[发明专利]铝合金线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金领域，具体地，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、包括该包覆电线的线束、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）因而适合用作线束中电线的导体的铝合金线，其中所述线束用于诸如机动车辆之类的运输设备。

背景技术

传统上，人们已经使用被称作线束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，其中所述线束包括与端子连接的多根电线。传统上，构成线束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。

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，人们一直研究了使用比重约为铜的1/3的铝作为导体。例如，使用了纯铝作为电线导体，则其直径为10mm²或更粗（例如机动车辆的电池电缆）。但是，与铜基材料相比，纯铝的强度和抗疲劳性较低，因此，纯铝难以用作常用的电线导体，例如横截面积为1.5mm²或更小的导体。并且，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）中的线束所需的特性。

与此相反，日本专利申请公开2005-336549则公开了一种用作导体的铝合金线，其用于机动车辆的线束中的电线，其中所述铝合金线由强度高于纯铝的强度的铝合金制成。

CN 102119233A公开了一种铝合金、铝合金线、铝合金绞合线、包覆电线和束线，以及一种制造铝合金线的方法。所述铝合金线包含：大于或等于0.005质量%且小于或等于2.2质量%的Fe，并且余量为Al和杂质。该铝合金线还可以包含总量大于或等于0.005质量%且小于或等于1.0质量%的选自Mg，Si，Cu，Zn，Ni，Mn，Ag，Cr和Zr中的至少一种添加元素。所述铝合金线的导电率不低58%IACS，并且伸长率不低于10%。所述铝合金线是通过铸造、轧制、拉丝以及软化处理这些连续的步骤而制成的。

电线中的导体需要具有较高的导电率以及高强度。然而，日本专利申请公开2005-336549及CN 102119233A中所公开的铝合金线不具有足够高的导电率。

此外，具有高强度的铝合金电线（例如，日本专利申请公开2005-336549中所公开的铝合金电线）的韧性不足。传统上，人们在研究用于形成运输设备的线束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）方面的研究尚不充分。本发明人通过研究发现，当将使用了日本专利申请公开2005-336549中所披露的高强度铝合金电线的线束安装在设备等中时，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究，却没有对在将电线应用于包括端子部的线束中时的性能方面进行研究。目前还没有研制出具有安装时所需的足够高的韧性的线束。

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，需要开发一种具有理想的高导电率、高强度以及高韧性的铝合金线。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的之一是提供制备具有高强度、高韧性和高导电率的铝合金的方法。

本发明人在对充分具有线束所需特性（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究后发现，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。

所述制备铝合金线的方法，包括以下步骤：

（1）将熔融铝合金进行铸造形成铸造材料，所述熔融铝合金按照质量百分比含有：