鋁合金線、電線、電纜和線束的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁合金線、分別用該鋁合金線作為導(dǎo)體的電線和電纜、以及線束。
【背景技術(shù)】
[0002] 關(guān)于用作導(dǎo)體的鋁合金線，專利文獻(xiàn)1公開了一種鋁合金線，該鋁合金線的組成 包括0.2%以上至1.0%以下的Mg、0. 1 %以上至1.0%以下的Si和0. 1 %以上至0.5%以 下的Cu，并且包括A1和其余的雜質(zhì)，其中Mg/Si的質(zhì)量比滿足下式：0. 8<Mg/Si< 2. 7。
[0003] 當(dāng)通過"鑄造（連續(xù)鑄造或方坯鑄造）、輥軋、熔體處理、時效處理、拉絲以及最終 的熱處理"的過程生產(chǎn)此合金線時，能夠?qū)⒑辖鹁€生產(chǎn)為具有120至200MPa的拉伸強(qiáng)度、 10%以上的伸長率、58%IACS以上的電導(dǎo)率以及0.2至1.5mm的直徑的鋁合金線。
[0004] 在這樣的技術(shù)中，由于最近的車輛應(yīng)當(dāng)輕量化的需求，對制造直徑更小的鋁電線 的要求已經(jīng)加強(qiáng)了。用于車輛的鋁電線的標(biāo)準(zhǔn)是JASOD603。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，最小電線尺寸 是0. 75sq(0. 75mm2的截面積），并且構(gòu)成導(dǎo)體的單線的性能規(guī)定如下：70MPa以上的拉伸強(qiáng) 度、10%以上的伸長率和58%IACS以上的電導(dǎo)率。
[0005] 在參考JASOD611中規(guī)定的用于車輛的銅電線的相應(yīng)尺寸的情況下，作為比 上述尺寸〇. 75sq更細(xì)的導(dǎo)體尺寸，預(yù)見了未來的下列規(guī)格：0. 5sq(0. 5mm2的截面積）、 0? 35sq(0? 35mm2的截面積）、0? 22sq(0? 22mm2的截面積）以及 0? 13sq(0? 13mm2的截面積）。
[0006] -般來說，當(dāng)導(dǎo)體的尺寸做得更小時，得到的電線的負(fù)載電阻變得更低。因此，在 供應(yīng)這樣的細(xì)導(dǎo)體時，需要制造強(qiáng)度高的單線。例如，在〇.5sq以下的導(dǎo)體尺寸的情況下， 為了使具有該導(dǎo)體尺寸的電線能夠獲得等同于具有〇. 75sq的導(dǎo)體尺寸的電線的負(fù)載電阻 性能，需要如下：用于電線的單線具有l(wèi)〇〇MPa以上的拉伸強(qiáng)度。另外，在0. 35sq以下的導(dǎo) 體尺寸的情況下，用于電線的單線需要具有150MPa的拉伸強(qiáng)度。這樣的單線不僅需要像這 樣增加強(qiáng)度，而且作為用于車輛的電線的導(dǎo)體，還需要具有適當(dāng)?shù)纳扉L率和電導(dǎo)率。
[0007] 已經(jīng)表明，如專利文獻(xiàn)1中建議的鋁合金線，能夠如上述地生產(chǎn)具有120至200MPa 的拉伸強(qiáng)度、10%以上的伸長率、58%IACS以上的電導(dǎo)率以及0.2至1.5mm的直徑的鋁合 金線。然而，當(dāng)此合金線用作用于比上述尺寸〇.75sq更細(xì)的鋁電線的導(dǎo)體時，有該合金線 的單線強(qiáng)度不足的擔(dān)心。如上文中所描述的，需要滿足所有要求的用于導(dǎo)體的鋁合金線，該 金屬線應(yīng)該具有高強(qiáng)度、足夠的伸長率和足夠的電導(dǎo)率。
[0008]引用列表[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn) 1:JP4646998B2
[0011] 發(fā)明概述
[0012] 本發(fā)明待解決的問題
[0013] 本發(fā)明的一個目標(biāo)是克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，也就是提供一種用于車輛的導(dǎo) 體的鋁合金線，其作為具有小于〇. 75sq的導(dǎo)體截面面積的鋁電線，能夠滿足足夠的強(qiáng)度、 足夠的伸長率和足夠的電導(dǎo)率的所有要求。
[0014] 解決問題的手段
[0015] 當(dāng)問題已經(jīng)解決時，發(fā)明人已經(jīng)遇到了下面的技術(shù)困難。
[0016] 當(dāng)向其中由強(qiáng)變形導(dǎo)致保留高加工應(yīng)變的鋁合金材料的微觀結(jié)構(gòu)施加時效處理 時，粗糙的Mg2Si穩(wěn)定相容易在微觀結(jié)構(gòu)中的錯位線或晶粒邊界上沉淀析出。所以預(yù)測，隨 著應(yīng)變量的增加，鋁合金的時效淬透性（基于時效處理的強(qiáng)度增加量）降低，并且延展性也 降低。
[0017] 為了避免這些問題，發(fā)明人認(rèn)為適合進(jìn)行T6處理步驟（根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)的熱處理步 驟，其中對在最終線徑狀態(tài)的合金線工件進(jìn)行溶體處理，從而去除其中的加工應(yīng)變，并且隨 后對合金線工件進(jìn)行時效處理）。然而，發(fā)明人研宄發(fā)現(xiàn)，此T6處理步驟使所得晶粒相對于 通過溶體處理的線徑極其粗糙（例如，100um的晶粒尺寸相對于320ym的線徑），以至于 原始材料變成具有高強(qiáng)度但是脆的材料。
[0018] 因此，發(fā)明人進(jìn)行了多種研宄，關(guān)于加入鋁合金基體的鎂和硅的量的比例、時效處 理的條件、時效處理時的加工應(yīng)變以及其他用于即使在合金的線工件中保留加工應(yīng)變的狀 態(tài)下對合金的線工件進(jìn)行時效處理時，也在合金的晶粒中形成盡可能細(xì)小的析出物。從而， 本發(fā)明得以實(shí)現(xiàn)。
[0019] 因此，為了解決問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的鋁合金線包括：(A)鎂； 硅；和作為余量的鋁以及不可避免的雜質(zhì)，以原子百分率（at% )計(jì)的所述線中的鎂含量 (M)和以原子百分率（at% )計(jì)的硅含量⑶滿足以下表達(dá)式⑴和（2)，⑶所述線的橫 截面的金屬微觀結(jié)構(gòu)具有3ym以上至20ym以下的平均晶粒尺寸，（C)所述橫截面中所述 金屬微觀結(jié)構(gòu)的析出物尺寸為lOOnm以下，并且（D)所述橫截面中所述析出物的數(shù)量密度 為每平方微米一個以上。
[0020] [數(shù)學(xué)公式1]
[0021] 0. 2 ^ 1. 19......(1)，以及
[0022] -0? 81M+1. 44 彡S彡-1. 54M+2. 31......(2)
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的第一個優(yōu)選的方面，本發(fā)明的鋁合金線可以是根據(jù)本發(fā)明的一個方 面的鋁合金線，通過以下獲得：對原材料進(jìn)行溶體處理，對處理過的材料進(jìn)行拉絲至99% 以上的截面積減小直到該材料具有最終線徑，并且隨后對所得線進(jìn)行溫度為200°C以上至 250°C以下、期間為0. 5小時以上至1小時以下的時效處理。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選的方面，本發(fā)明的鋁合金線可以是根據(jù)本發(fā)明的一個方 面或者第一個優(yōu)選的方面的鋁合金線，具有150MPa以上的拉伸強(qiáng)度、10%以上的拉伸伸長 率和50%IACS以上的電導(dǎo)率。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的第三個優(yōu)選的方面，本發(fā)明的電線包括作為導(dǎo)體的根據(jù)本發(fā)明的一 個方面至第二個優(yōu)選的方面的任意一個的鋁合金線。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的第四個優(yōu)選的方面，本發(fā)明的電纜包括作為導(dǎo)體的根據(jù)本發(fā)明的一 個方面至第二個優(yōu)選的方面的任意一個的鋁合金線。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的第五個優(yōu)選的方面，用于車輛的本發(fā)明的線束包括根據(jù)本發(fā)明的第 三個優(yōu)選的方面的電線。
[0028]本發(fā)明的有利效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的鋁合金線，有可能在合金線用作用于車輛的電線的鋁導(dǎo)體時，合金 線能夠以具有小于〇. 75sq的導(dǎo)體截面積的鋁電線實(shí)現(xiàn)滿足足夠的強(qiáng)度、足夠的伸長率和 足夠的電導(dǎo)率的所有要求的電線。
【附圖說明】
[0030] 圖1是示出表達(dá)式⑴和⑵所表示的各個范圍的圖。
[0031] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的電線（包覆電線）的模型的截面圖。
[0032] 圖3示出本發(fā)明的操作實(shí)例。
[0033] 參考標(biāo)記列表
[0034] 1 :芯線
[0035] 2 :包覆層
【具體實(shí)施方式】
[0036] 在本發(fā)明的鋁合金線中，其組分需要包括鎂、硅和作為余量的鋁以及不可避免的 雜質(zhì)，以原子百分率（at% )計(jì)的鎂含量（M)和以原子百分率（at% )計(jì)的硅含量⑶滿足 以下表達(dá)式（1)和（2)。在圖1中，其縱軸代表以原子百分率（at% )計(jì)的鎂含量（M)，并且 其橫軸代表以原子百分率（at%)計(jì)的硅含量（S)。在這種情況下，畫陰影線的三角形代表 的范圍（該范圍包括此范圍和外部之間的邊界）是其中滿足表達(dá)式（1)和（2)的范圍。
[0037][數(shù)學(xué)公式2]
[0038]0? 2彡M彡1. 19......(1)，以及
[0039] -0? 81M+1. 44 彡S彡-1. 54M+2. 31......(2)
[0040] 如果鎂的比例太小，則合金的強(qiáng)度小于150MPa。如果其比例太大，則合金的伸長率 小于10%。
[0041] 如果硅的比例相對于鎂的比例太小，則強(qiáng)度小于150MPa。如果硅的比例相對于鎂 的比例太大，則伸長率小于10%。
[0042] 本發(fā)明的鋁合金線的組成成分除鎂和硅外為鋁。然而，鋁合金線可以包括不可避 免的雜質(zhì)。不可避免的雜質(zhì)的實(shí)例包括鋅（Zn)、鎳（Ni)、錳（Mn)、銣（Rb)、鉻（Cr)、鈦（Ti)、 錫（Sn)、釩（V)、鎵（Ga)、硼（B)和鈉（Na)。為了不損害本發(fā)明的有益效果，這些雜質(zhì)的比 例優(yōu)選為0.07質(zhì)量％以下。
[0043] 本發(fā)明的鋁合金線的橫截面的金屬微觀結(jié)構(gòu)需要具有3ym以上至20ym以下的 平均晶粒尺寸。
[0044] 如果金屬微觀結(jié)構(gòu)的金屬晶粒尺寸太小，伸長率小于10%。此外，即使當(dāng)平均晶粒 尺寸相對于合金線的單線的尺寸太大時，伸長率小于10%。
[0045] 本發(fā)明的鋁合金線的橫截面的金屬微觀結(jié)構(gòu)包括析出物并且其析出物尺寸為 10