JP6079818B2 - アルミニウム合金素線、アルミニウム合金撚線およびその製造方法、自動車用電線ならびにワイヤーハーネス - Google Patents
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Description
Mg:0.3質量%以上0.9質量%以下、
Si:0.1質量%以上0.7質量%以下、
Fe:0.1質量%以上0.4質量%以下、
Cu、Cr、Ni、および、Zrからなる群より選択される少なくとも1種の元素:合計で0.01質量%以上0.5質量%以下、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有しており、
非接触式表面粗さ測定機による表面粗さRaが0.15μm以上2μm以下であることを特徴とするアルミニウム合金素線にある。
Mg:0.3質量%以上0.9質量%以下、
Si:0.1質量%以上0.7質量%以下、
Fe:0.1質量%以上0.4質量%以下、
Cu、Cr、Ni、および、Zrからなる群より選択される少なくとも1種の元素:合計で0.01質量%以上0.5質量%以下、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有する鋳造材を形成する鋳造工程と、
上記鋳造材に塑性加工を施して展伸材を形成する展伸工程と、
上記展伸材に伸線加工を施して伸線材を形成する伸線工程と、
上記伸線材を複数本撚り合わせて撚線材を形成し、該撚線材に熱処理を施す、または、上記伸線材に熱処理を施し、該熱処理が施された伸線材を複数本撚り合わせて撚線材を形成する撚線工程とを有しており、
上記伸線加工により、上記伸線材の非接触式表面粗さ測定機による表面粗さRaを0.15μm以上2μm以下とする、あるいは、
上記伸線加工後、上記撚線材の形成前に、上記伸線材に対して上記非接触式表面粗さ測定機による表面粗さRaを0.15μm以上2μm以下とする粗面化処理を施すことを特徴とするアルミニウム合金撚線の製造方法にある。
Mgを0.3質量%以上含有し、Siを0.1質量%以上含有することにより、Mg2Siが析出し、自動車用電線の導体に用いたときのアルミニウム合金素線の強度を確保することができる。Mg含有量が0.9質量%超、Si含有量が0.7質量%超になると、アルミニウム合金素線の強度が高まるものの、導電率が低下し、伸線加工時に断線が生じやすくなる。よって、Mg含有量は0.9質量%以下、Si含有量は0.7質量%以下とされる。
Fe含有量が高くなるほど、アルミニウム合金素線の強度が高まる。その添加効果を得るため、Fe含有量は0.1質量%以上とされる。しかし、Fe含有量が過度に高くなると、アルミニウム合金素線の導電率や靱性が低下し、伸線加工時に断線が生じやすくなる。よって、Fe含有量は0.4質量%以下とされる。
上記各添加元素は、アルミニウム合金素線の耐熱性、強度向上に有効な元素である。上記各添加元素は、その添加効果を得るために、合計で0.01質量%以上とされる。しかし、各添加元素の合計含有量が過度に高くなると、アルミニウム合金素線の導電率が低下し、伸線加工時に断線が生じやすくなる。よって、各添加元素の合計含有量は0.5質量%以下とされる。
上記アルミニウム合金素線、アルミニウム合金撚線およびその製造方法、自動車用電線ならびにワイヤーハーネスの実施例につき、比較例とともに説明する。
ベースとなる純アルミニウムインゴットを溶解炉にて溶解させた。純アルミニウムインゴットは、99.7%以上の純度を有している。表1に示される添加元素を、表1に示される含有量(質量%)となるように溶解炉に投入し、アルミニウム合金溶湯を準備した。但し、Ti、または、TiおよびBの成分調整は、表1に示される含有量となるように、後述の鋳造直前のアルミニウム合金溶湯にTi粒、または、TiB2ワイヤを供給することにより行った。また、成分調整を行ったアルミニウム合金溶湯に対し、適宜、水素ガス除去処理、異物除去処理を実施した。
得られたアルミニウム合金撚線からなる導体の外周に、絶縁体としてのポリ塩化ビニル(PVC)を、表1に示される厚みで押し出し被覆した。これにより、各自動車用電線を得た。
図1に示されるように、自動車用電線2の電線端末部における絶縁体20を剥ぎ取り、露出した導体(アルミニウム合金撚線1)に端子30を圧着した。端子30は、自動車用電線2の導体であるアルミニウム合金撚線1を固定するワイヤーバレル301と、絶縁体20を固定するインシュレーションバレル302とを有している。なお、図1中、符号10は、アルミニウム合金素線である。端子30の圧着は、図示しない所定形状の金型を用いて、各バレル301、302を塑性変形させることにより行われる。本例では、図2に示されるように、端子30は、すべて、クリンプハイト(C/H)(圧縮率)が60%となる条件で圧着されている。なお、図2では、アルミニウム合金素線は、省略されている。これにより、各ワイヤーハーネス3を得た。
本例において得られた導体としてのアルミニウム合金撚線について、標点間距離GL=250mm、引張速度50mm/minの条件にて引張試験を実施することにより、アルミニウム合金撚線の引張強さ(MPa)および伸び(%)を測定した。
ワイヤーハーネスの自動車用電線を用いて、端子固着力を測定した。具体的には、端子が圧着された自動車用電線を用い、端子を固定した状態で、自動車用電線を100mm/minの引張速度で引っ張り、端子が抜けない最大荷重(N)を測定し、これを端子固着力とした。なお、各試料は、撚線径が異なる。そのため、上述の引張試験で測定された導体破断荷重(N)に対する上記端子固着力の比を算出した。
10 アルミニウム合金素線
2 自動車用電線
3 ワイヤーハーネス
Claims (9)
- 自動車用電線の導体に用いられるアルミニウム合金素線であって、
Mg:0.3質量%以上0.9質量%以下、
Si:0.1質量%以上0.7質量%以下、
Fe:0.1質量%以上0.4質量%以下、
Cu、Cr、Ni、および、Zrからなる群より選択される少なくとも1種の元素:合計で0.01質量%以上0.5質量%以下、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有しており、
非接触式表面粗さ測定機による表面粗さRaが0.15μm以上2μm以下であることを特徴とするアルミニウム合金素線。 - 上記化学成分組成は、さらに、Ti、および/または、Bを含有し、
Ti含有量は、0.003質量%以上0.03質量%以下、
B含有量は、0.0003質量%以上0.003質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金素線。 - 素線径が0.1mm以上0.4mm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のアルミニウム合金素線。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルミニウム合金素線が複数本撚り合わされてなることを特徴とするアルミニウム合金撚線。
- 引張強さが200MPa以上350MPa以下であることを特徴とする請求項4に記載のアルミニウム合金撚線。
- 上記アルミニウム合金素線の撚り合わせ本数は、7本、11本、19本、および、37本からなる群より選択される1つであることを特徴とする請求項4または5に記載のアルミニウム合金撚線。
- 請求項4〜6のいずれか1項に記載のアルミニウム合金撚線を有することを特徴とする自動車用電線。
- 請求項7に記載の自動車用電線と、該自動車用電線の上記アルミニウム合金撚線に圧着された端子とを有することを特徴とするワイヤーハーネス。
- 自動車用電線の導体に用いられるアルミニウム合金撚線の製造方法であって、
Mg:0.3質量%以上0.9質量%以下、
Si:0.1質量%以上0.7質量%以下、
Fe:0.1質量%以上0.4質量%以下、
Cu、Cr、Ni、および、Zrからなる群より選択される少なくとも1種の元素:合計で0.01質量%以上0.5質量%以下、を含有し、
残部がAlおよび不可避不純物からなる化学成分組成を有する鋳造材を形成する鋳造工程と、
上記鋳造材に塑性加工を施して展伸材を形成する展伸工程と、
上記展伸材に伸線加工を施して伸線材を形成する伸線工程と、
上記伸線材を複数本撚り合わせて撚線材を形成し、該撚線材に熱処理を施す、または、上記伸線材に熱処理を施し、該熱処理が施された伸線材を複数本撚り合わせて撚線材を形成する撚線工程とを有しており、
上記伸線加工により、上記伸線材の非接触式表面粗さ測定機による表面粗さRaを0.15μm以上2μm以下とする、あるいは、
上記伸線加工後、上記撚線材の形成前に、上記伸線材に対して上記非接触式表面粗さ測定機による表面粗さRaを0.15μm以上2μm以下とする粗面化処理を施すことを特徴とするアルミニウム合金撚線の製造方法。
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