铝合金线的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2009年6月11日、申请号为200980131397. 5、发明名称为"铝 合金线"的申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及用作电线导体的铝合金线和铝合金绞合线、具有该合金线或合金绞合 线作为导体的包覆电线、包括该包覆电线的束线（wire harness)、制造该合金线的方法、以 及铝合金。本发明特别涉及具有均衡的特性（强度、韧性、导电率）因而适合用作束线中电 线的导体的铝合金线，其中所述束线用于诸如机动车辆之类的运输设备。
【背景技术】
[0003] 传统上，人们已经使用被称作束线的结构体作为运输设备（例如机动车和飞机） 以及工业设备（例如机器人）的布线结构，其中所述束线包括与端子连接的多根电线。传 统上，构成束线中电线导体的材料主要为具有优异导电率的铜或者诸如铜合金之类的铜基 材料。
[0004] 随着最近机动车辆在性能和功能方面的快速增强，以及安装在车辆上的各种电气 设备、控制设备等的增多，用于这些设备的电线也趋向于增加。与此同时，近来人们为了保 护环境，一直期望提高（例如）机动车辆和飞机的燃油经济性。降低重量能够提高燃油经济 性。鉴于此，为了降低电线的重量，人们一直研宄了使用比重约为铜的1/3的铝作为导体。 例如，在一个例子中，使用了纯铝作为1〇_ 2或更粗的电线（例如机动车辆的电池电缆）的 导体。但是，与铜基材料相比，纯铝的强度和抗疲劳性较低，因此，纯铝难以应用于常用的电 线导体，例如导体横截面积为1. 5mm2或更小的导体。与此相反，专利文献1则公开了一种 用作导体的铝合金线，其用于机动车辆的束线中的电线，其中所述铝合金线由强度高于纯 铝的强度的铝合金制成。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利申请公开2005-336549
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的问题
[0009] 然而，常规的铝合金线并不完全具备配置于运输设备（例如，机动车辆）中的束线 所需的特性。
[0010] 电线中的导体需要具有较高的导电率。然而，专利文献1中所公开的铝合金线不 具有足够尚的导电率。
[0011] 此外，具有高强度的铝合金电线（例如，专利文献1中所公开的铝合金电线）的韧 性不足。传统上，人们在研宄用于形成运输设备的束线中的电线导体的铝合金时，主要目的 是提高其强度，而在韧性（如耐冲击性和伸长率）方面的研宄尚不充分。本发明人通过研 宄发现，当将使用了专利文献1中所披露的高强度铝合金电线的束线安装在设备等中时， 导体可能会在导体与端子部之间的边界附近发生断裂。换句话说，传统上人们虽然对电线 自身性能进行了研宄，却没有对在将电线应用于包括端子部的束线中时的性能方面进行研 宄。目前还没有研制出具有安装时所需的足够高的韧性的束线。
[0012] 通常以能够维持所需导电状态的方式来连接端子部。然而却发现了如下现象。在 常规的铝合金线中，连接时应力会松弛（应力随时间而减小），这导致电线与端子部之间的 固定强度下降，并可能会导致端子部从电线上脱落下来。即，对于使用了常规铝合金线的电 线来说，所连接的端子部会松开。因此，需要开发一种在电线与端子部之间具有高的固定强 度的束线。
[0013] 鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供具有高强度、高韧性和高导电率并适合 用于束线中电线导体的铝合金线和铝合金绞合线，并提供适合用于束线的包覆电线。本发 明的另一目的是提供一种包括高强度、高韧性和高导电率的电线的束线。本发明的再一目 的是提供一种制造本发明上述铝合金线的方法。
[0014] 解决问题的手段
[0015] 本发明人在对充分具有束线所需特性（特别是，如耐冲击性以及在电线和端子部 之间的固定强度）、并适于用作电线导体的高导电率铝合金线进行研宄后发现，优选使用一 种在拉丝后经过软化处理（无需在拉丝后立即进行软化处理）的软化材料。该软化处理通 过去除因塑性加工（例如，拉丝）而导致的张力，从而不仅能够提高线的伸长率，而且还能 提高线的导电率。本发明人还发现：通过进行软化处理、并另外将铝合金限定为具有特定的 组成，并且具体将铝合金限定为含有特定量的Fe，从而可获得具有更高的耐冲击性以及更 高的线与端子部之间的固定强度、并具有优异的强度的铝合金线。基于上述发现进行了本 发明。
[0016] 本发明铝合金线的制造方法包括以下步骤：
[0017] 1.通过对熔融铝合金进行铸造来形成铸造材料的步骤，其中所述熔融铝合金含有 大于或等于0. 005质量％且小于或等于2. 2质量％的Fe，并且余量为A1 ;
[0018] 2.通过对所述铸造材料进行轧制来形成轧制材料的步骤；
[0019] 3.通过对所述轧制材料进行拉丝来形成拉丝材料的步骤；以及
[0020] 4.通过对所述拉丝材料进行软化处理来形成软化材料的步骤。
[0021] 本发明的制造方法对拉丝材料进行了软化处理，使得软化处理后的线材的伸长率 不低于10%。将由此得到的铝合金线用作导体。
[0022] 上述制造方法提供了本发明的铝合金线。将本发明的铝合金线用作导体，该铝合 金线包含：大于或等于0. 005质量％且小于或等于2. 2质量％的？6,并且余量为A1和杂质。 该铝合金线（下文称为A1合金线）的导电率不低于58% IACS、并且伸长率不低于10%。
[0023] 由于本发明的A1合金线为经过软化处理的软化材料，因此该A1合金线具有优异 的导电率和韧性，并且与端子部之间具有高的连接强度。此外，由于本发明的A1合金线具 有特定组成，因此其也具有高强度。因此，本发明的铝合金线完全具备束线所需的导电率、 耐冲击性、强度以及与端子部的连接性，因而适合用作束线中电线的导体。下文将对本发 明详细说明。在本文中，元素的含量以质量％表示。
[0024] [铝合金线]
[0025] 〈〈组成〉〉
[0026] 构成本发明铝合金线的本发明铝合金为含有大于或等于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可以使铝合金线具有优异的强度。 尽管提高Fe的含量使得A1合金的强度得以增加，但同时也使得A1合金的导电率和韧性降 低，并使得（例如）在拉丝过程中容易发生断裂。因此Fe的含量设定为不高于2. 2%。尽 管Fe能够提高强度而不会显著降低导电率，但是添加过高含量的Fe导致（例如）拉丝的 可操作性降低。Fe的含量更优选为大于或等于0. 9%且小于或等于2. 0%。
[0027] 除了 Fe以外，可以含有选自Mg、Si、Cu、Zn、Ni、Mn、Ag、Cr和Zr中的至少一种添加 元素，以提高强度、韧性和耐冲击性。虽然Mn、Ni、Zr和Cr会导致导电率的大幅降低，但是 它们在提高强度方面非常有效。Ag和Zn会使导电率小幅降低，并且在一定程度上有效地提 高强度。Cu可导致导电率小幅降低，并可提高强度。虽然Mg会导致导电率的大幅降低，但 是Mg在提高强度方面非常有效。特别地，同时含有Mg和Si能够进一步提高强度。在这些 添加元素中，可以含有单一一种元素或者至少2种元素的组合，并且优选的是，总含量为大 于或等于〇. 005质量％且小于或等于1. 0质量％。优选含有大于或等于0. 05%且小于或等 于0. 5%的Mg，总量为大于或等于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。更优选含有大于或等于0. 05 %且小于或等于0. 4%的Mg (特别是，大于或等于0. 1 % 且小于或等