alloy conductive wire 10 is increased.
  • the sex can be further improved.
  • the Mg content in the aluminum alloy conductive wire 10 is preferably 0.3% by mass or more.
  • the heat resistance can be further improved as compared with the case where the Mg content in the aluminum alloy conductive wire 10 is less than 0.3% by mass.
  • the Si content in the aluminum alloy conductive wire 10 is preferably 0.23% by mass or less. In this case, the heat resistance can be further improved as compared with the case where the Si content in the aluminum alloy conductive wire 10 exceeds 0.23 mass%.
  • the tensile strength in the aluminum alloy conductive wire 10 when the Mg content in the aluminum alloy conductive wire 10 is x mass%, the tensile strength is T 1 MPa or less represented by the above formula (1). . In this case, more excellent heat resistance can be obtained as compared with the case where the tensile strength of the aluminum alloy conductive wire 10 exceeds T 1 MPa represented by the above formula (1).
  • the tensile strength may be T 2 MPa or more represented by the following formula (3).
  • the aluminum alloy conductive wire 10 is more susceptible to vibration in the automobile than in the case where the tensile strength is less than T 2 MPa represented by the following formula (3).
  • T 2 60.5 ln (x) +176 (3)
  • the conductivity is C% IACS or more represented by the above formula (2).
  • the conductivity of the aluminum alloy conductive wire 10 is preferably 65% IACS or less.
  • the aluminum alloy conductive wire 10 has a Si content of 0.15 to 0.25 mass%, an Fe content of 0.6 to 0.9 mass%, and a Cu content of 0.05 to 0.15 mass%.
  • the rough drawn wire can be obtained by a manufacturing method including a processing step of obtaining an aluminum alloy conductive wire 10 by performing processing steps including a heat treatment step and a wire drawing step.
  • the rough drawn line forming step is a process of forming a rough drawn line composed of the above-described aluminum alloy.
  • the rough drawing wire can be obtained, for example, by performing continuous casting and rolling, hot extrusion after billet casting, or the like on the molten metal made of the above-described aluminum alloy.
  • a processing step is a step which obtains the aluminum alloy conductive wire 10 by performing the said process process with respect to a rough drawing wire.
  • the treatment process is a process including a wire drawing process and a heat treatment process.
  • the treatment process may include a wire drawing process and a heat treatment process.
  • a wire drawing process As a concrete aspect of the procedure of a process process, the following aspects are mentioned, for example.
  • the procedure of the processing step is not limited to the above embodiment.
  • the wire drawing step may be further performed. In this case, it is necessary to perform a heat treatment step after the wire drawing step.
  • the wire drawing process is a rough drawing wire, a wire drawing material obtained by drawing a rough drawing wire, or a wire drawing material obtained by further drawing a wire drawing material (hereinafter referred to as “rough drawing wire”, “drawing a rough drawing wire”).
  • the diameter of the “drawn wire” and the “drawn wire obtained by further drawing the drawn wire” are called “wire”).
  • the drawing process may be hot drawing or cold drawing, but is usually cold drawing.
  • the diameter of the wire used as the object of a wire drawing process is large (for example, when it is 3 mm or more), in order to remove the distortion which generate
  • the heat treatment step is a step of heat treating the wire.
  • the heat treatment step performed after the wire drawing step is performed in order to remove strain generated in the wire in the wire drawing step.
  • the tensile strength is T 1 MPa or less represented by the above formula (1)
  • the conductivity is C% IACS or more represented by the above formula (2).
  • the heat treatment temperature in the heat treatment step is usually 200 to 400 ° C.
  • the heat treatment time in the heat treatment step is usually 1 to 24 hours.
  • the wire is preferably heat treated at 350 ° C. or lower.
  • the conductivity of the aluminum alloy conductive wire 10 can be increased.
  • the heat treatment temperature of the wire in the final heat treatment step is preferably 200 ° C. or higher because the strength is sufficiently reduced.
  • the heat treatment time in the final heat treatment step is preferably 1 hour or longer. In this case, a more uniform wire can be obtained over the entire length as compared with the case where the heat treatment is performed for less than 1 hour. However, the heat treatment time is preferably 12 hours or less.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the electric wire of the present invention.
  • the electric wire 20 has the aluminum alloy conductive wire 10 described above.
  • the aluminum alloy conductive wire 10 can have excellent heat resistance, it is possible to have excellent heat resistance.
  • the electric wire 20 usually further includes a coating layer 11 that covers the aluminum alloy conductive wire 10.
  • the coating layer 11 is composed of, for example, a polyvinyl chloride resin or a flame retardant resin composition obtained by adding a flame retardant or the like to a polyolefin resin.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the wire harness of the present invention.
  • the wire harness 30 includes a plurality of the electric wires 20.
  • the wire harness 30 can have excellent heat resistance because the electric wire 20 can have excellent heat resistance.
  • Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 20 Si, Fe, Cu, Mg, Ti, V, and B were dissolved together with aluminum so as to have the contents shown in Tables 1 and 2, and poured into a 25 mm diameter mold to cast an aluminum alloy having a wire diameter of 25 mm.
  • the aluminum alloy thus obtained was swaged to a wire diameter of 9.5 mm with a swaging machine (manufactured by Yoshida Memorial Co., Ltd.), and then heat treated at 270 ° C. for 8 hours to obtain a wire diameter of 9.5 mm.
  • the rough draw line was obtained.
  • the rough drawn wire thus obtained was processed using the following processing method to obtain an aluminum alloy conductive wire.
  • Residual rate (%) 100 ⁇ tensile strength after heat test / tensile strength before heat test
  • Aluminum alloy conductive wires having a residual rate of 95% or more were accepted as having excellent heat resistance, and indicated as “ ⁇ ”.
  • aluminum alloy conductive wires with a residual rate of less than 95% were rejected as being inferior in heat resistance, and were indicated as “x” in Tables 1 and 2.
  • the aluminum alloy conductive wire of the present invention has excellent heat resistance.

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Abstract

Siを0.15質量%以上0.25質量%以下、Feを0.6質量%以上0.9質量%以下、Cuを0.05質量%以上0.15質量%以下、Mgを0.2質量%以上2.7質量%以下、Ti、V及びBを合計で0.03質量%以下含有するアルミニウム合金導電線が開示されている。このアルミニウム合金導電線においては、アルミニウム合金導電線中のMgの含有率がx質量%である場合に、引張強さが、下記式(1)で表されるTMPa以下であり、導電率が、下記式(2)で表されるC%IACS以上である。 T=59.5ln(x)+231・・・(1) C=1.26x-11.6x+63.4・・・(2)

Description

アルミニウム合金導電線、これを用いた電線及びワイヤハーネス
 本発明は、アルミニウム合金導電線、これを用いた電線及びワイヤハーネスに関する。
 近年、自動車のドアのように開閉を行う部分や自動車のエンジン回りなどで用いられるワイヤハーネスなどを構成する電線には軽量化が求められており、その導電線として銅線の代わりにアルミニウム合金導電線を用いることが検討されている。
 このようなアルミニウム合金導電線としては、例えば下記特許文献1に開示されるものが知られている。下記特許文献1には、Mgを0.03~1.5質量%、Siを0.02~2.0質量%、Cu、Fe、Cr、Mn及びZrから選択される少なくとも一種の元素を合計で0.1~1.0質量%含有し、導電率が40%IACS以上、引張強さが150MPa以上、伸びが5%以上、線径が0.5mm以下、最大結晶粒径が50μm以下であるアルミニウム合金導電線が開示されている。
特開2012-229485号公報
 しかし、上記特許文献1に記載されているアルミニウム合金導電線は、耐熱試験後に強度の低下が見られ、耐熱性の点で改善の余地を有していた。
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐熱性を有するアルミニウム合金導電線、これを用いた電線及びワイヤハーネスを提供することを目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決するため、特にアルミニウム合金導電線中のMgの含有率に着目し鋭意検討を行った。その結果、本発明者は、アルミニウム合金導電線において、Si、Fe、Cu及びMgの含有率を特定の範囲とし、Ti、V及びBの合計含有率を特定の値以下とし、引張強さを、Mgの含有率を用いた式に対して特定の関係とし、導電率を、Mgの含有率を用いた式に対して特定の関係とした場合に上記課題を解決し得ることを見出した。
 すなわち、本発明は、Siを0.15質量%以上0.25質量%以下、Feを0.6質量%以上0.9質量%以下、Cuを0.05質量%以上0.15質量%以下、Mgを0.2質量%以上2.7質量%以下、Ti、V及びBを合計で0.03質量%以下含有するアルミニウム合金導電線であって、前記アルミニウム合金導電線中のMgの含有率がx質量%である場合に、引張強さが、下記式(1)で表されるTMPa以下であり、導電率が、下記式(2)で表されるC%IACS以上である、アルミニウム合金導電線である。
 
=59.5ln(x)+231・・・(1)
C=1.26x-11.6x+63.4・・・(2)
 
 本発明のアルミニウム合金導電線によれば、耐熱試験後でも強度の低下が十分に抑制され、優れた耐熱性を有することが可能となる。
 上記アルミニウム合金導電線において、前記アルミニウム合金導電線中のMgの含有率がx質量%である場合に、引張強さが、下記式(3)で表されるTMPa以上であることが好ましい。
=60.5ln(x)+176・・・(3)
 この場合、アルミニウム合金導電線が自動車内の振動を受けやすい部分で使用されたり、引回しされたり、又は、屈曲された状態で保管されたりする場合に、アルミニウム合金導電線が断線することを十分に抑制できる。
 上記アルミニウム合金導電線においては、前記アルミニウム合金導電線中のMgの含有率xが1.45質量%以下であり、前記アルミニウム合金導電線中のSiの含有率が0.17質量%以上0.25質量%以下であり、前記アルミニウム合金導電線中にTi、V及びBのうちTiのみが含まれることが好ましい。
 この場合、アルミニウム合金導電線が同一の組成を有する場合に、アルミニウム合金導電線の耐熱性をより向上させることができる。
 また本発明は、上記アルミニウム合金導電線を有する電線である。
 この電線によれば、アルミニウム合金導電線が優れた耐熱性を有することが可能であるため、優れた耐熱性を有することが可能となる。
 更に本発明は、上記電線を複数本備えるワイヤハーネスである。
 このワイヤハーネスによれば、電線が優れた耐熱性を有することが可能であるため、優れた耐熱性を有することが可能となる。
 なお、本発明において、「引張強さ」は、JIS C3002に準拠して行われる引張試験によって測定される引張強さを言う。
 また本発明において、「導電率」は、JIS C3002に準拠して測定される電気抵抗および質量から求められる導電率を言う。
 本発明によれば、優れた耐熱性を有するアルミニウム合金導電線、これを用いた電線及びワイヤハーネスが提供される。
本発明のアルミニウム合金導電線の一実施形態を示す断面図である。 本発明の電線の一実施形態を示す断面図である。 本発明のワイヤハーネスの一実施形態を示す断面図である。
 以下、本発明の実施形態について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明のアルミニウム合金導電線の一実施形態を示す断面図である。
 <アルミニウム合金導電線>
 図1に示すアルミニウム合金導電線10は、Si(珪素)を0.15質量%以上0.25質量%以下、Fe(鉄)を0.6質量%以上0.9質量%以下、Cu(銅)を0.05質量%以上0.15質量%以下、Mg(マグネシウム)を0.2質量%以上2.7質量%以下、Ti(チタン)、V(バナジウム)及びB(ホウ素)を合計で0.03質量%以下含有し、アルミニウム合金導電線10中のMgの含有率がx質量%である場合に、引張強さが、下記式(1)で表されるTMPa以下であり、導電率が、下記式(2)で表されるC%IACS以上である。ここで、Si、Fe、Cu及びMgの含有率、並びにTi、V及びBの合計含有率は、アルミニウム合金導電線10の質量を基準(100質量%)としたものである。
 
=59.5ln(x)+231・・・(1)
C=1.26x-11.6x+63.4・・・(2)
 
 アルミニウム合金導電線10は、Siを0.15質量%以上0.25質量%以下含有する。Siの含有率を0.15質量%以上0.25質量%以下とするのは、Siの含有率が0.15質量%未満である場合と比べて、アルミニウム合金導電線10が引張強さと伸びとを両立でき、Siの含有率が0.25質量%より多い場合と比べて、アルミニウム合金導電線10が導電性に優れるからである。Siの含有率は好ましくは0.16質量%以上0.22質量%以下である。
 アルミニウム合金導電線10は、Feを0.6質量%以上0.9質量%以下含有する。Feの含有率を0.6質量%以上0.9質量%とするのは、Feの含有率が0.6質量%未満である場合と比べて、アルミニウム合金導電線10が引張強さと伸びとを両立でき、Feの含有率が0.9質量%より多い場合と比べて、アルミニウム合金導電線10が導電性に優れるからである。Feの含有率は好ましくは0.68質量%以上0.82質量%以下である。
 アルミニウム合金導電線10は、Cuを0.05質量%以上0.15質量%以下含有する。Cuの含有率を0.05質量%以上0.15質量%以下とするのは、Cuの含有率が0.05質量%未満である場合と比べて、アルミニウム合金導電線10が引張強さと伸びとを両立でき、Cuの含有率が0.15質量%より多い場合と比べて、アルミニウム合金導電線10が導電性に優れるからである。Cuの含有率は好ましくは0.06質量%以上0.12質量%以下である。
 アルミニウム合金導電線10は、Mgを0.2質量%以上2.7質量%以下含有する。Mgの含有率を0.2質量%以上2.7質量%以下とするのは、Mgの含有率が0.2質量%未満である場合と比べて、アルミニウム合金導電線10が引張強さと伸びとを両立でき、Mgの含有率が2.7質量%より多い場合と比べて、アルミニウム合金導電線10がより導電性に優れるからである。Mgの含有率は好ましくは0.2質量%以上2.0質量%以下である。
 また、アルミニウム合金導電線10では、Ti、V及びBの合計含有率が0.03質量%以下である。Ti、V及びBの合計含有率を0.03質量%以下とするのは、Ti、V及びBの合計含有率を0.03質量%より大きくする場合に比べて、アルミニウム合金導電線10がより導電性に優れるからである。Ti、V及びBの合計含有率は好ましくは0.01質量%以下である。なお、Ti、V及びBの合計含有率は0.03質量%以下であればよく、0質量%であってもよい。すなわち、Ti、V及びBの含有率がいずれも0質量%であってもよい。またTi、V及びBのうちTiの含有率のみが0質量%であってもよく、Vの含有率のみが0質量%であってもよく、Bの含有率のみが0質量%であってもよい。
 アルミニウム合金導電線10においては、アルミニウム合金導電線10中のMgの含有率xが1.45質量%以下であり、アルミニウム合金導電線10中のSiの含有率が0.17質量%以上0.25質量%以下であり、アルミニウム合金導電線10中にTi、V及びBのうちTiのみが含まれることが好ましい。
 この場合、アルミニウム合金導電線10が同一の組成を有する場合、すなわちアルミニウム合金導電線10中のSi、Fe、Cu、Mg及びTiの含有率が同一である場合に、アルミニウム合金導電線10の耐熱性をより向上させることができる。
 ここで、アルミニウム合金導電線10中のMgの含有率は0.3質量%以上であることが好ましい。この場合、アルミニウム合金導電線10中のMgの含有率が0.3質量%未満である場合に比べて、耐熱性をより向上させることができる。
 また、アルミニウム合金導電線10中のSiの含有率は0.23質量%以下であることが好ましい。この場合、アルミニウム合金導電線10中のSiの含有率が0.23質量%を超える場合に比べて、耐熱性をより向上させることができる。
 さらに、アルミニウム合金導電線10においては、アルミニウム合金導電線10中のMgの含有率がx質量%である場合に、引張強さが、上記式(1)で表されるTMPa以下である。この場合、アルミニウム合金導電線10の引張強さが、上記式(1)で表されるTMPaを超える場合に比べて、より優れた耐熱性が得られる。
 アルミニウム合金導電線10においては、アルミニウム合金導電線10中のMgの含有率がx質量%である場合に、引張強さが、下記式(3)で表されるTMPa以上であることが好ましい。この場合、アルミニウム合金導電線10において、引張強さが、下記式(3)で表されるTMPa未満である場合と比べて、アルミニウム合金導電線10が自動車内の振動を受けやすい部分で使用されたり、引回しされたり、又は、屈曲された状態で保管されたりする場合に、アルミニウム合金導電線10が断線することを十分に抑制できる。
 
=60.5ln(x)+176・・・(3)
 
 さらにまた、アルミニウム合金導電線10においては、導電率が、上記式(2)で表されるC%IACS以上である。この場合、アルミニウム合金導電線10において、導電率が、上記式(2)で表されるC%IACS未満である場合と比べて、より優れた耐熱性が得られる。但し、アルミニウム合金導電線10の導電率は65%IACS以下であることが好ましい。
 次に、アルミニウム合金導電線10の製造方法について説明する。
 アルミニウム合金導電線10は、Siを0.15質量%以上0.25質量%以下、Feを0.6質量%以上0.9質量%以下、Cuを0.05質量%以上0.15質量%以下、Mgを0.2質量%以上2.7質量%以下、Ti、V及びBを合計で0.03質量%以下含有するアルミニウム合金で構成される荒引線を形成する荒引線形成ステップと、この荒引線に対して、熱処理工程及び伸線工程を含む処理工程を行うことによりアルミニウム合金導電線10を得る処理ステップとを含む製造方法によって得ることができる。
 次に、上述した荒引線形成ステップ及び処理ステップについて詳細に説明する。
 <荒引線形成ステップ>
 荒引線形成ステップは、上述したアルミニウム合金で構成される荒引線を形成する工程である。
 上記荒引線は、例えば上述したアルミニウム合金からなる溶湯に対し、連続鋳造圧延やビレット鋳造後の熱間押出し等を行うことにより得ることができる。
 <処理ステップ>
 処理ステップは、荒引線に対し、上記処理工程を行うことによりアルミニウム合金導電線10を得るステップである。
 (処理工程)
 処理工程は、伸線工程及び熱処理工程を含む工程である。
 処理工程は、伸線工程及び熱処理工程を含んでいればよい。処理工程の手順の具体的な態様としては、例えば以下の態様が挙げられる。
・熱処理工程→伸線工程→熱処理工程
・熱処理工程→伸線工程→熱処理工程→伸線工程→熱処理工程
・熱処理工程→伸線工程→熱処理工程→伸線工程→熱処理工程→伸線工程→熱処理工程
伸線工程→熱処理工程
・伸線工程→熱処理工程→伸線工程→熱処理工程
・伸線工程→熱処理工程→伸線工程→熱処理工程→伸線工程→熱処理工程
 但し、処理工程の手順は、上記の態様に限定されるものではない。例えば上記の具体的な態様の各々において、伸線工程をさらに行ってもよい。この場合、伸線工程の後に熱処理工程を行う必要がある。
 伸線工程は、荒引線、荒引線を伸線して得られる伸線材、又は伸線材をさらに伸線して得られる伸線材(以下、「荒引線」、「荒引線を伸線して得られる伸線材」、および「伸線材をさらに伸線して得られる伸線材」を「線材」と呼ぶ)などの径を低減させる工程である。伸線工程は、熱間伸線であっても冷間伸線であってもよいが、通常は冷間伸線である。
 また伸線工程の対象となる線材の径が大きい場合(例えば3mm以上である場合)には、伸線工程において、伸線によって発生した歪を除去するために、途中から熱処理を行うことが好ましい。
 熱処理工程は、線材を熱処理する工程である。特に、伸線工程の後に行われる熱処理工程は、伸線工程で線材中に発生した歪を除去するために行われるものである。
 アルミニウム合金導電線10において、引張強さが、上記式(1)で表されるTMPa以下であり、且つ導電率が、上記式(2)で表されるC%IACS以上であるようにするためには、熱処理工程における熱処理温度は通常、200~400℃とし、熱処理工程における熱処理時間は通常、1~24時間とすればよい。
 特に熱処理工程のうち最後に行われる熱処理工程(以下、「最終熱処理工程」と呼ぶ)では、線材を350℃以下で熱処理することが好ましい。この場合、アルミニウム合金導電線10の導電率を高くすることが可能となる。但し、最終熱処理工程における線材の熱処理温度は、強度がより十分に低下することから、200℃以上であることが好ましい。
 最終熱処理工程における熱処理時間は1時間以上であることが好ましい。この場合、伸線材の熱処理を1時間未満行う場合に比べて、全長にわたってより均質な線材が得られる。但し、熱処理時間は12時間以下であることが好ましい。
 (電線)
 次に、本発明の電線について図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の電線の一実施形態を示す断面図である。
 図2に示すように、電線20は、上述したアルミニウム合金導電線10を有する。
 この電線20によれば、アルミニウム合金導電線10が優れた耐熱性を有することが可能であるため、優れた耐熱性を有することが可能となる。
 電線20は通常、上記アルミニウム合金導電線10を被覆する被覆層11をさらに有する。被覆層11は、例えばポリ塩化ビニル樹脂や、ポリオレフィン樹脂に難燃剤等を添加してなる難燃性樹脂組成物などで構成される。
 (ワイヤハーネス)
 次に、本発明のワイヤハーネスについて図3を参照しながら説明する。図3は、本発明のワイヤハーネスの一実施形態を示す断面図である。
 ワイヤハーネス30は、上記電線20を複数本備える。
 このワイヤハーネス30は、電線20が優れた耐熱性を有することが可能であるため、優れた耐熱性を有することが可能となる。
 以下、本発明の内容を実施例及び比較例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
 (実施例1~20及び比較例1~20)
 Si、Fe、Cu、Mg、Ti、V及びBを表1及び2に示す含有率となるようにアルミニウムとともに溶解し、直径25mmの鋳型に流し込むことで線径25mmのアルミニウム合金を鋳造した。こうして得られたアルミニウム合金について、スウェージングマシン(吉田記念社製)によって線径9.5mmとなるようにスウェージング加工を行った後、270℃、8時間で熱処理することで線径9.5mmの荒引線を得た。こうして得られた荒引線を、下記の処理方法を用いて処理することによりアルミニウム合金導電線を得た。
 
 (処理方法)
線径3.1mmまで伸線→270℃×8時間の熱処理→線径1.25mmまで伸線→270℃×8時間の熱処理→線径0.33mmまで伸線→表1及び2に示す最終熱処理の温度及び時間で熱処理
 
 また上記のようにして得られたアルミニウム合金導電線について、JIS C3002に準拠した引張試験を行い、引張強さを測定した。結果を表1及び2に示す。なお、下記式(1)で表されるTおよび下記式(3)で表されるTについても表1及び2に併記した。また、表1及び2において、引張強さの単位はMPaである。
=59.5ln(x)+231・・・(1)
=60.5ln(x)+176・・・(3)
(上記式(1)および式(3)において、xはアルミニウム合金導電線中のMgの含有率(質量%)を表す)
 さらに上記のようにして得られたアルミニウム合金導電線について、JIS C3002に準拠して質量及び電気抵抗を測定し、測定された質量及び電気抵抗に基づいて導電率を求めた。結果を表1及び2に示す。なお、下記式(2)で表されるCについても表1及び2に併記した。また、表1及び2において、導電率の単位は%IACSである。
C=1.26x-11.6x+63.4・・・(2)
(上記式(2)において、xはアルミニウム合金導電線中のMgの含有率(質量%)を表す)
 (耐熱性)
 上記のようにして得られた実施例1~20及び比較例1~20のアルミニウム合金導電線について耐熱試験を行った。耐熱試験は、上記アルミニウム合金導電線を150℃で1000時間保持することによって行った。そして、耐熱試験後のアルミニウム合金導電線について、JIS C3002に準拠した引張試験を行い、引張強さを測定した。そして、耐熱試験前後の引張強さ及び、下記式に基づいて、耐熱試験前の引張強さに対する耐熱試験後の引張強さの残率を算出した。結果を表1及び2に示す。
 
残率(%)=100×耐熱試験後の引張強さ/耐熱試験前の引張強さ
 
なお、表1及び2において、残率が95%以上であるアルミニウム合金導電線については優れた耐熱性を有するものとして合格とし、「○」と表記した。また残率が95%未満であるアルミニウム合金導電線については耐熱性に劣るとして不合格とし、表1及び2において「×」と表記した。
 

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1に示す結果より、実施例1~20のアルミニウム合金導電線は全て残率が95%以上であり、耐熱性の点で合格基準を満たすことが分かった。一方、表2に示す結果より、比較例1~20のアルミニウム合金導電線は、残率が95%未満であり、耐熱性の点で合格基準に満たさないことが分かった。
 以上より、本発明のアルミニウム合金導電線によれば、優れた耐熱性を有することが確認された。
 10…アルミニウム合金導電線
 20…電線
 30…ワイヤハーネス

Claims (5)

  1.  Siを0.15質量%以上0.25質量%以下、Feを0.6質量%以上0.9質量%以下、Cuを0.05質量%以上0.15質量%以下、Mgを0.2質量%以上2.7質量%以下、Ti、V及びBを合計で0.03質量%以下含有するアルミニウム合金導電線であって、
     前記アルミニウム合金導電線中のMgの含有率がx質量%である場合に、引張強さが、下記式(1)で表されるTMPa以下であり、導電率が、下記式(2)で表されるC%IACS以上である、アルミニウム合金導電線。
     T=59.5ln(x)+231・・・(1)
     C=1.26x-11.6x+63.4・・・(2)
  2.  前記アルミニウム合金導電線中のMgの含有率がx質量%である場合に、引張強さが、下記式(3)で表されるTMPa以上である、請求項1に記載のアルミニウム合金導電線。
     T=60.5ln(x)+176・・・(3)
  3.  前記アルミニウム合金導電線中のMgの含有率xが1.45質量%以下であり、
     前記アルミニウム合金導電線中のSiの含有率が0.17質量%以上0.25質量%以下であり、
     前記アルミニウム合金導電線中にTi、V及びBのうちTiのみが含まれる、請求項1又は2に記載のアルミニウム合金導電線。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載のアルミニウム合金導電線を有する電線。
  5.  請求項4に記載の電線を複数本備えるワイヤハーネス。
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