鋁基導(dǎo)電材料及使用了其的電線(xiàn)及線(xiàn)纜的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及使用于機(jī)器人或各種裝置的驅(qū)動(dòng)部分中使用的、例如負(fù)荷反復(fù)彎曲的配線(xiàn)中的鋁基導(dǎo)電材料及使用了其的電線(xiàn)和線(xiàn)纜，含有0.1～1.0質(zhì)量%的鈧、余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)形成，由具有平均粒徑為2μm以下的晶粒（11）和生成于晶粒（11）的晶界（12）的鋁-鈧系納米析出物（13）的金相（10）構(gòu)成。而且，金相（10）中優(yōu)選以截面積比率計(jì)含有15%以上的1μm以下的晶粒（11）。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋁基導(dǎo)電材料及使用了其的電線(xiàn)及線(xiàn)纜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明例如涉及在產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、民生用機(jī)器人或各種裝置的配線(xiàn)中、特別是驅(qū)動(dòng)部分等的負(fù)荷反復(fù)彎曲的配線(xiàn)中所使用的鋁基導(dǎo)電材料以及使用了其的電線(xiàn)及線(xiàn)纜。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人、民生用機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部分、例如臂部分的配線(xiàn)中使用的線(xiàn)纜在臂的驅(qū)動(dòng)時(shí)負(fù)荷反復(fù)彎曲，汽車(chē)的門(mén)部分的配線(xiàn)中使用的線(xiàn)纜在門(mén)的開(kāi)閉時(shí)負(fù)荷反復(fù)彎曲。因此，負(fù)荷反復(fù)彎曲的線(xiàn)纜不使用通常的導(dǎo)線(xiàn)、而是使用對(duì)于反復(fù)彎曲強(qiáng)(難以斷裂)的導(dǎo)線(xiàn)。另外，導(dǎo)線(xiàn)如果直徑變細(xì)，則對(duì)于反復(fù)彎曲難以斷裂，因此線(xiàn)纜的導(dǎo)線(xiàn)中不使用單線(xiàn)，而是使用由多根細(xì)線(xiàn)構(gòu)成的絞線(xiàn)。
[0003]而且，例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，作為對(duì)于反復(fù)彎曲負(fù)荷強(qiáng)、例如施加了常溫下的應(yīng)變振幅±0.15%的反復(fù)彎曲的情況下的斷裂次數(shù)(疲勞壽命)為50000次以上的導(dǎo)線(xiàn)，公開(kāi)了含有鐵0.1~0.4質(zhì)量％、銅0.1~0.3質(zhì)量％、鎂0.02~0.2質(zhì)量％、硅0.02~0.2質(zhì)量％、鈦和釩合計(jì)0.001~0.01質(zhì)量％，拉絲方向的垂直截面中的結(jié)晶粒徑為5~25 μ m的鋁合金線(xiàn)材。
[0004]另一方面，作為輕量且耐熱性、拉伸強(qiáng)度及導(dǎo)電性?xún)?yōu)異的鋁系導(dǎo)電材料，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了含有鈧0.1~0.3質(zhì)量％ (重量％)的鋁合金。
[0005]另外，作為使含有鈧的鋁合金的耐熱性進(jìn)一步提高的鋁合金，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了含有鋯0.1~0.4質(zhì)量％、鈧0.05~0.3質(zhì)量％，在塑性加工后進(jìn)行熱處理而制造的鋁合金，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了含有鋯0.1~0.5質(zhì)量％、鈧0.05~0.5質(zhì)量％，在熱處理后進(jìn)行冷加工而制造的鋁合金，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了含有鋯0.1~0.5質(zhì)量％、鈧
0.05~0.5質(zhì)量％，進(jìn)行了冷加工后進(jìn)行熱處理，再次進(jìn)行冷加工而制造的鋁合金。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-163675號(hào)公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平7-316705號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2001-348637號(hào)公報(bào)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2002-266043號(hào)公報(bào)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2002-302727號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的課題
[0014]專(zhuān)利文獻(xiàn)I所述的鋁合金線(xiàn)材，使疲勞壽命為50000次以上，在實(shí)際的機(jī)器人中，如果將一次動(dòng)作設(shè)定為兩秒，則兩天內(nèi)動(dòng)作86400次，重復(fù)次數(shù)超過(guò)最低壽命。因此，在將專(zhuān)利文獻(xiàn)I所述的鋁合金線(xiàn)材應(yīng)用于機(jī)器人的情況下，恐怕不能長(zhǎng)期穩(wěn)定地使機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)。[0015]作為專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所述的鋁合金，使用例如含有鈧0.1質(zhì)量％的鋁合金而制作線(xiàn)直徑為80 μ m的裸線(xiàn)、將使用該裸線(xiàn)而制造了的截面積為0.2mm2的線(xiàn)纜作為試驗(yàn)體來(lái)進(jìn)行左右反復(fù)彎曲試驗(yàn)(在使試驗(yàn)體負(fù)荷了載荷100g的狀態(tài)下，彎曲半徑15mm，折彎角度范圍±90度)，則線(xiàn)纜斷裂次數(shù)為例如30~50萬(wàn)次的范圍。
[0016]作為專(zhuān)利文獻(xiàn)3中所述的鋁合金，使用例如含有鋯0.1質(zhì)量％、鈧0.1質(zhì)量％、進(jìn)行截面積減少率為85%的冷加工而制造了的鋁合金來(lái)制作線(xiàn)直徑為80 μ m的裸線(xiàn)，將使用該裸線(xiàn)而制造了的截面積為0.2mm2的線(xiàn)纜作為試驗(yàn)體來(lái)進(jìn)行相同的左右反復(fù)彎曲試驗(yàn)，則線(xiàn)纜斷裂次數(shù)為例如50~80萬(wàn)次的范圍。
[0017]作為專(zhuān)利文獻(xiàn)4中所述的鋁合金，使用例如含有鋯0.3質(zhì)量％，鈧0.2質(zhì)量％、進(jìn)行截面積減少率為90%的冷加工而制造了的鋁合金來(lái)制作線(xiàn)直徑為80 μ m的裸線(xiàn)，將使用該裸線(xiàn)而制造了的截面積為0.2mm2的線(xiàn)纜作為試驗(yàn)體來(lái)進(jìn)行相同的左右反復(fù)彎曲試驗(yàn)，則線(xiàn)纜斷裂次數(shù)為例如200~300萬(wàn)次的范圍。
[0018]作為專(zhuān)利文獻(xiàn)5所述的鋁合金，使用例如含有鋯0.3質(zhì)量％、鈧0.2質(zhì)量％、以截面積減少率30%進(jìn)行冷加工、接著在350°C下進(jìn)行50小時(shí)的熱處理、之后實(shí)施截面積減少率為75%的冷加工而制造了鋁合金來(lái)制作線(xiàn)直徑為80 μ m的裸線(xiàn)，將使用該裸線(xiàn)而制造了的截面積為0.2mm2的線(xiàn)纜作為試驗(yàn)體來(lái)進(jìn)行相同的左右反復(fù)彎曲試驗(yàn)，則線(xiàn)纜斷裂次數(shù)為例如300~400萬(wàn)次的范圍。
[0019]因此，雖然通過(guò)添加鈧而可得到斷裂次數(shù)超過(guò)100萬(wàn)次的線(xiàn)纜，但對(duì)于高性能機(jī)器人用線(xiàn)纜的要求特性，并不一定是充分的。
[0020]本發(fā)明，鑒于該情況而完成的，目的在于提供一種以下的鋁基導(dǎo)電材料以及使用了其的電線(xiàn)及線(xiàn)纜:鋁基導(dǎo)電材料使用于機(jī)器人或各種裝置的驅(qū)動(dòng)部分的配線(xiàn)，充分地耐受實(shí)際使用，使用中途中的斷線(xiàn)極少、例如能夠耐受300萬(wàn)次、500萬(wàn)次或1000萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。
`[0021]用于解決課題的手段
[0022]依據(jù)上述目的的第I發(fā)明所涉及的鋁基導(dǎo)電材料，含有0.1~1.0質(zhì)量％的鈧，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)形成，其由如下的金相構(gòu)成:該金相具有平均粒徑為2μπι以下的晶粒和生成于該晶粒的晶界的鋁-鈧系納米析出物。
[0023]作為使構(gòu)成金相的晶粒的平均粒徑為2μπι以下的方法，例如有一邊用制冷劑(例如油)進(jìn)行冷卻一邊使加工度為5以上的低溫下的軋制加工方法(包含拉制方法)。需要說(shuō)明的是，加工度由In(StZS1)式表示，S0為加工前的截面積，S1為加工后的截面積。
[0024]通過(guò)使晶粒的平均粒徑為2μπι以下，產(chǎn)生了的裂紋進(jìn)行傳播時(shí)與晶粒的碰撞變得顯著，促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔，可抑制裂紋向一個(gè)方向發(fā)展。另外，通過(guò)使納米析出物生成于晶粒的晶界，在裂紋和納米析出物碰撞了時(shí)，釘扎裂紋，可抑制裂紋的發(fā)展。此處，在鈧的含量不足0.1質(zhì)量％的情況下，生成的納米析出物的量少，裂紋的釘扎效果不顯著。另一方面，如果鈧的含量超過(guò)1.0質(zhì)量％，鋁基導(dǎo)電材料的電導(dǎo)率降低，作為導(dǎo)電材料的功能降低，因此不優(yōu)選。
[0025]依據(jù)上述目的的第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料，含有0.1~1.0質(zhì)量％的鈧和超過(guò)O (優(yōu)選0.05質(zhì)量％以上)且為0.2質(zhì)量％以下的鋯，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)形成，其具有平均粒徑2 μ m以下的晶粒和生成于該晶粒的晶界的鋁-鈧系納米析出物的金相。[0026]此處，上述納米析出物也可生成于上述晶粒的晶粒內(nèi)。
[0027]作為使晶粒的平均粒徑為2 μ m以下的方法，可以采用與第I發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料的情況相同的方法。
[0028]另外，使晶粒的平均粒徑為2 μ m以下的作用、使鈧的含量為0.1~1.0質(zhì)量％的范圍的作用與第I發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料的情況相同，因此省略說(shuō)明。
[0029]對(duì)于錯(cuò)而目，一部分固溶于晶粒，余量存在于晶粒的晶界，抑制聞溫下的晶粒及晶界的變形，防止鋁基導(dǎo)電材料的高溫的熱經(jīng)歷后的拉伸強(qiáng)度的降低。此處，高溫強(qiáng)度的改善效果，隨著鋯含量的增加而增加，含量為0.05質(zhì)量％以上而變得顯著。另一方面，如果鋯的含量超過(guò)0.2質(zhì)量％，則鋁基導(dǎo)電材料的電導(dǎo)率的降低變得顯著，作為導(dǎo)電材料的功能降低，因此不優(yōu)選。另外鋯的過(guò)剩的固溶損壞金相的動(dòng)態(tài)柔軟性(動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)的耐久性降低)，由此，對(duì)于反復(fù)彎曲負(fù)荷的耐彎曲性(直至斷裂的反復(fù)彎曲次數(shù)，即斷裂次數(shù))降低，因此不優(yōu)選。
[0030]在第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，所述納米析出物的平均粒徑優(yōu)選為I~60nmo
[0031]此處，上述納米析出物的平均粒徑更優(yōu)選為5~50nm。
[0032]由鋁基導(dǎo)電材料的組織觀察可以確認(rèn)含有的鈧大致全部作為析出物而存在，因此如果納米析出物的粒徑變大，則納米析出物的個(gè)數(shù)減少。另外，對(duì)于通過(guò)納米析出物的裂紋的釘扎作用而言，納米析出物的粒徑越大越顯著。因此，在鋁基導(dǎo)電材料中發(fā)生的裂紋發(fā)展時(shí)，裂紋被納米析出物釘扎的效果依賴(lài)于納米析出物的個(gè)數(shù)和納米析出物的粒徑，納米析出物的平均粒徑不足Inm時(shí) ，納米析出物的個(gè)數(shù)變多，裂紋的釘扎的發(fā)生頻率增高，但由納米析出物帶來(lái)的裂紋的釘扎作用不大，裂紋的釘扎效果不顯著。另一方面，如果納米析出物的平均粒徑超過(guò)60nm，則由納米析出物帶來(lái)的裂紋的釘扎作用大，但納米析出物的個(gè)數(shù)變少，裂紋釘扎的發(fā)生頻率降低，裂紋的釘扎效果不顯著。因此，納米析出物的平均粒徑范圍設(shè)為I~60nm。
[0033]而且，同時(shí)增大由納米析出物帶來(lái)的裂紋釘扎的發(fā)生頻率和由納米析出物帶來(lái)的裂紋的釘扎作用的納米析出物的平均粒徑的范圍為5~50nm。
[0034]在第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，所述金相中優(yōu)選以截面積比率計(jì)含有15%以上的I μ m以下的上述晶粒。
[0035]此處，上述金相中，如果以截面積比率計(jì)含有20%以上的I μπι以下的上述晶粒，則可以耐受至少1000萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。
[0036]為了在金相中以截面積比率計(jì)含有15%以上的I μ m以下的晶粒，例如可以使用一邊用制冷劑(例如油)進(jìn)行冷卻一邊使加工度為3.0以上的低溫下的軋制加工方法(包含模拉制方法)，為了使以截面積比率計(jì)含有20%以上的I μ m以下的晶粒，例如可以使用一邊用制冷劑進(jìn)行冷卻一邊使加工度為3.5以上的低溫下的軋制加工方法。
[0037]通過(guò)在金相中使I μ m以下的晶粒以截面積比率計(jì)為15%以上，可使發(fā)生了的裂紋進(jìn)行傳播時(shí)與晶粒的碰撞顯著，可促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔，通過(guò)使Iym以下的晶粒以截面積比率計(jì)為20%以上，可以使發(fā)生了的裂紋進(jìn)行傳播時(shí)與晶粒的碰撞更顯著，可進(jìn)一步促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔。
[0038]依據(jù)上述目的的第3發(fā)明涉及的電線(xiàn)，將第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料使用于導(dǎo)體裸線(xiàn)。
[0039]此處,所述導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑優(yōu)選設(shè)為0.05mm以上0.5mm以下。
[0040]而且，可以將該電線(xiàn)使用于機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用的電線(xiàn)。
[0041]依據(jù)上述目的的第4發(fā)明涉及的線(xiàn)纜，將第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料使用于導(dǎo)體裸線(xiàn)。
[0042]此處,上述導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑優(yōu)選設(shè)為0.05mm以上0.5mm以下。
[0043]而且，可將該線(xiàn)纜使用于快速充電架(7夕> F'機(jī))的接頭線(xiàn)纜或電焊機(jī)的橡皮絕緣軟線(xiàn)纜。
[0044]進(jìn)一步地，可以將該線(xiàn)纜使用于機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用的線(xiàn)纜。
[0045]發(fā)明的效果
[0046]在第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，由于晶粒的平均粒徑為2 μ m以下，因此產(chǎn)生了的裂紋，在進(jìn)行傳播時(shí)與晶粒頻繁碰撞，促進(jìn)裂紋偏向和裂紋分岔，裂紋向一個(gè)方向發(fā)展時(shí)的速度降低。另外，由于生成了鋁-鈧系納米析出物，因此產(chǎn)生了的裂紋的前端由納米析出物釘扎，進(jìn)一步促進(jìn)裂紋的發(fā)展停止或裂紋發(fā)展速度降低。由此，鋁基導(dǎo)電材料可耐受動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)，例如如果作為使用于機(jī)器人的臂、各種裝置的驅(qū)動(dòng)部分等的負(fù)荷反復(fù)彎曲的部分的電線(xiàn)、線(xiàn)纜的原材料來(lái)使用，可防止電線(xiàn)、線(xiàn)纜的使用時(shí)的斷線(xiàn)，可提高機(jī)器人、各種裝置的可靠性。進(jìn)一步地，可減輕機(jī)器人、各種裝置的維護(hù)負(fù)擔(dān)，可謀求運(yùn)行成本的降低。
[0047]在第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，在納米析出物也在晶粒的晶粒內(nèi)生成的情況下，在裂紋在晶粒的晶粒內(nèi)發(fā)展時(shí)，裂紋的前端由納米析出物釘扎而促進(jìn)裂紋的發(fā)展停止或裂紋的發(fā)展速度降低，可抑制晶粒`的晶粒內(nèi)破壞。
[0048]在第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，在納米析出物的平均粒徑為I~60nm的情況下，通過(guò)由納米析出物帶來(lái)的裂紋的釘扎效果，可謀求裂紋發(fā)展停止、裂紋發(fā)展速度降低。
[0049]另外，在納米析出物的平均粒徑為5~50nm的情況下，可同時(shí)增大由納米析出物帶來(lái)的裂紋釘扎的發(fā)生頻率和由納米析出物帶來(lái)的裂紋的釘扎作用，可有效地產(chǎn)生由納米析出物帶來(lái)的裂紋的釘扎效果。
[0050]在第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，在金相中以截面積比率計(jì)含有15%以上的Iym以下的晶粒的情況下，發(fā)生的裂紋在金相內(nèi)傳播時(shí)，可提高與晶粒的碰撞頻率，可促進(jìn)裂紋的偏向、裂紋的分岔，伴隨裂紋的發(fā)展的阻力變大，可使裂紋的發(fā)展速度降低。
[0051]另外，在金相中以截面積比率計(jì)含有20%以上的Iym以下的晶粒時(shí)，發(fā)生的裂紋在金相內(nèi)傳播時(shí)，可進(jìn)一步提聞與晶粒的碰撞頻率，進(jìn)一步促進(jìn)裂紋的偏向、裂紋的分盆，伴隨裂紋的發(fā)展的阻力進(jìn)一步變大，可進(jìn)一步降低裂紋的發(fā)展速度。由此，能夠耐受至少1000萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。
[0052]在第3發(fā)明涉及的電線(xiàn)中，由于使用了第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料，例如可以制作能夠用于負(fù)荷反復(fù)彎曲的部分的電線(xiàn)。由此，可防止電線(xiàn)使用時(shí)的初期斷線(xiàn)，提高使用了該電線(xiàn)的各種裝置的可靠性，且可減輕各種裝置的維護(hù)負(fù)擔(dān)。
[0053]在第3發(fā)明涉及的電線(xiàn)中，由于將第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料用于導(dǎo)體裸線(xiàn)，因此通過(guò)用于例如機(jī)器人的臂、各種裝置的驅(qū)動(dòng)部分那樣的、負(fù)荷反復(fù)彎曲的部分的配線(xiàn)，可防止初期斷線(xiàn)、提高機(jī)器人、各種裝置的可靠性，且可減輕機(jī)器人、各種裝置的維護(hù)負(fù)擔(dān)。
[0054]在第3發(fā)明涉及的電線(xiàn)中，在導(dǎo)電裸線(xiàn)直徑為0.05mm以上0.5mm以下的情況下，可減小對(duì)電線(xiàn)負(fù)荷了反復(fù)彎曲時(shí)導(dǎo)體裸線(xiàn)中產(chǎn)生的應(yīng)變，可進(jìn)一步防止導(dǎo)體裸線(xiàn)(電線(xiàn))的初期斷線(xiàn)。
[0055]另外，在將電線(xiàn)用于機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用的電線(xiàn)的情況下，可謀求機(jī)器的輕量化。
[0056]在第4發(fā)明涉及的線(xiàn)纜中，由于將第1、第2發(fā)明涉及的鋁基導(dǎo)電材料用于導(dǎo)體裸線(xiàn)，因此通過(guò)用于例如機(jī)器人的臂、各種裝置的驅(qū)動(dòng)部分那樣的、負(fù)荷了反復(fù)彎曲的部分的配線(xiàn)，可防止初期斷線(xiàn)，提高機(jī)器人、各種裝置的可靠性，且可減輕機(jī)器人、各種裝置的維護(hù)負(fù)擔(dān)。
[0057]在第4發(fā)明涉及的線(xiàn)纜中，在導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑為0.05mm以上0.5mm以下的情況下，可減少對(duì)線(xiàn)纜負(fù)荷了反復(fù)彎曲時(shí)導(dǎo)體裸線(xiàn)中產(chǎn)生的應(yīng)變，可進(jìn)一步防止導(dǎo)體裸線(xiàn)(線(xiàn)纜)的初期斷線(xiàn)。
[0058]此處，在將線(xiàn)纜用于快速充電架的接頭線(xiàn)纜的情況下，由于由鋁基導(dǎo)電材料構(gòu)成，因此接頭線(xiàn)纜變得輕量，可提高操作性。
[0059]另外，在將線(xiàn)纜用與電焊機(jī)的橡皮絕緣軟線(xiàn)纜的情況下，由于由鋁基導(dǎo)電材料構(gòu)成，因此橡皮絕緣軟線(xiàn)纜變得輕量，進(jìn)行大型建筑物的制作時(shí)即使橡皮絕緣軟線(xiàn)纜變?yōu)殚L(zhǎng)的，也可比較容易地進(jìn)行橡皮絕緣軟線(xiàn)纜的移動(dòng)，可提高焊接的作業(yè)性。
[0060]進(jìn)一步地，在將線(xiàn)纜用于機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)的線(xiàn)纜的情況下，可謀求機(jī)器的輕量化。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0061]圖1為本發(fā)明的第1實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料的組織的說(shuō)明圖。
[0062]圖2為本發(fā)明的第2實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料的組織的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0063]接著，一邊參照附圖，一邊對(duì)將本發(fā)明具體化了的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0064]本發(fā)明的第1實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料，如圖1中所示，含有0.1~1.0質(zhì)量％的鈧，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)(不可避免的雜質(zhì)的含量例如為0.1~0.35質(zhì)量％)形成，由具有平均粒徑為2μm以下的鋁晶粒11和生成于晶粒11的晶界12的作為鋁-鈧系金屬間化合物的Al3Sc納米析出物13的金相10構(gòu)成。而且，對(duì)于晶粒11而言，以截面積比率計(jì)含有15%以上1μ m以下的尺寸的晶粒，優(yōu)選含有20%以上，納米析出物13的平均粒徑為1~60nm,優(yōu)選為5~50nm。需要說(shuō)明的是，不可避免的雜質(zhì)的一部分固溶于晶粒11內(nèi)，余量存在于晶界12。以下詳細(xì)地說(shuō)明。
[0065]使用純度為99.9質(zhì)量％以上的鋁和純度為99質(zhì)量％以上的鈧，鑄造含有鈧0.1~
1.0質(zhì)量％的鋁合金，制作導(dǎo)電材料塊。接著，從進(jìn)行了在250~450°C下0.5~30小時(shí)、例如350°C下1小時(shí)的時(shí)效處理的導(dǎo)電材料塊通過(guò)切削加工制作例如直徑為IOmm的線(xiàn)材。而且，對(duì)線(xiàn)材通過(guò)模鍛機(jī)實(shí)施旋轉(zhuǎn)鍛造加工直至達(dá)到規(guī)定的直徑而形成金屬線(xiàn)，進(jìn)行在300~500°C下0.1~5小時(shí)、例如450°C下1小時(shí)的熱處理。通過(guò)在模鍛加工后進(jìn)行熱處理，可促進(jìn)等軸晶的形成、提高平均晶粒的微細(xì)化以及1 μ m以下的微細(xì)的晶粒的形成概率。
[0066]需要說(shuō)明的是，在由鋁基導(dǎo)電材料例如制造線(xiàn)纜的情況下，對(duì)熱處理后的金屬線(xiàn)進(jìn)行模拉絲加工而形成拉絲材(80~120 μ m)，以拉絲材為導(dǎo)體裸線(xiàn)而形成絞線(xiàn)、制作線(xiàn)纜。
[0067]此處，使使用模鍛機(jī)而加工了的金屬線(xiàn)的最終完成直徑例如為1.5mm之后，進(jìn)行用于促進(jìn)等軸晶形成的熱處理，之后，進(jìn)行加工度為5.9的模拉絲加工直至直徑達(dá)到80微米，由此構(gòu)成金相10的晶粒11的平均粒徑達(dá)到2 μ m以下，I μ m以下的晶粒11的存在比例以截面積比率計(jì)達(dá)到15%以上。
[0068]另外，使使用模鍛機(jī)而加工了的金屬線(xiàn)的最終完成直徑例如為2.0mm之后，進(jìn)行用于促進(jìn)等軸晶形成的熱處理，之后，進(jìn)行加工度為6.4的模拉絲加工直至直徑達(dá)到80微米，由此構(gòu)成金相10的晶粒11的平均粒徑達(dá)到2 μ m以下，I μ m以下的晶粒11的存在比例以截面積比率計(jì)為20%以上。而且，使金屬線(xiàn)的最終完成直徑例如為3.0mm，之后，進(jìn)行加工度為7.2的模拉絲加工直至直徑達(dá)到80微米，由此構(gòu)成金相10的晶粒11的平均粒徑為2 μ m以下，I μ m以下的晶粒11的存在比例以截面積比率計(jì)達(dá)到50%以上。
[0069]通過(guò)使晶粒11的平均粒徑為2 μ m以下，單位體積的金相10中所含的晶粒11的個(gè)數(shù)變多，例如如果由于反復(fù)彎曲負(fù)荷而產(chǎn)生裂紋，則裂紋進(jìn)行傳播時(shí)裂紋與晶粒11頻繁地碰撞。因此，在裂紋發(fā)展時(shí)，促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔，可降低裂紋向一個(gè)方向發(fā)展時(shí)的速度。其結(jié)果，可提高對(duì)反復(fù)彎曲負(fù)荷的耐彎曲性(直至斷裂的反復(fù)彎曲次數(shù)，即斷裂次數(shù))。
[0070]此處，如果 I μπι以下的晶粒11以截面積比率計(jì)為15%以上，則可增大單位體積的金相10中所含的晶粒11的個(gè)數(shù)，裂紋與晶粒11的碰撞變得顯著，可促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔。進(jìn)一步地，如果I μπι以下的晶粒11以截面積比率計(jì)為20%以上，則可進(jìn)一步增大單位體積金相10中所含的晶粒11的個(gè)數(shù)，裂紋和晶粒11的碰撞進(jìn)一步變得顯著，更加促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔，能夠耐受至少1000萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。
[0071]而且，在時(shí)效處理中，存在于鋁的晶粒11內(nèi)及晶界12的鈧與鋁反應(yīng)，形成作為金屬間化合物的Al3Sc的納米析出物13而析出于晶界12。需要說(shuō)明的是，在時(shí)效處理溫度和時(shí)效處理時(shí)間的范圍內(nèi)，選擇溫度和時(shí)間，由此可在I~60nm的范圍調(diào)整納米析出物13的平均粒徑。
[0072]如果納米析出物13生成于晶界12，則沿晶界12而發(fā)展的裂紋的前端與納米析出物13碰撞，裂紋的前端被納米析出物13釘扎而產(chǎn)生裂紋的發(fā)展停止，進(jìn)一步促進(jìn)裂紋的發(fā)展速度降低。此處，鈧的含量不足0.1質(zhì)量％時(shí)，生成的納米析出物13的量變少，裂紋的釘扎效果降低。另一方面，如果鈧的含量超過(guò)1.0質(zhì)量％，則存在于晶界12的納米析出物13變多，裂紋的釘扎效果提高，但導(dǎo)電性降低，作為導(dǎo)電材料的功能降低。因此，將鈧的含量設(shè)為0.1~1.0質(zhì)量％的范圍。
[0073]生成的納米析出物13的總量由鈧的含量確定，因此如果納米析出物13的個(gè)數(shù)增加，則析出物13的粒徑減少，如果納米析出物13的個(gè)數(shù)減少則析出物13的粒徑增加。另一方面，金相10中產(chǎn)生的裂紋發(fā)展時(shí)，對(duì)于由納米析出物13釘扎裂紋的效果而言，納米析出物13的個(gè)數(shù)越多、納米析出物13的粒徑越大，則越增加。
[0074]此處，納米析出物13的平均粒徑不足Inm時(shí)，納米析出物13的個(gè)數(shù)變多，裂紋釘扎的發(fā)生頻率增多，但由納米析出物13帶來(lái)的裂紋的釘扎作用不大，裂紋的釘扎效果不顯著。另一方面，裂紋析出物13的平均粒徑超過(guò)60nm時(shí)，由納米析出物13帶來(lái)的裂紋的釘扎作用變大，但納米析出物13的個(gè)數(shù)變少，裂紋釘扎的發(fā)生頻率降低，裂紋的釘扎效果不顯著。因此，在納米析出物13的總量為一定的情況下，通過(guò)使納米析出物13的平均粒徑為I~60nm，通過(guò)由納米析出物13帶來(lái)的裂紋的釘扎效果，可謀求裂紋的發(fā)展停止、裂紋的發(fā)展速度降低。而且，通過(guò)使納米析出物13的平均粒徑為5~50nm,可一邊高位維持由納米析出物13帶來(lái)的裂紋釘扎的發(fā)生頻率、一邊還在高位維持由納米析出物13帶來(lái)的裂紋的釘扎的作用，可提高由納米析出物13帶來(lái)的裂紋的釘扎效果。
[0075]本發(fā)明的第I實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，如果以截面積比率計(jì)含有15%以上Iym以下的晶粒11地進(jìn)行組織控制，則即使在金相10中產(chǎn)生裂紋，裂紋在金相10中的晶界12發(fā)展時(shí)產(chǎn)生的裂紋的偏向和裂紋的分岔與裂紋與納米析出物13碰撞時(shí)的裂紋的釘扎效果協(xié)同作用，在金相10中裂紋向一個(gè)方向發(fā)展所需要的時(shí)間變長(zhǎng)。其結(jié)果，能夠耐受長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)(例如反復(fù)彎曲試驗(yàn))。而且，如果以截面積比率計(jì)含有20%以上I μ m以下的晶粒地進(jìn)行組織控制，可耐受至少1000萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。
[0076]因此，通過(guò)將使用了由本發(fā)明的第I實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料構(gòu)成、導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑為0.05mm以上0.5mm以下的導(dǎo)體裸線(xiàn)的電線(xiàn)或線(xiàn)纜例如用于電梯的升降部、機(jī)器人的臂部分等的驅(qū)動(dòng)部的配線(xiàn)(機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用的電線(xiàn)或線(xiàn)纜的一例)，即使電線(xiàn)或線(xiàn)纜負(fù)荷反復(fù)彎曲，也可減小導(dǎo)體裸線(xiàn)中產(chǎn)生的應(yīng)變，可進(jìn)一步防止導(dǎo)體裸線(xiàn)(電線(xiàn)或線(xiàn)纜)的初期斷線(xiàn)。其結(jié)果，除了作為鋁合金系的特征的輕量化及高柔軟性之外，也可達(dá)成高耐久性(防止電線(xiàn)或線(xiàn)纜的初期中的斷線(xiàn))，使裝置可長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，提高裝置的可靠性，且可減輕維護(hù)的負(fù)擔(dān)。
[0077]另外，通過(guò)將使用了由本發(fā)明的第I實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料構(gòu)成、導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑為0.05mm以上0.5mm以下的導(dǎo)體裸線(xiàn)的纜線(xiàn)使用于電動(dòng)車(chē)的快速充電架用接頭線(xiàn)纜、電焊機(jī)的橡皮絕緣軟線(xiàn)纜等那樣地使用時(shí)施加拉伸、彎曲以及扭曲的用途，除了作為鋁合金系的特征的輕量化及高柔軟性之外，還可達(dá)成高耐久性(防止線(xiàn)纜的初期斷線(xiàn))，使裝置可長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，提高裝置的可靠性`，且可減輕維護(hù)負(fù)擔(dān)。
[0078]本發(fā)明的第2實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料，如圖2中所示，含有0.1~1.0質(zhì)量％的鈧和超過(guò)O且為0.2質(zhì)量％以下的鋯，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)(不可避免的雜質(zhì)含量例如為0.1~0.35質(zhì)量％)，其由如下的金相14構(gòu)成:該金相14具有平均粒徑為2μ m以下的鋁的晶粒15和生成于晶粒15的晶界16的作為鋁-鈧系的金屬間化合物的Al3Sc的納米析出物17。而且，對(duì)于晶粒15而言，以截面積比率計(jì)含有15%以上、優(yōu)選20%以上的Ium以下的尺寸的晶粒,納米析出物17的平均粒徑為I~60nm,優(yōu)選為5~50nm。此處，除了鋁的結(jié)晶的晶界之外，還可使納米析出物的一部分存在于鋁晶粒內(nèi)。
[0079]需要說(shuō)明的是，鋯的一部分固溶于晶粒15內(nèi)，余量存在于晶界16。不可避免的雜質(zhì)的一部分固溶于晶粒15內(nèi)，余量存在于晶界16。以下，詳細(xì)地說(shuō)明。
[0080]使用純度為99.9質(zhì)量％以上的鋁、純度為99質(zhì)量％以上的鈧和純度為99質(zhì)量％以上的鋯，鑄造含有鈧0.1~1.0質(zhì)量％、鋯超過(guò)O且為0.2質(zhì)量％以下的鋁合金而制作導(dǎo)電材料塊。接著，由進(jìn)行了 250~450°C下0.5~30小時(shí)、例如350°C下24小時(shí)的時(shí)效處理的導(dǎo)電材料塊通過(guò)切削加工制作例如直徑為IOmm的線(xiàn)材。而且，對(duì)線(xiàn)材通過(guò)模鍛機(jī)實(shí)施旋轉(zhuǎn)鍛造加工直至達(dá)到規(guī)定的直徑而形成金屬線(xiàn)，進(jìn)行在300~500°C下0.1~5小時(shí)、例如450°C下I小時(shí)的熱處理。通過(guò)在模鍛加工后進(jìn)行熱處理，可促進(jìn)等軸晶的形成、提高平均晶粒的微細(xì)化及I μ m以下的微細(xì)的晶粒的形成概率。
[0081]需要說(shuō)明的是，在由鋁基導(dǎo)電材料例如制造線(xiàn)纜的情況下，對(duì)熱處理后的金屬線(xiàn)，進(jìn)行模拉絲加工而形成拉絲材(80~120 μ m)，以拉絲材為導(dǎo)體裸線(xiàn)而形成絞線(xiàn)、制作線(xiàn)纜。
[0082]此處，使使用模鍛機(jī)而加工了的金屬線(xiàn)的最終完成直徑例如為1.5mm之后，進(jìn)行用于促進(jìn)等軸晶形成的熱處理，之后，進(jìn)行加工度為5.9的模拉絲加工直至直徑達(dá)到80微米，由此構(gòu)成金相14的晶粒15的平均粒徑達(dá)到2 μ m以下，I μ m以下的晶粒15的存在比例以截面積比率計(jì)達(dá)到15%以上。另外，使使用模鍛機(jī)而加工了的金屬線(xiàn)的最終完成直徑例如為2.0mm之后，進(jìn)行用于促進(jìn)等軸晶形成的熱處理，之后，進(jìn)行加工度為6.4的模拉絲加工直至直徑達(dá)到80微米，由此構(gòu)成金相14的晶粒15的平均粒徑達(dá)到2 μ m以下，IymWT的晶粒15的存在比例以截面積比率計(jì)達(dá)到20%以上。而且，使金屬線(xiàn)的最終完成直徑例如為3.0mm，之后進(jìn)行加工度為7.2的模拉絲加工直至直徑達(dá)到80微米，由此構(gòu)成金相14的晶粒15的平均粒徑達(dá)到2 μ m以下，I μ m以下的晶粒15的存在比例以截面積比率計(jì)達(dá)到50%以上。
[0083]通過(guò)使晶粒15的平均粒徑為2 μ m以下，單位體積的金相14中所含的晶粒15的個(gè)數(shù)變多，例如如果由于反復(fù)彎曲負(fù)荷而產(chǎn)生裂紋，則裂紋進(jìn)行傳播時(shí)裂紋與晶粒15頻繁地碰撞。因此，在裂紋發(fā)展時(shí)，促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔，可降低裂紋向一個(gè)方向發(fā)展時(shí)的速度。其結(jié)果，可提 高對(duì)彎曲負(fù)荷的耐彎曲性(直至斷裂而施加了的反復(fù)彎曲次數(shù)，即斷裂次數(shù))。
[0084]此處，如果I μ m以下的晶粒15以截面積比率計(jì)為15%以上，則可增大單位體積的金相14中所含的晶粒15的個(gè)數(shù)，裂紋與晶粒15的碰撞變得顯著，可促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔。進(jìn)一步地，如果I μ m以下的晶粒15以截面積比率計(jì)為20%以上，則可進(jìn)一步增大單位體積的金相14中所含的晶粒15的個(gè)數(shù)，裂紋和晶粒15的碰撞進(jìn)一步變得顯著，更加促進(jìn)裂紋的偏向和裂紋的分岔，能夠耐受至少1000萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。
[0085]而且，在時(shí)效處理中，存在于鋁晶粒15的晶界16的鈧與鋁反應(yīng)，作為納米析出物17而析出于晶界16。需要說(shuō)明的是，在時(shí)效處理溫度和時(shí)效處理時(shí)間的范圍內(nèi)，選擇溫度和時(shí)間，由此可在I~60nm的范圍調(diào)整納米析出物17的平均粒徑。
[0086]此處，如果分別使鈧存在于鋁的晶粒的晶界和晶粒內(nèi)，則鈧各自與鋁反應(yīng)，在晶粒的晶界和晶粒內(nèi)分別作為析出物而析出。
[0087]如果納米析出物17生成于晶界16，則沿晶界16發(fā)展的裂紋的前端與納米析出物17碰撞，裂紋的前端被納米析出物17釘扎而產(chǎn)生裂紋的發(fā)展停止，進(jìn)一步促進(jìn)裂紋的進(jìn)展速度降低。此處，在鈧的含量不足0.1質(zhì)量％時(shí)，生成的納米析出物17的量變少，裂紋的釘扎效果降低。另一方面，如果鈧的含量超過(guò)1.0質(zhì)量％，則存在于晶界16的納米析出物17變多，裂紋的釘扎效果提高，但導(dǎo)電性降低，作為導(dǎo)電材料的功能降低。因此，將鈧的含量設(shè)為0.1~1.0質(zhì)量％的范圍。
[0088]需要說(shuō)明的是，在納米析出物還生成于鋁晶粒的晶粒內(nèi)的情況下，即金相具有鋁的晶粒、存在于鋁的晶粒的晶界的納米析出物和存在于鋁的晶粒的晶粒內(nèi)的納米析出物的情況下，在金相內(nèi)發(fā)展的裂紋，在沿晶粒的晶界發(fā)展時(shí)與存在于晶界的納米析出物碰撞、在晶粒的晶粒內(nèi)發(fā)展時(shí)與存在于晶粒內(nèi)的納米析出物碰撞而被釘扎。因此，促進(jìn)在金相內(nèi)發(fā)展的裂紋的發(fā)展停止、或裂紋的發(fā)展速度降低。
[0089]生成的納米析出物17的總量，由鈧的含量確定，因此如果納米析出物17的個(gè)數(shù)增加，則析出物17的粒徑減少，如果納米析出物17的個(gè)數(shù)減少則析出物17的粒徑增加。另一方面，金相14中產(chǎn)生的裂紋發(fā)展時(shí)，對(duì)于通過(guò)納米析出物17而釘扎裂紋的效果而言，納米析出物17的個(gè)數(shù)越多、納米析出物17的粒徑越大，則越增加。
[0090]此處，納米析出物17的平均粒徑不足Inm時(shí)，納米析出物17的個(gè)數(shù)變多，裂紋的釘扎的發(fā)生頻率增多，但由納米析出物17帶來(lái)的裂紋的釘扎作用不大，裂紋的釘扎效果不顯著。另一方面，裂紋析出物17的平均粒徑超過(guò)60nm時(shí)，由納米析出物17帶來(lái)的裂紋的釘扎作用變大，但納米析出物17的個(gè)數(shù)變少，裂紋的釘扎的發(fā)生頻率降低，裂紋的釘扎效果不顯著。因此，在納米析出物17的總量為一定的情況下，通過(guò)使納米析出物17的平均粒徑為I~60nm，通過(guò)由納米析出物17帶來(lái)的裂紋的釘扎效果，可謀求裂紋的發(fā)展停止、裂紋的發(fā)展速度降低。而且，通過(guò)使納米析出物17的平均粒徑為5~50nm，可一邊在高位維持裂紋的釘扎的發(fā)生頻率，一邊還在高位維持由納米析出物17帶來(lái)的裂紋的釘扎作用，可進(jìn)一步提高由納米析出物17帶來(lái)的裂紋的釘扎效果。
[0091]另外，通過(guò)鋯存在于晶粒15內(nèi)及晶界16，可防止高溫的熱經(jīng)歷后的拉伸強(qiáng)度的降低。例如，由含有鈧0.3質(zhì)量％的鋁基導(dǎo)電材料形成的線(xiàn)材在常溫下的拉伸強(qiáng)度σκτ為300MPa，剛在260°C加熱I小時(shí)后的拉伸強(qiáng)度σ 26(|為294MPa，拉伸強(qiáng)度降低。此處，以(σ 26(|/σ ΕΤ) X 100來(lái)評(píng)價(jià)線(xiàn)材的耐熱性時(shí)，含有鈧0.3質(zhì)量％的鋁基導(dǎo)電材料的耐熱性為98%。
[0092]另一方面，由含有鋯0.01質(zhì)量％、鈧0.3質(zhì)量％的鋁基導(dǎo)電材料形成的線(xiàn)材在常溫下的拉伸強(qiáng)度σ κτ為300MPa，剛在260°C加熱I小時(shí)后的拉伸強(qiáng)度σ 26(|為294MPa(耐熱性為98%)，與不含鋯的情況相比沒(méi)有大的差別。然而，由含有鋯0.05質(zhì)量％、鈧0.3質(zhì)量％的鋁基導(dǎo)電材料形成的線(xiàn)材在常溫下的拉伸強(qiáng)度σ κτ為305MPa，剛在260°C加熱I小時(shí)后的拉伸強(qiáng)度σ 26(|為303MPa (耐熱性99%)，由含有鋯0.1質(zhì)量％、鈧0.3質(zhì)量％的鋁基導(dǎo)電材料形成的線(xiàn)材在常溫下的拉伸強(qiáng)度σ κτ為310MPa、剛在260°C加熱I小時(shí)后的拉伸強(qiáng)度σ 260為309MPa (耐熱性100%)，通過(guò)含有鋯，可以改善剛在260°C加熱I小時(shí)后的拉伸強(qiáng)度(防止拉伸強(qiáng)度的降低)。因此，鋁基導(dǎo)電材料的剛經(jīng)受高溫的熱經(jīng)歷之后，也可確保作為線(xiàn)材的強(qiáng)度。
[0093]需要說(shuō)明的是，對(duì)于鋁基導(dǎo)電材料的高溫下的拉伸強(qiáng)度改善效果而言，在鋯含量為0.05質(zhì)量％以上時(shí)變得顯著。另一方面，如果鋯的含量超過(guò)0.2質(zhì)量％，雖然熱經(jīng)歷后的拉伸強(qiáng)度改善效果增大，但導(dǎo)電性降低，作為導(dǎo)電材料的功能降低。因此，鋯的含量?jī)?yōu)選為
0.05質(zhì)量％以上，上限設(shè)定為0.2質(zhì)量％。
[0094]在本發(fā)明的第2實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，如果以截面積比率計(jì)含有15%以上I μ m以下的晶粒15地進(jìn)行組織控制，即使在金相14中產(chǎn)生裂紋，裂紋在金相14中的晶界16發(fā)展時(shí)產(chǎn)生的裂紋的偏向和裂紋的分岔與裂紋和納米析出物16碰撞時(shí)的裂紋的釘扎效果協(xié)同作用，裂紋在金相14中向一個(gè)方向發(fā)展所需要的時(shí)間變長(zhǎng)。其結(jié)果，能夠耐受長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)(例如反復(fù)彎曲試驗(yàn))。而且，如果以截面積比率計(jì)含有20%以上I μ m以下的晶粒地進(jìn)行組織控制，能夠耐受至少1000萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。[0095]因此，通過(guò)將在由本發(fā)明的第2實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料構(gòu)成、導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑為0.05mm以上0.5mm以下的導(dǎo)體裸線(xiàn)中使用的電線(xiàn)或線(xiàn)纜例如使用于電梯的升降部、機(jī)器人的臂部分等的驅(qū)動(dòng)部的配線(xiàn)(機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用的電線(xiàn)或線(xiàn)纜的一例)，即使電線(xiàn)或線(xiàn)纜負(fù)荷反復(fù)彎曲，也可減小導(dǎo)體裸線(xiàn)中產(chǎn)生的應(yīng)變，可進(jìn)一步防止導(dǎo)體裸線(xiàn)(電線(xiàn)或線(xiàn)纜)的初期斷線(xiàn)。其結(jié)果，除了作為鋁合金系的特征的輕量化及高柔軟性之外，也可達(dá)成高耐久性(防止電線(xiàn)或線(xiàn)纜的初期斷線(xiàn))，使裝置可長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，提高裝置的可靠性，且可減輕維護(hù)負(fù)擔(dān)。
[0096]另外，通過(guò)將由本發(fā)明的第2實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料構(gòu)成、導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑為
0.05_以上0.5_以下的導(dǎo)體裸線(xiàn)在導(dǎo)體裸線(xiàn)中使用了的纜線(xiàn)使用于電動(dòng)車(chē)的快速充電架用接頭線(xiàn)纜、電焊機(jī)的橡皮絕緣軟線(xiàn)纜等那樣地、使用時(shí)施加拉伸、彎曲以及扭曲的用途，除了作為鋁合金系的特征的輕量化及高柔軟性之外，還可達(dá)成高耐久性(防止線(xiàn)纜的初期斷線(xiàn))，使裝置可長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，提高裝置的可靠性，且可減輕維護(hù)負(fù)擔(dān)。
[0097]另外，由于鋯的一部分固溶于晶粒15內(nèi)，余量存在于晶界16，因此在第2實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料中，可防止高溫的熱經(jīng)歷后的拉伸強(qiáng)度的降低，可防止經(jīng)受了高溫的熱經(jīng)歷的鋁基導(dǎo)電材料的耐彎曲性的降低。因此，例如，如果使用第2實(shí)施例涉及的鋁基導(dǎo)電材料來(lái)制作例如電動(dòng)車(chē)的快速充電架的接頭線(xiàn)纜、電焊機(jī)的橡皮絕緣軟線(xiàn)纜那樣地使用時(shí)大的電流流過(guò)而溫度臨時(shí)上升的線(xiàn)纜、太陽(yáng)能發(fā)電組件的連接用線(xiàn)纜(機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用線(xiàn)纜的一例)那樣地由于環(huán)境變化而溫度發(fā)生大的變化的線(xiàn)纜、有可能會(huì)暴露于工廠、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)等的高溫環(huán)境下的機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部分(臂部分)的配線(xiàn)用線(xiàn)纜(機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用線(xiàn)纜的一例)的導(dǎo)體裸線(xiàn)，則也可確保暫時(shí)暴露于高熱下時(shí)的拉伸強(qiáng)度進(jìn)而耐久性，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地使用線(xiàn)纜。其結(jié)果，提高線(xiàn)纜、裝置的可靠性，且可減輕維護(hù)負(fù)擔(dān)。
[0098]接著，對(duì)于為了確認(rèn)本發(fā)明的作用效果而進(jìn)行的試驗(yàn)例(也包含比較例)，在下文進(jìn)行說(shuō)明。
[0099](比較例I)
[0100]從純度為99.95質(zhì)量％的鋁錠通過(guò)切削加工取出直徑IOmm的線(xiàn)材，通過(guò)模鍛機(jī)將取出了的線(xiàn)材成形為直徑2mm的金屬線(xiàn)。接著,對(duì)金屬線(xiàn)時(shí)間450°C下I小時(shí)的熱處理后，進(jìn)行模拉絲加工，制作直徑80 μ m的拉絲材。由拉絲材的金相觀察，構(gòu)成金相的晶粒的平均結(jié)晶粒徑為2 μ m、l μ m以下的晶粒的比例以截面積比率計(jì)為20%。
[0101]測(cè)定所得到的拉絲材的電導(dǎo)率，由拉絲材制作截面積為0.2mm2的線(xiàn)纜，在常溫下進(jìn)行線(xiàn)纜彎曲試驗(yàn)。需要說(shuō)明的是，線(xiàn)纜彎曲試驗(yàn)中，在線(xiàn)纜負(fù)荷了載荷100g的狀態(tài)下，施加彎曲半徑15mm、折彎角度范圍為±90度的左右反復(fù)彎曲。電導(dǎo)率的值及線(xiàn)纜彎曲試驗(yàn)的結(jié)果(線(xiàn)纜的斷裂次數(shù))示于表1。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁基導(dǎo)電材料，其特征在于，其含有0.1~1.0質(zhì)量％的鈧，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其由具有平均粒徑為2μπι以下的晶粒和生成于該晶粒的晶界的鋁-鈧系的納米析出物的金相構(gòu)成。
2.一種鋁基導(dǎo)電材料，其特征在于，其含有0.1~1.0質(zhì)量％的鈧和超過(guò)O且0.2質(zhì)量％以下的鋯，余量由鋁和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其由具有平均粒徑2 μ m以下的晶粒和生成于該晶粒的晶界的鋁-鈧系的納米析出物的金相構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的鋁基導(dǎo)電材料，其特征在于，所述納米析出物也生成于所述晶粒的粒內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的鋁基導(dǎo)電材料，其特征在于，所述納米析出物的平均粒徑為I~60nm。
5.如權(quán)利要求4所述的鋁基導(dǎo)電材料，其特征在于，所述納米析出物的平均粒徑為5~50nmo
6.如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的鋁基導(dǎo)電材料，其特征在于，所述金相中，以截面積比率計(jì)，含有15%以上的Iym以下的所述晶粒。
7.如權(quán)利要求6所述的鋁基導(dǎo)電材料，其特征在于，所述金相中，以截面積比率計(jì)，含有20%以上的I μ m以下的所述晶粒，該招基導(dǎo)電材料至少耐受1000萬(wàn)次的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)。
8.一種電線(xiàn)，其 特征在于，將權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的鋁基導(dǎo)電材料使用于導(dǎo)體裸線(xiàn)。
9.如權(quán)利要求8所述的電線(xiàn)，其特征在于，所述導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑為0.05mm以上且0.5mm以下。
10.如權(quán)利要求8或9所述的電線(xiàn)，其特征在于，該電線(xiàn)使用于機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用的電線(xiàn)。
11.一種線(xiàn)纜，其特征在于，將權(quán)利要求1~7的任一項(xiàng)所述的鋁基導(dǎo)電材料使用于導(dǎo)體裸線(xiàn)。
12.如權(quán)利要求11所述的線(xiàn)纜，其特征在于，所述導(dǎo)體裸線(xiàn)直徑為0.05mm以上且0.5mm以下。
13.如權(quán)利要求11或12所述的線(xiàn)纜，其特征在于，將該線(xiàn)纜使用于快速充電架的接頭線(xiàn)纜或電焊機(jī)的橡皮絕緣軟線(xiàn)纜。
14.如權(quán)利要求11或12所述的線(xiàn)纜，其特征在于，將該線(xiàn)纜使用于機(jī)器內(nèi)配線(xiàn)用的線(xiàn)纜。
【文檔編號(hào)】C22F1/04GK103781926SQ201280043057
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月5日
【發(fā)明者】因浩之, 案納芙美代, 松永大輔, 北原弘基, 安藤新二, 津志田雅之, 小川俊文 申請(qǐng)人:大電株式會(huì)社, 福岡縣, 國(guó)立大學(xué)法人熊本大學(xué)