專利名稱：輸電體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配線或蓄電池電纜等輸電體及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，對于配線或蓄電池電纜等輸電體，為了導(dǎo)電線的輕量化和成本降低，提出了使用Al合金導(dǎo)電線代替軟銅線。作為這樣的Al合金導(dǎo)電線，提出了將Fe、Mg及Si以規(guī)定的配合量進行配合且余量為Al和不可避免的雜質(zhì)的鋁合金股線(參照專利文獻1、2)，或?qū)e、Si和Mn以規(guī)定的配合量進行配合且余量為Al和不可避免的雜質(zhì)的鋁合金股線(參照專利文獻3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I:日本特開2006-19163號公報專利文獻2:日本特開2006-19164號公報專利文獻3:日本特開2006-19165號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述專利文獻f 3中記載的Al合金股線難以在具有高導(dǎo)電性的同時兼具拉伸強度和伸長率。另外，使用Al合金制造導(dǎo)電線吋，Al合金通常在熔化后被鋳造，作為連續(xù)的鑄棒被拉出。但是，此時，有時鑄棒產(chǎn)生裂紋。因此，該鑄棒在被傳送到壓延裝置用于之后的熱壓延加工時，裂紋進ー步擴大，有時斷線?；蛘?，即使鑄棒不產(chǎn)生裂紋，也存在將鑄棒進行壓延加工而制作線材后，將該線材進行拉絲加工吋，線材產(chǎn)生裂紋或斷線的情況。或者即使在制造過程中鑄棒、線材不產(chǎn)生裂紋、斷線，也存在使用輸電體期間，Al合金導(dǎo)電線產(chǎn)生裂紋、斷線的情況。其結(jié)果是，有時輸電體產(chǎn)生導(dǎo)通不良。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種輸電體，其能夠在具有高導(dǎo)電性的同時兼具拉伸強度和伸長率、且能夠充分防止由裂紋產(chǎn)生所致的導(dǎo)通不良。為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種輸電體，其具備含有Al合金的Al合金導(dǎo)電線，所述Al合金含有I. 2 2. 2質(zhì)量%的Fe,O. 15 O. 4質(zhì)量%的Si,O. 06 O. 2質(zhì)量%的Cu，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Ti/Fe以質(zhì)量比計為O. 00045、. 00750。根據(jù)該輸電體，能夠在具有高導(dǎo)電性的同時兼具拉伸強度和伸長率，且能夠充分防止由裂紋產(chǎn)生所致的導(dǎo)通不良。上述Al合金中，Ti/Fe以質(zhì)量比計優(yōu)選為O. 00045 O. 00300,更優(yōu)選為O.00045 O. 00190。進而，本發(fā)明提供一種輸電體的制造方法，其包含形成Al合金導(dǎo)電線的導(dǎo)電線形成エ序，所述導(dǎo)電線形成エ序是經(jīng)過如下エ序形成所述Al合金導(dǎo)電線的エ序鑄棒制作エ序，將Al合金熔化、鋳造，制作鑄棒；線材制作エ序，將所述鑄棒進行熱加工，制作線材；拉絲加工エ序，將所述線材進行拉絲加工，得到拉絲體。所述鑄棒制作エ序中，作為所述Al合金，使用如下Al合金含有I. 2 2. 2質(zhì)量%的Fe,O. 15 O. 4質(zhì)量%的Si,O. 06 O. 2質(zhì)量%的Cu，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Ti/Fe以質(zhì)量比計為O. 00045、. 00750。根據(jù)該輸電體的制造方法，能夠制造出以下輸電體，其具有高導(dǎo)電性并且能夠兼具拉伸強度和伸長率、且能夠充分防止由裂紋產(chǎn)生所致的導(dǎo)通不良。上述Al合金導(dǎo)電線的制造方法中，優(yōu)選所述導(dǎo)電線形成エ序在所述拉絲加工エ序之后，進ー步包含調(diào)質(zhì)處理工序，所述調(diào)質(zhì)處理工序?qū)λ隼z體進行以下(a) Cd)中的任ー種調(diào)質(zhì)處理(a)固溶處理后進行冷加工、進而實施人工時效硬化處理的調(diào)質(zhì)處理，(b)固溶處理后不進行冷加工地實施人工時效硬化處理的調(diào)質(zhì)處理，(C)高溫加工后冷卻，進行冷加工，進而實施人工時效硬化處理的調(diào)質(zhì)處理，(d)高溫加工后冷卻，不進行冷加工地實施人工時效硬化處理的調(diào)質(zhì)處理。 此時，能夠提高拉伸強度和伸長率，進ー步提高導(dǎo)電率。上述調(diào)質(zhì)處理工序中，所述人工時效硬化處理優(yōu)選在20(T400°C下進行。此時，與以低于200°C的溫度進行人工時效硬化處理的情況相比，能夠使添加元素充分析出，還能夠進ー步提高伸長率。另外，與以高于400°C的溫度進行人工時效硬化處理的情況相比，能夠更充分地抑制粗大粒子的析出，還能夠充分抑制拉伸強度的降低。應(yīng)予說明，本發(fā)明中，輸電體是指傳輸電カ的物品。因此，在輸電體中還包括裸態(tài)的Al合金導(dǎo)電線、將多根Al合金導(dǎo)電線絞合而成的絞線導(dǎo)體、將Al合金導(dǎo)電線用絕緣被覆層被覆而成的被覆電線、將I根以上的被覆電線用保護層被覆而成的電纜、將多根被覆電線或電纜捆扎而構(gòu)成的配線。根據(jù)本發(fā)明，提供一種輸電體及其制造方法，該輸電體能夠在具有高導(dǎo)電性的同時兼具拉伸強度和伸長率、且能夠充分防止由裂紋產(chǎn)生所致的導(dǎo)通不良。


圖I是表不根據(jù)本發(fā)明輸電體的一個實施方式的截面圖。圖2是示意性地表示制造圖I的Al合金導(dǎo)電線的裝置的一個例子的圖。
具體實施例方式以下，參照圖I對根據(jù)本發(fā)明的輸電體的實施方式進行說明。圖I是表示本發(fā)明輸電體的一個實施方式的截面圖。如圖I所示，輸電體10具備絞線導(dǎo)體I和絕緣被覆層2。即輸電體10由被覆電線3構(gòu)成。絞線導(dǎo)體I通過絞合多根Al合金導(dǎo)電線4而形成。(Al合金導(dǎo)電線)Al合金導(dǎo)電線4含有Al合金。Al合金含有I. 2 2. 2質(zhì)量％的Fe (鐵)、0. 15^0. 4質(zhì)量％的Si (硅)、0. 06、. 2質(zhì)量％的Cu (銅)，余量由Al (鋁)和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Ti/Fe以質(zhì)量比計為O. 00045^0. 00750。在此，F(xiàn)e、Si、Cu的含有率以Al合金的重量為基準(zhǔn)(100
質(zhì)量％)。Al合金含有I. 2^2. 2質(zhì)量％的Fe。如果Fe的含量少于I. 2質(zhì)量％，則伸長率降 低，無法兼具拉伸強度和伸長率。另ー方面，如果Fe的含量多于2.2質(zhì)量％，則導(dǎo)電率降低。
Al合金含有O. 15^0. 4質(zhì)量％的Si。如果Si的含量少于O. 15質(zhì)量％，則拉伸強度降低，無法兼具拉伸強度和伸長率。另ー方面，如果Si的含量多于0.4質(zhì)量％，則得不到高導(dǎo)電性。另外，由于伸長率降低，所以也無法兼具拉伸強度和伸長率。Al合金含有O. 06、. 2質(zhì)量％的Cu。如果Cu的含量少于O. 06質(zhì)量％，則由于拉伸強度降低，所以無法兼具拉伸強度和伸長率。另ー方面，如果Cu的含量多于O. 2質(zhì)量％，則得不到高導(dǎo)電性。另外，由于伸長率降低，所以無法兼具拉伸強度和伸長率。進而，Al合金中，Ti/Fe以質(zhì)量比計為O. 00045 O. 00750。如果Ti/Fe小于O. 00045，則在通過鑄造制作鑄棒時，鑄棒產(chǎn)生裂紋、且對將鑄棒熱加工而成的線材進行拉 絲加工時，產(chǎn)生裂紋?；蛘?，在輸電體10的使用中，Al合金導(dǎo)電線4產(chǎn)生裂紋、斷線，導(dǎo)致輸電體10導(dǎo)通不良。另外，如果Ti/Fe大于O. 00750，則在Fe的含有率少時，Al合金導(dǎo)電線4無法兼具拉伸強度和伸長率。此外，如果Ti的含有率多，則Al合金導(dǎo)電線4的導(dǎo)電率變低。而且，余量含有Al和不可避免的雜質(zhì)。為了使Al合金導(dǎo)電線4的導(dǎo)電性良好，優(yōu)選Al具有高純度。具體而言，優(yōu)選Al的純度為99. 95%以上。由于不可避免的雜質(zhì)成為使導(dǎo)電性降低的原因，所以優(yōu)選其含量盡量少。Al合金中，Ti/Fe以質(zhì)量比計優(yōu)選為O. 00045 O. 00600，更優(yōu)選為O. 00045 O. 00500，進ー步優(yōu)選為 O. 00045 O. 00300，最優(yōu)選為 O. 00045 O. 00190。此時，與Ti/Fe偏離O. 00045、. 00600的范圍的情況相比，能夠使拉伸強度更加提高。(絕緣被覆層)絕緣被覆層2由絕緣材料構(gòu)成。作為絕緣材料，通常使用合成樹脂等。接著，對輸電體10的制造方法進行說明。[導(dǎo)電線形成エ序]首先，形成Al合金導(dǎo)電線4。以下，參照圖2對Al合金導(dǎo)電線4的制造方法進行說明。圖2是示意性地表示制造圖I的Al合金導(dǎo)電線的裝置的一例的圖。(鑄棒制作エ序)首先,如圖2所示,將具有上述范圍的含量的Fe、Si、Cu、Ti以及Al進行熔化,用連續(xù)鑄造機11進行鑄造，制作鑄棒12。(線材制作エ序)然后，將鑄棒12進行熱壓延而制作線材13。通常熱壓延機14與連續(xù)鑄造機11串聯(lián)連接。該線材13的線徑?jīng)]有特別限定，例如可以為9. (TlO. Omm左右。(拉絲加工エ序)接著，將線材13用拉絲加工機15進行冷拉絲加工，拉絲至線徑成為例如5. (Γ6. Omm左右，得到拉絲體16。(調(diào)質(zhì)處理工序)接著，將拉絲體16用固溶處理裝置17進行固溶處理。該固溶處理是為了使添加元素均質(zhì)地固溶而進行的。固溶處理優(yōu)選在50(T580°C下進行。如果在該溫度范圍中進行固溶處理，則與以低于500°C的溫度進行固溶處理的情況相比，添加元素得到更充分的均質(zhì)化。另外，與以高于580°C的溫度進行固溶處理的情況相比，拉絲體16的部分熔化得到充分抑制。應(yīng)予說明，優(yōu)選的處理時間根據(jù)固溶處理溫度不同而異。固溶處理在550°C下進行時，處理時間優(yōu)選為2. 5小時 3. 5小時，更優(yōu)選為3小吋。該固溶處理之后，可以利用水冷等冷卻拉絲體16，但也可以不冷卻。接著，進ー步對拉絲體16用拉絲加工機18進行冷拉絲加工，制作所希望的線徑的Al合金股線19。Al合金股線19的線徑小于拉絲體16的線徑即可，通常為O. 3^0. 4_左右。然后，對Al合金股線19用時效硬化處理裝置20進行人工時效硬化處理。人工時效硬化處理是使過剩地固溶的添加元素微細地析出的處理。該人工時效硬化處理優(yōu)選在200^400 V下進行，更優(yōu)選在20(Γ300 V下進行。此時，與以低于200°C的溫度進行人工時效硬化處理的情況相比，能夠使添加元素充分地析出，還能夠進ー步提高伸長率。另外，與以高于400°C的溫度進行人工時效硬化處理的情況相比，粗大粒子的析出得到更充分的抑制，還能夠充分地抑制拉伸強度的降低。優(yōu)選的人工時效硬化處理時間根據(jù)處理溫度、組成等不同而異。例如處理溫度越高，則一般而言人工時效硬化處理時間越短，而處理溫度越低，則人工時效硬化處理時間越長。通常，處理時間是10分鐘飛小時左右即可。例如，處理時間在處理溫度是200°C時為3小時，在處理溫度是250°C時為O. 5小時，在處理溫度是300°C時為O. 17小時。這樣得到Al合金導(dǎo)電線4。然后，準(zhǔn)備多根該Al合金導(dǎo)電線4，絞合這些Al合金導(dǎo)電線4而得到絞線導(dǎo)體I。[絕緣被覆層形成エ序]接著，用絕緣被覆層2被覆絞線導(dǎo)體I。為了用絕緣被覆層2被覆絞線導(dǎo)體1，將Al合金導(dǎo)電線4導(dǎo)入到擠出機的十字頭部等，用從該擠出機擠出加工成管狀的合成樹脂被覆即可。如上所述，得到由被覆電線3構(gòu)成的輸電體10。本發(fā)明不限于上述實施方式。例如，上述實施方式中，輸電體10具備絞合多根Al合金導(dǎo)電線4而成的絞線導(dǎo)體1，但作為絞線導(dǎo)體I的替代，可以具備將多根絞線導(dǎo)體I進一歩絞合而得的絞線導(dǎo)體，還可以具備將這些絞線導(dǎo)體I以截面成為圓形的方式壓縮而得的壓縮導(dǎo)體。另外，上述實施方式中，輸電體10由I根被覆電線3構(gòu)成，但也可以是捆扎多根被覆電線3而構(gòu)成的配線，還可以是將I根以上的被覆電線用保護層被覆而成的電纜(例如蓄電池電纜)。進而，上述實施方式中，輸電體10具備絕緣被覆層2，但絕緣被覆層2可以省略。即輸電體10可以由裸態(tài)的絞線導(dǎo)體I構(gòu)成，也可以僅由I根Al合金導(dǎo)電線4構(gòu)成。另外，上述實施方式中，例如鑄棒12的熱加工如上所述成為熱壓延加工，但也可以是熱擠出加工。另外，線材13的拉絲加工也可以不利用冷加工，而是利用公知的其它方法進行。進而，上述實施方式中，為了提高拉伸強度和伸長率并進ー步提高導(dǎo)電率，對將線材13拉絲加工而得到的拉絲體16進行固溶處理，固溶處理后進行冷加工,進而進行實施人エ時效硬化處理的根據(jù)JIS T8的調(diào)質(zhì)處理，但作為根據(jù)JIS T8的調(diào)質(zhì)處理的替代，也可以進行其它調(diào)質(zhì)處理。即，也可以在將拉絲體16進行固溶處理后，進行以下方法不進行冷加工地實施人工時效硬化處理的方法(JIS T6);高溫加工拉絲體16后進行冷卻，進行冷加、エ，進而實施人工時效硬化處理的方法(JIS TlO);高溫加工拉絲體16后進行冷卻，不進行冷加工地實施人工時效硬化處理的方法(JIS T5)。其中，高溫加工是指在40(T550°C的高溫下處理拉絲體16。應(yīng)予說明，上述調(diào)質(zhì)處理可以省略。此時，拉絲體16直接成為Al合金導(dǎo)電線4。實施例以下，舉出實施例和比較例更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明并不限于以下實施例。(實施例I 42和比較例I 13)對Fe、Si、Cu、Ti以及Al按表廣3所示的組成進行熔化，用連續(xù)鑄造機進行鑄造，制作線徑25mm的鑄棒。然后,將鑄棒進行熱壓延,制作線徑9. 8mm的線材。將該線材進行冷拉絲加工至線徑變成O. 33mm，得到Al合金股線。將該Al合金股線按表f 3所示的時效硬化處理溫度和時間實施時效硬化處理。這樣得到Al合金導(dǎo)電線。對這樣得到的Al合金導(dǎo)電線，基于JISC 3002在20°C下進行拉伸試驗，從而測定拉伸強度和伸長率。將結(jié)果示于表廣3。另外，在20°C下測定Al合金導(dǎo)電線的導(dǎo)電率。將結(jié)果示于表廣3。進而，以目視觀察鑄棒和線材上的裂紋的產(chǎn)生。將結(jié)果示于表f 3。對Al合金導(dǎo)電線的判定(評價)基于以下基準(zhǔn)進行。(I)拉伸強度為140MPa以上(2)伸長率為12%以上(3)導(dǎo)電率為58%IACS以上(4)沒有鑄棒或線材上的裂紋的產(chǎn)生然后，將滿足上述(I廣(4)的全部基準(zhǔn)的Al合金導(dǎo)電線設(shè)為合格，在表f 3中用“〇”表示。另ー方面，將不滿足上述(I) (4)的基準(zhǔn)中的I項的Al合金導(dǎo)電線設(shè)為不合格，在表廣3中用“ X ”表示。在此，將拉伸強度在140MPa以上設(shè)為合格是由于為了實現(xiàn)與軟銅線相同的拉伸強度(約210MPa)，則以截面積為I. 5倍的Al合金線的拉伸強度為210MPa
X2/3= 140MPao應(yīng)予說明，即使使Al合金導(dǎo)電線的截面積為軟銅線的截面積的I. 5倍，由于鋁的密度是2. 7g/cm3，銅的密度是8. 9g/cm3，所以Al合金導(dǎo)電線也能夠比軟銅線輕量化。表I
權(quán)利要求
1.一種輸電體，其特征在于，具備含有Al合金的Al合金導(dǎo)電線， 所述Al合金含有I. 2 2. 2質(zhì)量%的Fe、O. 15 O. 4質(zhì)量%的Si、O. 06 O. 2質(zhì)量%的Cu，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Ti/Fe以質(zhì)量比計為O. 00045、. 00750。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電體，其中，所述Al合金中，Ti/Fe以質(zhì)量比計為O.00045 O. 00300。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電體，其中，所述Al合金中，Ti/Fe以質(zhì)量比計為O.00045 O. 00190。
4.一種輸電體的制造方法，其特征在于，包含形成Al合金導(dǎo)電線的導(dǎo)電線形成エ序， 所述導(dǎo)電線形成エ序是經(jīng)過如下エ序而形成所述Al合金導(dǎo)電線的エ序 鑄棒制作エ序，將Al合金進行熔化、鋳造，制作鑄棒， 線材制作エ序，將所述鑄棒進行熱加工，制作線材，以及 拉絲加工エ序,將所述線材進行拉絲加工,得到拉絲體， 所述鑄棒制作エ序中，作為所述Al合金，使用如下Al合金含有I. 2 2. 2質(zhì)量％的Fe、O.15^0. 4質(zhì)量％的Si、0. 06、. 2質(zhì)量％的Cu，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Ti/Fe以質(zhì)量比計為O. 00045 O. 00750。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電體的制造方法，其中，所述導(dǎo)電線形成エ序在所述拉絲加工エ序之后，進ー步包含調(diào)質(zhì)處理工序，所述調(diào)質(zhì)處理工序?qū)λ隼z體進行以下(a) (d)中的任一種調(diào)質(zhì)處理 (a)固溶處理后進行冷加工，進而實施人工時效硬化處理的調(diào)質(zhì)處理， (b)固溶處理后不進行冷加工地實施人工時效硬化處理的調(diào)質(zhì)處理， (C)高溫加工后冷卻，進行冷加工，進而實施人工時效硬化處理的調(diào)質(zhì)處理， (d)高溫加工后冷卻，不進行冷加工地實施人工時效硬化處理的調(diào)質(zhì)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸電體的制造方法，其中，所述調(diào)質(zhì)處理工序中，所述人工時效硬化處理在20(T400°C下進行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輸電體及其制造方法，該輸電體能夠在具有高導(dǎo)電性的同時兼具拉伸強度和伸長率、且能夠充分防止由裂紋產(chǎn)生所致的導(dǎo)通不良。本發(fā)明為一種輸電體，其具備含有Al合金的Al合金導(dǎo)電線，所述Al合金含有1.2~2.2質(zhì)量%的Fe、0.15~0.4質(zhì)量%的Si、0.06~0.2質(zhì)量%的Cu，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Ti/Fe以質(zhì)量比計為0.00045~0.00750。
文檔編號C22F1/00GK102666893SQ20108005241
公開日2012年9月12日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者筱田辰規(guī) 申請人:株式會社藤倉