鋁合金線(xiàn)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2009年6月11日、申請(qǐng)?zhí)枮?00980131397. 5、發(fā)明名稱(chēng)為"鋁 合金線(xiàn)"的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及用作電線(xiàn)導(dǎo)體的鋁合金線(xiàn)和鋁合金絞合線(xiàn)、具有該合金線(xiàn)或合金絞合 線(xiàn)作為導(dǎo)體的包覆電線(xiàn)、包括該包覆電線(xiàn)的束線(xiàn)（wire harness)、制造該合金線(xiàn)的方法、以 及鋁合金。本發(fā)明特別涉及具有均衡的特性（強(qiáng)度、韌性、導(dǎo)電率）因而適合用作束線(xiàn)中電 線(xiàn)的導(dǎo)體的鋁合金線(xiàn)，其中所述束線(xiàn)用于諸如機(jī)動(dòng)車(chē)輛之類(lèi)的運(yùn)輸設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003] 傳統(tǒng)上，人們已經(jīng)使用被稱(chēng)作束線(xiàn)的結(jié)構(gòu)體作為運(yùn)輸設(shè)備（例如機(jī)動(dòng)車(chē)和飛機(jī)） 以及工業(yè)設(shè)備（例如機(jī)器人）的布線(xiàn)結(jié)構(gòu)，其中所述束線(xiàn)包括與端子連接的多根電線(xiàn)。傳 統(tǒng)上，構(gòu)成束線(xiàn)中電線(xiàn)導(dǎo)體的材料主要為具有優(yōu)異導(dǎo)電率的銅或者諸如銅合金之類(lèi)的銅基 材料。
[0004] 隨著最近機(jī)動(dòng)車(chē)輛在性能和功能方面的快速增強(qiáng)，以及安裝在車(chē)輛上的各種電氣 設(shè)備、控制設(shè)備等的增多，用于這些設(shè)備的電線(xiàn)也趨向于增加。與此同時(shí)，近來(lái)人們?yōu)榱吮?護(hù)環(huán)境，一直期望提高（例如）機(jī)動(dòng)車(chē)輛和飛機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。降低重量能夠提高燃油經(jīng)濟(jì) 性。鑒于此，為了降低電線(xiàn)的重量，人們一直研宄了使用比重約為銅的1/3的鋁作為導(dǎo)體。 例如，在一個(gè)例子中，使用了純鋁作為1〇_ 2或更粗的電線(xiàn)（例如機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池電纜）的 導(dǎo)體。但是，與銅基材料相比，純鋁的強(qiáng)度和抗疲勞性較低，因此，純鋁難以應(yīng)用于常用的電 線(xiàn)導(dǎo)體，例如導(dǎo)體橫截面積為1. 5mm2或更小的導(dǎo)體。與此相反，專(zhuān)利文獻(xiàn)1則公開(kāi)了一種 用作導(dǎo)體的鋁合金線(xiàn)，其用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的束線(xiàn)中的電線(xiàn)，其中所述鋁合金線(xiàn)由強(qiáng)度高于純 鋁的強(qiáng)度的鋁合金制成。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2005-336549

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0009] 然而，常規(guī)的鋁合金線(xiàn)并不完全具備配置于運(yùn)輸設(shè)備（例如，機(jī)動(dòng)車(chē)輛）中的束線(xiàn) 所需的特性。
[0010] 電線(xiàn)中的導(dǎo)體需要具有較高的導(dǎo)電率。然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的鋁合金線(xiàn)不 具有足夠尚的導(dǎo)電率。
[0011] 此外，具有高強(qiáng)度的鋁合金電線(xiàn)（例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的鋁合金電線(xiàn)）的韌 性不足。傳統(tǒng)上，人們?cè)谘绣秤糜谛纬蛇\(yùn)輸設(shè)備的束線(xiàn)中的電線(xiàn)導(dǎo)體的鋁合金時(shí)，主要目的 是提高其強(qiáng)度，而在韌性（如耐沖擊性和伸長(zhǎng)率）方面的研宄尚不充分。本發(fā)明人通過(guò)研 宄發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將使用了專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所披露的高強(qiáng)度鋁合金電線(xiàn)的束線(xiàn)安裝在設(shè)備等中時(shí)， 導(dǎo)體可能會(huì)在導(dǎo)體與端子部之間的邊界附近發(fā)生斷裂。換句話(huà)說(shuō)，傳統(tǒng)上人們雖然對(duì)電線(xiàn) 自身性能進(jìn)行了研宄，卻沒(méi)有對(duì)在將電線(xiàn)應(yīng)用于包括端子部的束線(xiàn)中時(shí)的性能方面進(jìn)行研 宄。目前還沒(méi)有研制出具有安裝時(shí)所需的足夠高的韌性的束線(xiàn)。
[0012] 通常以能夠維持所需導(dǎo)電狀態(tài)的方式來(lái)連接端子部。然而卻發(fā)現(xiàn)了如下現(xiàn)象。在 常規(guī)的鋁合金線(xiàn)中，連接時(shí)應(yīng)力會(huì)松弛（應(yīng)力隨時(shí)間而減?。?，這導(dǎo)致電線(xiàn)與端子部之間的 固定強(qiáng)度下降，并可能會(huì)導(dǎo)致端子部從電線(xiàn)上脫落下來(lái)。即，對(duì)于使用了常規(guī)鋁合金線(xiàn)的電 線(xiàn)來(lái)說(shuō)，所連接的端子部會(huì)松開(kāi)。因此，需要開(kāi)發(fā)一種在電線(xiàn)與端子部之間具有高的固定強(qiáng) 度的束線(xiàn)。
[0013] 鑒于上述情況，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有高強(qiáng)度、高韌性和高導(dǎo)電率并適合 用于束線(xiàn)中電線(xiàn)導(dǎo)體的鋁合金線(xiàn)和鋁合金絞合線(xiàn)，并提供適合用于束線(xiàn)的包覆電線(xiàn)。本發(fā) 明的另一目的是提供一種包括高強(qiáng)度、高韌性和高導(dǎo)電率的電線(xiàn)的束線(xiàn)。本發(fā)明的再一目 的是提供一種制造本發(fā)明上述鋁合金線(xiàn)的方法。
[0014] 解決問(wèn)題的手段
[0015] 本發(fā)明人在對(duì)充分具有束線(xiàn)所需特性（特別是，如耐沖擊性以及在電線(xiàn)和端子部 之間的固定強(qiáng)度）、并適于用作電線(xiàn)導(dǎo)體的高導(dǎo)電率鋁合金線(xiàn)進(jìn)行研宄后發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選使用一 種在拉絲后經(jīng)過(guò)軟化處理（無(wú)需在拉絲后立即進(jìn)行軟化處理）的軟化材料。該軟化處理通 過(guò)去除因塑性加工（例如，拉絲）而導(dǎo)致的張力，從而不僅能夠提高線(xiàn)的伸長(zhǎng)率，而且還能 提高線(xiàn)的導(dǎo)電率。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)：通過(guò)進(jìn)行軟化處理、并另外將鋁合金限定為具有特定的 組成，并且具體將鋁合金限定為含有特定量的Fe，從而可獲得具有更高的耐沖擊性以及更 高的線(xiàn)與端子部之間的固定強(qiáng)度、并具有優(yōu)異的強(qiáng)度的鋁合金線(xiàn)?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)進(jìn)行了本 發(fā)明。
[0016] 本發(fā)明鋁合金線(xiàn)的制造方法包括以下步驟：
[0017] 1.通過(guò)對(duì)熔融鋁合金進(jìn)行鑄造來(lái)形成鑄造材料的步驟，其中所述熔融鋁合金含有 大于或等于0. 005質(zhì)量％且小于或等于2. 2質(zhì)量％的Fe，并且余量為A1 ;
[0018] 2.通過(guò)對(duì)所述鑄造材料進(jìn)行軋制來(lái)形成軋制材料的步驟；
[0019] 3.通過(guò)對(duì)所述軋制材料進(jìn)行拉絲來(lái)形成拉絲材料的步驟；以及
[0020] 4.通過(guò)對(duì)所述拉絲材料進(jìn)行軟化處理來(lái)形成軟化材料的步驟。
[0021] 本發(fā)明的制造方法對(duì)拉絲材料進(jìn)行了軟化處理，使得軟化處理后的線(xiàn)材的伸長(zhǎng)率 不低于10%。將由此得到的鋁合金線(xiàn)用作導(dǎo)體。
[0022] 上述制造方法提供了本發(fā)明的鋁合金線(xiàn)。將本發(fā)明的鋁合金線(xiàn)用作導(dǎo)體，該鋁合 金線(xiàn)包含：大于或等于0. 005質(zhì)量％且小于或等于2. 2質(zhì)量％的？6,并且余量為A1和雜質(zhì)。 該鋁合金線(xiàn)（下文稱(chēng)為A1合金線(xiàn)）的導(dǎo)電率不低于58% IACS、并且伸長(zhǎng)率不低于10%。
[0023] 由于本發(fā)明的A1合金線(xiàn)為經(jīng)過(guò)軟化處理的軟化材料，因此該A1合金線(xiàn)具有優(yōu)異 的導(dǎo)電率和韌性，并且與端子部之間具有高的連接強(qiáng)度。此外，由于本發(fā)明的A1合金線(xiàn)具 有特定組成，因此其也具有高強(qiáng)度。因此，本發(fā)明的鋁合金線(xiàn)完全具備束線(xiàn)所需的導(dǎo)電率、 耐沖擊性、強(qiáng)度以及與端子部的連接性，因而適合用作束線(xiàn)中電線(xiàn)的導(dǎo)體。下文將對(duì)本發(fā) 明詳細(xì)說(shuō)明。在本文中，元素的含量以質(zhì)量％表示。
[0024] [鋁合金線(xiàn)]
[0025] 〈〈組成〉〉
[0026] 構(gòu)成本發(fā)明鋁合金線(xiàn)的本發(fā)明鋁合金為含有大于或等于0. 005%且小于或等于 2. 2%的Fe的Al-Fe基合金。含有不低于0. 005%的Fe可以使鋁合金線(xiàn)具有優(yōu)異的強(qiáng)度。 盡管提高Fe的含量使得A1合金的強(qiáng)度得以增加，但同時(shí)也使得A1合金的導(dǎo)電率和韌性降 低，并使得（例如）在拉絲過(guò)程中容易發(fā)生斷裂。因此Fe的含量設(shè)定為不高于2. 2%。盡 管Fe能夠提高強(qiáng)度而不會(huì)顯著降低導(dǎo)電率，但是添加過(guò)高含量的Fe導(dǎo)致（例如）拉絲的 可操作性降低。Fe的含量更優(yōu)選為大于或等于0. 9%且小于或等于2. 0%。
[0027] 除了 Fe以外，可以含有選自Mg、Si、Cu、Zn、Ni、Mn、Ag、Cr和Zr中的至少一種添加 元素，以提高強(qiáng)度、韌性和耐沖擊性。雖然Mn、Ni、Zr和Cr會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電率的大幅降低，但是 它們?cè)谔岣邚?qiáng)度方面非常有效。Ag和Zn會(huì)使導(dǎo)電率小幅降低，并且在一定程度上有效地提 高強(qiáng)度。Cu可導(dǎo)致導(dǎo)電率小幅降低，并可提高強(qiáng)度。雖然Mg會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電率的大幅降低，但 是Mg在提高強(qiáng)度方面非常有效。特別地，同時(shí)含有Mg和Si能夠進(jìn)一步提高強(qiáng)度。在這些 添加元素中，可以含有單一一種元素或者至少2種元素的組合，并且優(yōu)選的是，總含量為大 于或等于〇. 005質(zhì)量％且小于或等于1. 0質(zhì)量％。優(yōu)選含有大于或等于0. 05%且小于或等 于0. 5%的Mg，總量為大于或等于0. 005%且小于或等于0. 2%的Mn、Ni、Zr、Zn、Cr和Ag， 大于或等于〇. 05%且小于或等于0. 5%的Cu，以及大于或等于0. 05%且小于或等于0. 3% 的Si。更優(yōu)選含有大于或等于0. 05 %且小于或等于0. 4%的Mg (特別是，大于或等于0. 1 % 且小于或等