本發(fā)明涉及一種用于電纜的鋁合金材料。
技術(shù)背景
在選擇電纜導(dǎo)體材料時(shí)，通常會考慮材料的導(dǎo)電性、可成形性和強(qiáng)度。實(shí)際上，電纜導(dǎo)體的彎曲性能也是一個(gè)影響安裝操作和便于電氣連接的一個(gè)重要方面。比如在接線盒，儀表盤等較小的安裝空間進(jìn)行電纜導(dǎo)體的安裝操作時(shí)，由于安裝空間較小，可能需要將電纜導(dǎo)體彎折，以容納所需的全部電纜導(dǎo)體。又比如，在將電纜導(dǎo)體安裝在一些不規(guī)則的空間時(shí)，也需要將電纜導(dǎo)體彎折，以適應(yīng)空間的外形。電纜導(dǎo)體的彎曲性能又進(jìn)一步涉及兩個(gè)方面：柔韌性和回彈性。電纜導(dǎo)體的柔韌性表現(xiàn)在將電纜導(dǎo)體彎曲而不使其折斷的難易程度，即對于柔韌性越高的電纜導(dǎo)體，所需的將其彎曲而不折斷的力就越小。電纜導(dǎo)體的回彈性表現(xiàn)在當(dāng)將其彎曲的力釋放后，彎折部分的電纜導(dǎo)體的復(fù)原程度，即對于回彈性越高的電纜導(dǎo)體，當(dāng)使其彎曲的力釋放后，被彎折的部分復(fù)原回彈的角度越大。在實(shí)際操作中，較為理想的，是以較小的力將電纜導(dǎo)體彎曲后又可以盡可能長久穩(wěn)定地保持該彎曲程度，所以希望電纜導(dǎo)體具有較高柔韌性和較低回彈性。
目前我國使用較多的電纜使用銅作為電纜導(dǎo)體，同時(shí)鋁合金的使用在不斷快速增加。銅導(dǎo)體導(dǎo)電性能好，但價(jià)格較貴。而且銅的密度大，彎曲性能不佳，所以導(dǎo)體不容易連接，無法滿足電氣系統(tǒng)的發(fā)展需要。而使用鋁合金作為電纜導(dǎo)體是考慮到鋁的價(jià)格便宜且彎曲性能好。但是，純鋁作為電纜導(dǎo)體材料強(qiáng)度和導(dǎo)電性都不理想。具有高導(dǎo)電性的鋁通常強(qiáng)度較低且強(qiáng)度易于隨著溫度的升高而下降和發(fā)生蠕變和松弛。純鋁的強(qiáng)度雖然能夠通過冷加工可以有所加強(qiáng)，但冷加工又會導(dǎo)致可成形性的降低，所以在鋁中加入必須其它金屬形成鋁合金以達(dá)到導(dǎo)電性、可成形性和強(qiáng)度的平衡。
因此，在設(shè)計(jì)鋁合金中的各組分的時(shí)候，要綜合考慮成品的所希望達(dá)到的彎曲性能、電氣特性、機(jī)械強(qiáng)度和蠕變松弛的可能性。基于以上考慮，本發(fā)明提供了一種用于電纜的鋁合金材料，通過該鋁合金材料制成的鋁合金導(dǎo)體與具有等效電氣特性的銅導(dǎo)體相比具有較高柔韌性和較低回彈性且更不易蠕變松弛，從而更容易地進(jìn)行端子連接和可靠地安裝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種用于電纜的鋁合金材料，通過該鋁合金材料制成的鋁合金導(dǎo)體與銅導(dǎo)體相比具有較高柔韌性和較低回彈性，以適合在不同場合的安裝與連接需要。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于電纜的鋁合金材料，按重量百分比含量，其包括下列組分：含量為0.3％-1.0％的鐵，含量為0.02％-0.2％的硅，含量為0.1％-1.0％的銅，含量為0.001％-0.2％的硼，鋁及不可避免的雜質(zhì)。
較優(yōu)地，根據(jù)本發(fā)明提供的鋁合金材料，按重量百分比含量，至少滿足以下元素含量范圍中的至少一個(gè)，鐵的含量最多為0.8％，硅的含量最多為0.1％，硼的含量最多為0.04％，銅的含量最多為0.15％-0.3％。
較優(yōu)地，根據(jù)本發(fā)明提供的鋁合金材料，按重量百分比含量，至少滿足以下元素含量范圍中的至少一個(gè)，鐵的含量最多為0.8％，硅的含量最多為0.1％，硼的含量最多為0.04％，銅的含量最多為0.15％-0.3％。
較優(yōu)地，根據(jù)本發(fā)明提供的鋁合金材料，進(jìn)一步包括，按重量百分比含量，含量最多為0.05％的鎂和含量最多為0.05％的鋅中的至少一個(gè)。除去以上所述元素之外的其它元素，其它元素的含量總和最多為0.1％，其它元素中的每種元素的含量最多為0.03％。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種鋁合金材料，，按重量百分比含量，其包括下列組分：含量為0.3％-1.0％的鐵，含量為0.02％-0.2％的硅，含量為0.1％-1.0％的銅，含量為0.001％-0.2％的硼，鋁及不可避免的雜質(zhì)。
該組分的鋁合金導(dǎo)體已經(jīng)滿足了在退火狀態(tài)(O)，硬化狀態(tài)(H14、H19)下，美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)對導(dǎo)體的機(jī)械和電氣特性的要求。本實(shí)施例中的鋁合金導(dǎo)體具有以下性質(zhì)：
實(shí)施例2
較優(yōu)地，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，按重量百分比含量，鐵的含量最多為0.8％。硅的含量最多為0.1％。硼的含量最多為0.04％，銅的含量最多為0.15％-0.3％。
較優(yōu)地，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，按重量百分比含量，鐵的含量最多為0.8％。硅的含量最多為0.1％。硼的含量最多為0.04％，銅的含量最多為0.15％-0.3％。
首先，對于使用具有這樣組分的鋁合金材料制成的鋁合金導(dǎo)體，將其與具有等效電氣特性的銅導(dǎo)體和該鋁合金導(dǎo)體兩者以相同的彎曲半徑彎曲相同角度時(shí)，在任何溫度下，使用上述鋁合金材料制成的鋁合金導(dǎo)體所需的力量都小于彎曲銅導(dǎo)體所需的力量。
其次，將該鋁合金導(dǎo)體和具有等效電氣性能的銅導(dǎo)體以相同的彎曲半徑彎曲相同角度后，該鋁合金導(dǎo)體回彈的角度小于銅導(dǎo)體回彈的角度。
第三，通過試驗(yàn)，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用上述鋁合金材料制成的鋁合金導(dǎo)體的各指標(biāo)的數(shù)據(jù)隨著溫度變化的變化量，明顯小于具有等效電氣特性的銅導(dǎo)體的相應(yīng)變化量。
相關(guān)數(shù)據(jù)請見下表，其中，分別顯示了在21℃、0℃、-16℃時(shí)，將本實(shí)施例中的鋁合金導(dǎo)體和具有等效電氣特性的銅導(dǎo)體，從0°位置彎曲到90°位置，和再從90°位置彎到180°位置的情況下，所需的彎曲力矩、當(dāng)力釋放后的回彈角度、和銅導(dǎo)體與該鋁合金導(dǎo)體相應(yīng)項(xiàng)目的比值。比如，在21℃，將本實(shí)施例中的鋁合金導(dǎo)體從0°位置彎曲到90°位置所需要的力矩是將具有等效電氣特性的銅導(dǎo)體彎曲相同程度所需的力矩的79％。
雖然該表只給出了在3個(gè)溫度下的數(shù)據(jù)。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道，隨著溫度升高，金屬的硬度下降，即滿足以下規(guī)律：溫度越高，彎曲力矩越小，回彈角越小。所以，在任何溫度下，本發(fā)明提供的鋁合金材料制成的鋁合金導(dǎo)體與具有等效電氣特性的銅導(dǎo)體相比，明顯具有更好的彎曲特性。
實(shí)施例3，
較優(yōu)地，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，按重量百分比含量，本發(fā)明所提供的鋁合金材料進(jìn)一步包括：含量最多為0.05％的鎂和含量最多為0.05％的鋅。除此以外，優(yōu)選地還包括含量最多為0.003％的錳，含量最多為0.002％的鉻，含量最多為0.008％的鈦，含量最多為0.03％的鎵，和含量最多為0.004％的釩。含量最多為0.05％的鎂和含量最多為0.05％的鋅中的至少一個(gè)。除去以上所述元素之外的其它元素，其它元素的含量總和最多為0.1％，其它元素中的每種元素的含量最多為0.03％。
這樣，通過對其他元素的進(jìn)一步限定，可以進(jìn)一步提升該鋁合金材料制成的鋁合金導(dǎo)體的彎曲性能，滿足某些較高的要求，比如，在特定的低溫，或?qū)⒒貜椊嵌认拗圃谔囟ǖ男》秶鷥?nèi)。