专利名称：：具有有限的弹簧效应的绞线的制作方法
技术领域：
：本发明涉及包含一根或多根电导线的绞线(strand)、电缆和电缆束(cablingbundle)。
背景技术：
：本发明典型地但并非仅仅应用于用于输送电的电控电缆或电力电缆。这样的电缆常规地由多根铜的电导线(或绞线)组成。所述电线扭绞在一起形成横截面不超过0.5平方毫米(mm2)的扭绞绞线(twistedstrand)，并且所述扭绞绞线被例如通过挤出得到的绝缘护套围绕着。这样的电缆用于工业中的各种领域，例如汽车工业，其中它们被组装成电缆束用于为各件设备供电。因此所述电缆需要在重量方面尽量地轻并且需要是密实的，同时仍保持良好的机械强度。在用硬质铜合金绞线替代退火铜绞线以改善由其制造的扭绞绞线的机械性能的尝试中，已经发现在扭绞期间难以处理所述铜合金绞线，因为所述电导线呈现出"弹簧"效应(springeffect)。
发明内容本发明的目的在于通过提出包含一根或多根电导线(A)的横截面不超过0.35mm2的绞线来减少现有技术的缺陷，所述绞线的特征在于各根电导线由铜锡合金组成，所述铜锡合金包含.不低于百万分之1500(1500ppm)(0.15重量％)且不超过2500卯m(0.25重量％)的锡含量；不超过400ppm(0.04重量％)的氧含量；不超过lOOppm(O.01重量％)的不可避免的杂质含量；禾口所述合金的余量的铜；在所述绞线的制造期间不对所述电导线进行热处理。本发明还提供包含一根或多根电导线(B)的横截面不超过0.35mm2的绞线，所述绞线的特征在于各个电导线由铜锡合金组成，所述铜锡合金包含不低于700ppm(0.07重量％)且不超过1200卯m(0.12重量％)的锡含量；不超过50ppm(0.005重量％)、并优选不超过5ppm(0.0005重量％)的氧含量；不超过lOO卯m(O.01重量％)的不可避免的杂质含量；禾口*所述合金的余量的铜；在所述绞线的制造期间不对所述电导线进行热处理。用来制造用于电导线B的合金的铜通常称为CuOF，CuOF是"不含氧"的铜的简称。已经发现，本发明的两种类型的电导线A和B在保证令人满意的机械性能的同时呈现出明显有限的弹簧效应，并且因此由其制造的所得扭绞绞线也在保证令人满意的机械性能的同时呈现出明显有限的弹簧效应。当电导线A的锡含量大于2500卯m(0.25重量％)或者电导线B的锡含量大于1200卯m(0.12重量％)时，所述电导线的弹簧效应变大并且非常难以操纵(manipulate)且操纵起来非常棘手。当电导线A的锡含量低于1500卯m(0.15重量％)或者电导线B的锡含量低于700ppm(0.07重量X)时，机械性能例如牵引强度显著减小，并且因此该电导线的断裂倾向大得多。另外，本发明的电导线A或B有利地呈现出改善的180°挠曲性能，由此限制了在包括操纵、组装、运输、安装或使用在内的操作期间任何的导线断裂危险，并且因此由其得到的各扭绞绞线也有利地呈现出改善的180°挠曲性能，由此限制了在包括操纵、组装、运输、安装或使用在内的操作期间任何的导线断裂危险。最后，本发明的电导线A或B在环境温度下呈现出非常好的导电性(国际退火铜标准(IACS))，其电导率可为约90^，并且因此由它们得到的各扭绞绞线在环境温度下呈现出非常好的导电性(国际退火铜标准(IACS))，其电导率可为约90X。本说明书中的縮写ppm是指按重量计的"百万分率"。换句话说，元素z的以ppm表示的量x(或含量x)是相对于合金的总重量来表示的。术语"不可避免的杂质"是指在合金的制造期间包含在合金中的除了铜、锡和氧之外的所有金属和非金属元素。作为实例，这些杂质可由如下元素组成Ag、As、Bi、Fe、Pb、S、Sb、Se、Te、Cd、Cr、Mn、P、Ni、Co、S、Fe禾口/或Zn。术语"在绞线的制造期间的热处理"是指可获得电导线的退火状态的任何常规热处理。这种处理应该区别于特别是与在制造绞线后使用绞线时的热老化相关的结构性变化。通常，退火热处理导致构成电导线的合金的微结构发生重排，特别是其导致构成合金的铜的晶粒在退火后具有增加的尺寸。在这样的情况下，绞线制造期间的热处理不可避免地导致构成电导线的合金的机械强度降低。当所述绞线包括多根电导线时，这些电导线扭绞在一起。当所述绞线包括一根电导线时，所述一根电导线不扭绞。构成所述绞线的电导线的直径优选为0.10毫米(mm)0.67mm。在优选的实施方式中，本发明的绞线有利地不被径向压縮(circularlycompressed)。在本发明的合金中，不论是在电导线A还是电导线B的情况下，不可避免的杂质的含量或者不可避免的杂质的总量都可不超过65ppm。在使用电导线A的实施方式中，锡含量可严格地大于1500卯m(0.15重量％)，并优选为至少1700卯m(0.17重量％)。锡含量还可不大于2200卯m(0.22重量％)。氧含量可不超过300ppm(0.03重量％)。优选地，氧含量为至少100卯m，且更优选为至少150卯m(0.015重量％)。在使用电导线B的实施方式中，锡含量可不超过lOOO卯m(O.1重量％)。优选地，锡含量为至少800ppm(0.08重量％)。在特别优选的实施方式中，将各根电导线镀锡，即在其表面上覆盖薄的金属锡层。镀锡特别起到改善电导线的可焊性的作用。本发明还提供这样的电缆，其包括在其纵向方向上延伸的具有一根或多根电导线A或B的绞线，绝缘护套沿着所述电缆方向围绕着所述绞线。本发明还提供包括多根如上所述的电缆的电缆束。本发明的其它特征和优势通过以下参考唯一附图的实施例显示出来，所述实施例和附图以非限制性说明的方式给出。图1显示在电导线形式和包括七根电导线的绞线形式中，牵引断裂强度(标绘为兆帕斯卡(MPa))随Cu/Sn和CuOF/Sn合金各自中的锡浓度(重量％)的变化而变化的曲线。实施例制造电导线A和B的方法本发明的电导线常规地通过如下方法制造铸造(cast)铜和锡，随后在同一生产线上对该铸件进行轧制(roll)。与电导线A的制造不同，制造电导线B的铸造步骤在真空中进行。通过冷拉操作对所得铜/锡合金样条进行拉丝，该冷拉操作通过使金属样条接连通过直径越来越小的各模口(die)而起到将该金属样条转变成电导线的作用。由于通过轧制所产生的样条的直径大，特别是为约6mmlOmm，因此截面的减小通常发生在两次连续的拉丝操作中。第一拉丝机器使得电导线的直径能够减小至2.5mm1.6mm的值。第二拉丝机器使得电导线能够减小至其最终直径，即为0.10mm0.67mm。在传到所述第二机器之前，可对所述电导线进行镀锡，即通过电镀在所述电导线的表面上沉积薄的锡层。在拉丝结束时，不进行退火操作，因而所得到的合金保持为加工硬化(work-hardened)状态。在拉丝步骤之后，将所得电导线扭绞在一起以得到扭绞绞线。在额外的步骤中，可用电绝缘聚合物层型的绝缘护套围绕所述绞线。所得合金具体描述于下表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>所述铜/锡合金(Cu/Sn或CuOF/Sn)中金属元素的含量是使用由供应商ARL以标号ThermoOptec3460出售的摄谱仪(spectrograph)常规地测定的。所述合金中的氧含量是借助于由供应商LECO以标号R0116出售的氧分析仪常规地测定的。柔韧件试验这是评价导线的机械记忆性即其刚度的试验。操作方式在于开始时将包括七根电导线的扭绞绞线拉伸为0.202mm的单位直径，然后进行如下步骤*在具有20mm直径的心轴上且在约400克(g)的轴向应力(重量)下制造弹簧使得该弹簧的圈与该心轴接触；通过消除轴向应力使所述弹簧松弛；纵向切割所述弹簧；禾口对于切割的圈，测量圈的松弛直径(relaxeddiameter)和位移(offset)，单位为毫米。该试验的结果在下表2和3中给出。在表2和3中，松弛度以百分比(％)表示，并通过下式限定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>巻绕直径其中巻绕直径为所述心轴的直径，即20mm。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2和3的结果清楚地显示，由本发明的电导线(Cu/Sn合金Al或CuOF/Sn合金Bl)组成的绞线呈现出比由现有技术的导线(Cu/Sn合金A2或Cu0F/Sn合金B2)制得的绞线小得多的松弛度和位移。因此，本发明的绞线的弹簧效应明显比现有技术的绞线的弹簧效应小得多。180°挠曲性能这是折叠半径基本上等于零的重复折叠的快速试验。挠曲在于将电导线折叠180°，然后使其恢复至其初始位置。该试验适用于直径为约0.15mm约0.51mm的各种电导线。对于本试验，使用直径为0.202mm的拉制电导线。为了这个目的，将电导线的一部分的第一端栓在具有两个平行纵向面和两个纵向边缘的刚性棒上。将该棒固定到用于使该棒围绕其纵轴旋转的把手上。将所述部分的第二端栓在85g的轴向负荷(重物)上，从而使所述电导线在试验期间始终能够与所述棒保持接触。180°挠曲试验的操作方案在于将所述把手旋转180。，从而使所述电导线缠绕在所述棒上，同时与两个主面保持接触，并且还与所述棒的纵向边缘之一保持接触。停止所述棒可借助于悬挂在所述电导线的第二端的重物使得所述电导线折叠180。。此后，将以那种方式折叠的电导线展开。对经折曲的电导线的相同部分重复该方案直至所述电导线断裂。试验结果总结在下表4禾P5中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>对于本发明的12根(12次试验)电导线(Cu/Sn合金Al和CuOF/Sn合金Bl)所获得的平均值大于对于12根现有技术电导线(Cu/Sn合金A2和CuOF/Sn合金B2)所获得的平均值。因此，本发明的电导线和由其制得的绞线在承受在对它们进行操纵、处理、运输、安装或使用时电导线所遭受的机械应力方面表现得好得多。牵引强度试验图1显示了如下电导线和绞线的断裂强度(MPa)或机械性能随着锡含量(重量％)的变化具有0.202mm的直径且由具有合金A1的氧和杂质含量的Cu/Sn合金组成的电导线(标记为"单根电导线Cu+Sn"的曲线)和包括七根这样的电导线的集合的绞线(标记为"绞线Cu+Sn"的曲线)，以及*具有0.202mm的直径且由具有合金B1的氧和杂质含量的CuOF/Sn合金组成的电导线(标记为"单根电导线CuOF+Sn"的曲线)和包括七根这样的电导线的集合的绞线(标记为"绞线CuOF+Sn"的曲线)。对于涉及电导线的曲线和涉及绞线的曲线均可以看出，当Cu/Sn合金的锡含量小于O.15重量％时，机械强度从0.15重量％(1500卯m)的锡含量开始显著下降；当CuOF/Sn合金的锡含量小于0.07重量％时，机械强度从0.07重量％0.08重量％(700ppm800卯m)的锡含量开始显著下降。权利要求包含一根或多根电导线(A)的横截面不超过0.35mm2的绞线，所述绞线的特征在于各根电导线由铜锡合金组成，所述铜锡合金包含·不低于1500ppm且不超过2500ppm的锡含量；·不超过400ppm的氧含量；·不超过100ppm的不可避免的杂质含量；和·所述合金的余量的铜；在所述绞线的制造期间不对所述电导线进行热处理。2.权利要求1的绞线，特征在于所述锡含量严格地大于1500ppm。3.权利要求1或2的绞线，特征在于所述锡含量不低于1700ppm。4.前述权利要求中任一项的绞线，特征在于所述锡含量不超过2200ppm。5.包含一根或多根电导线(B)的横截面不超过0.35mm2的绞线，所述绞线的特征在于各根电导线由铜锡合金组成，所述铜锡合金包含不低于700ppm且不超过1200卯m的锡含量；不超过50ppm并优选不超过5ppm的氧含量；不超过100卯m的不可避免的杂质含量；禾口所述合金的余量的铜；在所述绞线的制造期间不对所述电导线进行热处理。6.前述权利要求中任一项的绞线，特征在于所述绞线不被径向压縮。7.电缆，其包括在其纵向方向上延伸的如权利要求16所述的绞线，绝缘护套沿着所述电缆围绕着所述绞线。8.电缆束，其包括多根权利要求7的电缆。全文摘要本发明涉及包含一根或多根电导线(A)的横截面不超过0.35mm2的绞线，所述绞线的特征在于各根电导线由铜锡合金组成，所述铜锡合金包含不低于1500ppm且不超过2500ppm的锡含量；不超过400ppm的氧含量；不超过100ppm的不可避免的杂质含量；和所述合金的余量的铜；在所述绞线的制造期间不对所述电导线进行热处理。文档编号H01B5/08GK101728006SQ20091020519公开日2010年6月9日申请日期2009年10月16日优先权日2008年10月16日发明者伊米利恩·科莫雷特,弗朗西斯·德布拉蒂斯,斯蒂法尼·莫里斯申请人:尼克桑斯公司