铝合金线制造技术

本发明专利技术提供了具有优异弯曲特性、强度和导电性的铝合金线(2)、铝合金绞线、包括上述合金线或绞线的被覆电线(10)、包括被覆电线(10)的线束、用于制备上述铝合金线的方法以及用于制备上述被覆电线(10)的方法。所述铝合金线(2)含有0.1质量%-1.5质量%的Mg、0.03质量%-2.0质量%的Si、0.05质量%-0.5质量%的Cu以及包含Al和杂质的剩余部分。所述铝合金线(2)满足0.8≤Mg/Si（质量比）≤3.5的关系，导电率为35%IACS-58%IACS，拉伸强度为150MPa-400MPa，并且伸长率大于或等于2%。所述铝合金线(2)是依次通过铸造、轧制、拉丝和固溶热处理的步骤而制备的。通过采用特定组成并且在拉丝后进行固溶热处理以充分使得添加元素处于固溶状态，可以获得具有优异弯曲特性的铝合金线(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用作电线的导体的铝合金线、铝合金绞线、包括所述合金线或绞线作为导体的被覆电线、包括所述被覆电线的线束、用于制备所述铝合金线的方法和用于制备所述被覆电线的方法。更具体而言，本专利技术涉及具有优异弯曲特性、強度和导电特性的铝合金线。
技术介绍
传统情况下，对于诸如汽车或飞机等运输设备或诸如自动机等エ业设备的布线结构，已经使用其中具有端子的多根电线被捆扎在一起的称作线束的形式。构成这种线束中的电线用导体的材料大多是具有优异导电特性的铜或铜基材料(如铜合金)。 随着汽车的性能和功能近来快速增强，因而各种车载电子器件、控制器件等的数目増加，用于这些器件的电线数目也倾向于増加。同时，近年来，出于环境保护目的，强烈需要减轻重量以增强汽车、飞机等的燃料效率。因而，为了减轻电线的重量，正在对包含铝作为导体的铝电线进行研究，其中铝的比重大致是铜比重的三分之一。然而，纯铝在弯曲特性方面次于铜基材料。例如，当将上述铝电线应用于开启或关闭的部件(如门)时，它在早期阶段就破损，因此，难以应用于这种部件。另ー方面，日本专利特开No. 2004-134212 (PTLl)公开了ー种用于汽车线束的电线，其包括由強度高于纯铝強度的铝合金制成的导体。引文列表专利文献PTLl :日本专利特开 No. 2004-13421
技术实现思路
技术问题然而，上述的常规铝合金电线不一定具有足够的弯曲特性。因而，需要开发弯曲特性进一步提闻的招合金电线。另外，由于电线用导体还期望具有优异的导电特性和強度，因此需要开发除弯曲特性之外，还具有优异导电率和強度的铝合金线。 因此，本专利技术的ー个目的是提供ー种具有优异弯曲特性、強度及导电特性并且适合作为电线用导体的铝合金线，并提供ー种铝合金绞线。本专利技术的另ー个目的是提供ー种具有优异弯曲特性、強度及导电特性并且适合作为线束的被覆电线，并提供一种线束。本专利技术的又ー个目的是提供ー种用于制备上述铝合金线的方法和用于制备上述被覆电线的方法。问题的解决方案本专利技术人发现，可以通过对拉丝后的拉丝材料(代表性的为具有最終线径的拉丝材料)进行固溶热处理(不一定是拉丝后即刻进行)来获得具有优异弯曲特性的铝合金线。特别是，发现通过使用具有特定组成的铝合金可以获得在具有优异弯曲特性的同时，还具有高強度和导电率的铝合金线。具体而言，发现通过进行固溶热处理，铝合金中添加的元素可以充分地溶解于基材铝中，并且可以通过固溶硬化来提高强度，从而提高了弯曲特性。另夕卜，发现通过在上述固溶热处理后进行时效处理，可以通过时效硬化进ー步提高强度，从而进ー步提高弯曲特性。还发现通过将上述添加元素的含量设定于特定范围内，可以减少因所添加元素的溶解导致的导电率降低，从而获得具有高导电率的铝合金线。另外，发现通过将强度限定至一定程度，可以获得具有強度和韧性良好平衡的铝合金线。基于这些发现完成了本专利技术。用于制备本专利技术铝合金线的方法包括以下步骤I.通过对熔融的铝合金进行铸造从而形成鋳造材料的步骤，所述熔融的铝合金含有大于或等于O. I质量％且小于或等于I. 5质量％的Mg、大于或等于O. 03质量％且小于或等于2. O质量％的Si、大于或等于O. 05质量％且小于或等于O. 5质量％的Cu、以及包含Al的剩余部分。 2.通过轧制上述鋳造材料从而形成轧制材料的步骤。3.通过将上述轧制材料拉丝从而形成拉丝材料的步骤。4.通过对上述拉丝材料进行固溶热处理从而形成热处理材料的步骤。经过上文所示的步骤I至4，由本专利技术的制备方法制备出了导电率大于或等于35%IACS且小于58%IACS、拉伸强度大于或等于150MPa且小于或等于400MPa且伸长率大于或等于2%的铝合金线。所获得的铝合金线被用作导体。通过上文描述的制备方法获得了本专利技术的铝合金线。本专利技术的铝合金线被用作导体并且含有大于或等于O. I质量％且小于或等于I. 5质量％的Mg、大于或等于O. 03质量％和小于或等于2. O质量％的Si、大于或等于O. 05质量％且小于或等于O. 5质量％的Cu、以及包含Al和杂质的剩余部分。Mg与Si的质量比Mg/Si满足O. 8彡Mg/Si彡3. 5。这种铝合金线(下文称作“Al合金线”)的导电率大于或等于35%IACS且小于58%IACS，拉伸强度大于或等于150MPa且小于或等于400MPa，并且伸长率大于或等于2%。由于本专利技术的Al合金线是如上所述已经进行了固溶热处理的线材，因此它具有归因于固溶硬化的优异强度和弯曲特性。另外，本专利技术的Al合金线中所添加元素的含量处于特定范围内，因此其还具有优异的导电特性。此外，本专利技术人发现，在将线束连接至器件等时，导体的强度过高可能造成导体在导体与端子部分之间的交界附近处破断。因而，期望的是，构成线束的电线用导体的线材应当不但在強度方面优异，而且在韧性方面也优异。本专利技术的Al合金线如上文所述具有处于特定范围内的強度，从而抑制了因强度增加而导致的韧性降低，并且还具优异的韧性。如上文所述，由于本专利技术的Al合金线在弯曲特性、強度、导电特性和韧性方面优异，因此它充分地具有在线束中所需要的特性，并且可以适合用作线束的电线用导体。特别是，即使在将具有本专利技术Al合金线作为导体的电线布置在进行弯曲操作的部件上时，其也不容易破断。下文将对本专利技术进行详细说明。元素的含量以质量％表示。[Al 合金线]< 组成 >构成本专利技术Al合金线的Al合金为Al-Mg-Si-Cu基合金，其含有O. 1%至I. 5%的Mg (镁)、0· 03%至2. 0%的Si (硅)和O. 05%至O. 5%的Cu (铜)。本专利技术的Al合金线含有大于或等于O. 1%的Mg、大于或等于O. 03%的Si且大于或等于O. 05%的Cu，这些元素在Al中溶解或析出，因而本专利技术的铝合金线显示出优异的弯曲特性和強度。虽然Al合金线的弯曲特性和强度随着Mg、Si和Cu含量的増加而提高，但是导电率和韧性下降，并且在(例如)拉丝时线材易于断裂。因而，将Mg设置成小于或等于I. 5%，将Si设置成小于或等于2. 0%，并且将Cu设置成小于或等于O. 5%。虽然Mg可以大大降低Al合金线的导电率，但它是一种在提高弯曲特性和強度方面高度有效的元素。特别是，在含有Mg的同时以特定的范围含有Si，从而有效地实现了强度的提高，这归功于时效硬化。Cu能够提高弯曲特性和強度，而不会明显降低Al合金线的导电率。更优选的含量为大于或等于O. 2%且小于或等于I. 5%的Mg、大于或等于O. 1%且小于或等于I. 5%的Si以及大于或等于O. 1%且小于或等于O. 5%的Cu。Mg与Si的质量比Mg/Si还满足O. 8 < Mg/Si < 3. 5。如果Mg/Si小于O. 8，则不能充分有效地提高Al合金线的弯曲特性和強度，而如果Mg/Si超过3. 5，则导电率会显著下降。更优选的是，O. 8 ( Mg/Si く 3。此外，上述Al合金可以含有Fe (铁)和Cr (铬)中的至少ー者。尽管Fe能够提高弯曲特性和強度而不显著降低导电率，然而添加过多的Fe会造成加工性(如拉丝时的加工)劣化。因而，Fe含量优选为大于或等于O. 1%且小于或等于I. 0%，并且特别优选为大于或等于O. 2%且小于或等于O.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.30 JP 2009-2513651.ー种用作导体的铝合金线(2)，包含 大于或等于O. I质量％且小于或等于I. 5质量％的Mg、大于或等于O. 03质量％且小于或等于2. O质量％的Si、大于或等于O. 05质量％且小于或等于O. 5质量％的Cu、以及包含Al和杂质的剰余部分，并且 所述Mg与所述Si的质量比Mg/Si满足O. 8彡Mg/Si彡3. 5， 导电率大于或等于35%IACS且小于58%IACS， 拉伸强度大于或等于150MPa且小于或等于400MPa，并且 伸长率大于或等于2%。2.根据权利要求I所述的铝合金线(2)，还包含Fe和Cr中的至少ー种元素，其中 Fe含量大于或等于O. I质量％且小于或等于I. O质量％,并且Cr含量大于或等于O. 01质量％且小于或等于O. 5质量％。3.根据权利要求I所述的铝合金线(2)，还包含Ti和B中的至少ー种元素，其中 Ti的质量比小于或等于500ppm,并且B的质量比小于或等于50ppm。4.根据权利要求I所述的铝合金线(2)，其线直径大于或等于O.Imm且小于或等于丄· 5mm。5.ー种铝合金绞线(20)，其是通过将多根根据权利要求I所述的铝合金线(2)绞合在一起而获得的。6.ー种被覆电线(10)，包括根据权利要求I所述的铝合金线(2)、通过将多根所述铝合金线(2)绞合在一起而获得的铝合金绞线(20)、以及通过将所述铝合金绞线(20)压缩成型而获得的压缩线中的任一者作为导体，并且包括位于所述导体的外周上的绝缘被覆层(3)。7.一种线束(30)，包括根据权利要求6所述的被覆电线(10)和与所述被覆电线(10)的末端部分连接的端子部分(31)。8.ー种用于制备用作导体的铝合金线(2)的方法，包括下述步骤 通过对熔融的铝合金进行铸造从而形成鋳造材料(SlO)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：草刈美里，西川太一郎，中井由弘，高木义幸，大塚保之，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，株式会社自动网络技术研究所，住友电装株式会社，
类型：发明
国别省市：