WO2011071097A1 - 送電体及びその製造方法 - Google Patents

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辰規 篠田
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株式会社フジクラ
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/023—Alloys based on aluminium

Definitions

  • the present invention relates to a power transmission body such as a wire harness or a battery cable and a method for manufacturing the power transmission body.
  • Al alloy conductive wires instead of annealed copper wires for power transmission bodies such as wire harnesses and battery cables in order to reduce the weight of conductive wires and reduce costs.
  • Al alloy conductive wire Fe, Mg and Si are blended in a predetermined blending amount, and the balance is Al and an inevitable impurity aluminum alloy strand (see Patent Documents 1 and 2), Fe, Si and
  • Patent Document 3 an aluminum alloy wire (see Patent Document 3) in which Mn is blended in a predetermined blending amount and the balance is Al and inevitable impurities.
  • the Al alloy when producing a conductive wire using an Al alloy, the Al alloy is usually melted and then cast and drawn out as a continuous cast bar. However, at this time, the cast bar sometimes cracked. For this reason, when this cast bar was conveyed to a rolling device for the subsequent hot rolling process, the crack further expanded and sometimes broke. Alternatively, even when the cast bar is not cracked, after the cast bar is rolled to produce a wire rod, the wire rod may be cracked or disconnected when the wire rod is drawn. Alternatively, even when the cast bar and the wire rod are not cracked or disconnected in the manufacturing process, the Al alloy conductive wire may be cracked or disconnected while the power transmission body is used. As a result, conduction failure may occur in the power transmission body.
  • an object of the present invention is to provide a power transmission body that can achieve both tensile strength and elongation while having high conductivity, and can sufficiently prevent poor conduction due to the occurrence of cracks.
  • the present invention includes 1.2 to 2.2 mass% Fe, 0.15 to 0.4 mass% Si, 0.06 to 0.2 mass% Cu, and the balance
  • a power transmission body comprising an Al alloy conductive wire comprising Al and an unavoidable impurity and containing an Al alloy having a Ti / Fe mass ratio of 0.00045 to 0.00750.
  • this power transmission body it is possible to satisfy both tensile strength and elongation while having high conductivity, and to sufficiently prevent conduction failure due to occurrence of cracks.
  • Ti / Fe is preferably 0.00045 to 0.00300, more preferably 0.00045 to 0.00190 in terms of mass ratio.
  • the present invention is a method for manufacturing a power transmission body including a conductive wire forming step for forming an Al alloy conductive wire, wherein the conductive wire forming step melts and casts an Al alloy to produce a cast bar.
  • the Al alloy through a cast bar production process, a wire rod production process for producing a wire rod by hot working the cast bar, and a wire drawing process for obtaining a drawn body by drawing the wire rod
  • a step of forming a conductive wire, and in the cast bar manufacturing step Fe is 1.2 to 2.2 mass%, Si is 0.15 to 0.4 mass%, and Cu is 0.06 as the Al alloy.
  • the tempering treatment of any one of the following (a) to (d) is performed on the drawn wire after the wire drawing step in the conductive wire forming step. It is preferable to further include a tempering treatment step to be performed.
  • a tempering treatment for performing cold working after solution treatment and further subjecting to artificial age hardening (b) A tempering treatment for performing artificial age hardening treatment without performing cold working after solution treatment ( c) Tempering treatment that cools and then cold-processes after high-temperature processing, and further performs artificial age-hardening treatment (d) Tempering treatment that undergoes artificial age-hardening treatment without cooling and cold-processing after high-temperature processing processing
  • the artificial age hardening treatment is preferably performed at 200 to 400 ° C.
  • the additive element can be sufficiently precipitated and the elongation can be further improved.
  • precipitation of a coarse particle is suppressed more fully and the fall of tensile strength can also be fully suppressed.
  • a power transmission body shall mean the goods which transmit electric power. Therefore, the power transmission body includes a bare Al alloy conductive wire, a twisted conductor formed by twisting a plurality of Al alloy conductive wires, a covered electric wire formed by coating an Al alloy conductive wire with an insulating coating layer, one or more A cable formed by covering a covered electric wire with a protective layer, a wire harness configured by bundling a plurality of covered electric wires or cables, are also included.
  • a power transmission body and a method for manufacturing the power transmission body that can achieve both tensile strength and elongation while having high conductivity, and can sufficiently prevent poor conduction due to the occurrence of cracks.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a power transmission body of the present invention.
  • the power transmission body 10 includes a stranded conductor 1 and an insulating coating layer 2. That is, the power transmission body 10 is constituted by the covered electric wire 3.
  • the stranded wire conductor 1 is formed by twisting a plurality of Al alloy conductive wires 4 together.
  • Al alloy conductive wire 4 contains an Al alloy.
  • the Al alloy contains 1.2 to 2.2% by mass of Fe (iron), 0.15 to 0.4% by mass of Si (silicon), 0.06 to 0.2% by mass of Cu (copper), The balance is made of Al (aluminum) and inevitable impurities, and Ti / Fe is 0.00045 to 0.00750 in mass ratio.
  • the contents of Fe, Si, and Cu are based on the weight of the Al alloy (100% by mass).
  • the Al alloy contains 1.2 to 2.2% by mass of Fe. If the Fe content is less than 1.2% by mass, the elongation decreases, and it is impossible to achieve both tensile strength and elongation. On the other hand, when the Fe content is more than 2.2% by mass, the electrical conductivity is lowered.
  • the Al alloy contains 0.15 to 0.4% by mass of Si. If the Si content is less than 0.15% by mass, the tensile strength decreases, and it is impossible to achieve both tensile strength and elongation. On the other hand, when the content of Si is more than 0.4% by mass, high conductivity cannot be obtained. Moreover, since elongation falls, it is not possible to achieve both tensile strength and elongation.
  • the Al alloy contains 0.06 to 0.2% by mass of Cu. If the Cu content is less than 0.06% by mass, the tensile strength is lowered, so that it is impossible to achieve both tensile strength and elongation. On the other hand, if the Cu content is more than 0.2% by mass, high conductivity cannot be obtained. Moreover, since elongation falls, it is not possible to achieve both tensile strength and elongation.
  • Ti / Fe is 0.00045 to 0.00750 in mass ratio.
  • Ti / Fe is smaller than 0.00045, when the cast bar is produced by casting, cracks occur in the cast bar, or when the wire rod formed by hot working the cast bar is drawn. Arise. Or, during use of the power transmission body 10, the Al alloy conductive wire 4 is cracked or disconnected, and the power transmission body 10 becomes poorly conductive.
  • Ti / Fe is greater than 0.00750, the tensile strength and elongation of the Al alloy conductive wire 4 cannot be made compatible when the Fe content is low. Moreover, when there is much content rate of Ti, the electrical conductivity of the Al alloy conductive wire 4 will become low.
  • Al has a high purity in order to improve the conductivity of the Al alloy conductive wire 4.
  • the purity of Al is preferably 99.95% or more. Since inevitable impurities cause a decrease in conductivity, the content is preferably as small as possible.
  • Ti / Fe is preferably 0.00045 to 0.00600 in mass ratio, more preferably 0.00045 to 0.00500, and 0.00045 to 0.00300. More preferred is 0.00045 to 0.00190. In this case, the tensile strength can be further improved as compared with the case where Ti / Fe is out of the range of 0.00045 to 0.00600.
  • the insulating coating layer 2 is made of an insulating material.
  • a synthetic resin or the like is usually used.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of an apparatus for producing the Al alloy conductive wire of FIG.
  • wire rod manufacturing process And the wire rod 13 is produced by hot-rolling the cast bar 12. Usually, the hot rolling mill 14 is connected to the continuous casting machine 11 in tandem.
  • the wire diameter of the wire rod 13 is not particularly limited, but can be, for example, about 9.0 to 10.0 mm.
  • the wire rod 13 is cold-drawn by a wire drawing machine 15 and drawn until the wire diameter becomes about 5.0 to 6.0 mm, for example, to obtain a drawn body 16.
  • the wire drawing body 16 is subjected to a solution treatment by a solution treatment apparatus 17.
  • This solution treatment is performed in order to make the additive element homogeneously solid solution.
  • the solution treatment is preferably performed at 500 to 580 ° C.
  • the solution treatment is performed in this temperature range, the additive elements are more sufficiently homogenized than when the solution treatment is performed at a temperature lower than 500 ° C.
  • dissolution of the wire drawing body 16 is fully suppressed compared with the case where a solution treatment is performed at a temperature higher than 580 degreeC.
  • the preferable treatment time varies depending on the solution treatment temperature. When the solution treatment is performed at 550 ° C., the treatment time is preferably 2.5 hours to 3.5 hours, more preferably 3 hours.
  • the wire drawing body 16 may be cooled by water cooling or the like, but may not be cooled.
  • the drawn wire 16 is further subjected to cold drawing with a drawing machine 18 to produce an Al alloy strand 19 having a desired wire diameter.
  • the wire diameter of the Al alloy element wire 19 only needs to be smaller than the wire diameter of the drawn wire 16, and is usually about 0.3 to 0.4 mm.
  • an artificial age hardening treatment is performed on the Al alloy wire 19 by the age hardening treatment apparatus 20.
  • the artificial age hardening treatment is a treatment for finely depositing an excessively dissolved additive element.
  • This artificial age hardening treatment is preferably performed at 200 to 400 ° C., more preferably 200 to 300 ° C.
  • the additive element can be sufficiently precipitated and the elongation can be further improved.
  • precipitation of a coarse particle is suppressed more fully and the fall of tensile strength can also be fully suppressed.
  • the preferred artificial age hardening treatment time varies depending on the treatment temperature, composition, and the like. For example, the higher the treatment temperature, the shorter the artificial age hardening treatment time, and the lower the treatment temperature, the longer the artificial age hardening treatment time.
  • the treatment time may be about 10 minutes to 5 hours.
  • the processing time is 3 hours when the processing temperature is 200 ° C., 0.5 hours when the processing temperature is 250 ° C., and 0.17 hours when the processing temperature is 300 ° C.
  • the Al alloy conductive wire 4 is obtained. Then, a plurality of the Al alloy conductive wires 4 are prepared, and these Al alloy conductive wires 4 are twisted to obtain the stranded wire conductor 1.
  • the stranded conductor 1 is covered with the insulating coating layer 2.
  • the Al alloy conductive wire 4 may be introduced into a crosshead portion of an extruder and covered with a synthetic resin extruded into a tube shape from the extruder. .
  • the power transmission body 10 composed of the covered electric wire 3 is obtained.
  • the power transmission body 10 includes the stranded wire conductor 1 formed by twisting a plurality of Al alloy conductive wires 4, but instead of the stranded wire conductor 1, the plurality of stranded wire conductors 1 are provided. Furthermore, you may provide the twisted wire conductor which twisted together, and may provide the compression conductor which compressed these twisted wire conductors 1 so that a cross section may become circular.
  • the power transmission body 10 was comprised by the one covered electric wire 3
  • the wire harness comprised by bundling the several covered electric wires 3 may be sufficient, and one or more covered The cable (for example, battery cable) which coat
  • the power transmission body 10 includes the insulating coating layer 2 in the above embodiment, the insulating coating layer 2 can be omitted. That is, the power transmission body 10 may be composed of the bare twisted wire conductor 1 or may be composed of only one Al alloy conductive wire 4.
  • the hot working of the cast bar 12 is a hot rolling process as described above, but may be a hot extrusion process.
  • the wire rod 13 may be drawn by other known methods instead of cold working.
  • the wire drawing body 16 obtained by wire-drawing the wire rod 13 is solution-treated, and it is cold after solution treatment.
  • the tempering process is performed according to JIS T8, which is processed and further subjected to artificial age hardening, but other tempering processes may be performed instead of the tempering process according to JIS T8.
  • an artificial age hardening treatment is performed without performing cold working (JIS T6)
  • the wire drawing body 16 is subjected to high temperature processing and then cooled to perform cold processing
  • a method of performing artificial age hardening treatment (JIS T10) and a method of applying artificial age hardening treatment (JIS T5) without performing cold working after cooling the drawn wire 16 at a high temperature may be performed.
  • the high temperature processing means that the wire drawn body 16 is processed at a high temperature of 400 to 550 ° C.
  • the tempering process can be omitted.
  • the drawn wire 16 becomes the Al alloy conductive wire 4 as it is.
  • Examples 1 to 42 and Comparative Examples 1 to 13 Fe, Si, Cu, Ti, and Al were dissolved in the compositions shown in Tables 1 to 3, and cast with a continuous casting machine to prepare a cast bar having a wire diameter of 25 mm.
  • the cast bar was hot-rolled to produce a wire rod with a wire diameter of 9.8 mm.
  • This wire rod was cold-drawn until the wire diameter became 0.33 mm to obtain an Al alloy strand.
  • the Al alloy strand was subjected to age hardening treatment at the age hardening treatment temperature and time shown in Tables 1 to 3. In this way, an Al alloy conductive wire was obtained.
  • the determination (evaluation) for the Al alloy lead wire was performed based on the following criteria. (1) Tensile strength is 140 MPa or more (2) Elongation is 12% or more (3) Conductivity is 58% IACS or more (4) No crack in cast bar or wire rod
  • the Al alloy conductive wires satisfying all the above criteria (1) to (4) were accepted and indicated by “ ⁇ ” in Tables 1 to 3.
  • Al alloy conductive wires that do not satisfy even one of the above criteria (1) to (4) are rejected and indicated by “x” in Tables 1 to 3.
  • the power transmission body of the present invention can be used as a wire harness, a battery cable, etc. because it has both high conductivity and can achieve both tensile strength and elongation and can sufficiently prevent conduction failure due to the occurrence of cracks. It is.

Abstract

　本発明は、高い導電性を有しながら引張強さと伸びとを両立させることができ且つ、割れの発生による導通不良を十分に防止できる送電体及びその製造方法を提供する。本発明は、Ｆｅを１．２～２．２質量％、Ｓｉを０．１５～０．４質量％、Ｃｕを０．０６～０．２質量％含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００７５０であるＡｌ合金を含むＡｌ合金導電線を備えた送電体である。

Description

送電体及びその製造方法
　本発明は、ワイヤハーネスやバッテリーケーブル等の送電体及びその製造方法に関する。
　近年、ワイヤハーネスやバッテリーケーブル等の送電体には、導電線の軽量化及びコストダウンのために、軟銅線の代わりにＡｌ合金導電線を用いることが提案されている。このようなＡｌ合金導電線として、Ｆｅ、Ｍｇ及びＳｉが所定の配合量で配合され、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるアルミ合金素線（特許文献１、２参照）や、Ｆｅ、Ｓｉ及びＭｎが所定の配合量で配合され、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるアルミ合金素線（特許文献３参照）が提案されている。
特開２００６－１９１６３号公報 特開２００６－１９１６４号公報 特開２００６－１９１６５号公報
　しかし、上記特許文献１～３に記載されているＡｌ合金素線は、高い導電性を有しながら引張強さと伸びとを両立させることが困難であった。
　またＡｌ合金を用いて導電線を製造する場合、Ａｌ合金は通常、溶解した後、鋳造され、連続したキャストバーとして引き出される。しかし、この際、キャストバーに割れが生じる場合があった。このため、このキャストバーは、その後の熱間圧延加工のために圧延装置まで搬送される際、割れがさらに拡がり、断線する場合があった。あるいは、キャストバーに割れが生じなくても、キャストバーを圧延加工してワイヤロッドを作製した後、このワイヤロッドを伸線加工する際にワイヤロッドに割れや断線が生じる場合があった。あるいは製造過程においてキャストバーやワイヤロッドに割れや断線が生じなくても、送電体を使用している間に、Ａｌ合金導電線に割れや断線が生じる場合があった。その結果、送電体に導通不良が生じる場合があった。
　そこで、本発明は、高い導電性を有しながら引張強さと伸びとを両立させることができ且つ、割れの発生による導通不良を十分に防止できる送電体を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は、Ｆｅを１．２～２．２質量％、Ｓｉを０．１５～０．４質量％、Ｃｕを０．０６～０．２質量％含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００７５０であるＡｌ合金を含むＡｌ合金導電線を備える送電体である。
　この送電体によれば、高い導電性を有しながら引張強さと伸びとを両立させることができ且つ、割れの発生による導通不良を十分に防止できる。
　上記Ａｌ合金においては、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００３００であることが好ましく、０．０００４５～０．００１９０であることがより好ましい。
　更に、本発明は、Ａｌ合金導電線を形成する導電線形成工程を含む送電体の製造方法であって、前記導電線形成工程が、Ａｌ合金を溶解し、鋳造して、キャストバーを作製するキャストバー作製工程と、前記キャストバーを熱間加工してワイヤロッドを作製するワイヤロッド作製工程と、前記ワイヤロッドを伸線加工して伸線体を得る伸線加工工程とを経て前記Ａｌ合金導電線を形成する工程であり、前記キャストバー作製工程において、前記Ａｌ合金として、Ｆｅを１．２～２．２質量％、Ｓｉを０．１５～０．４質量％、Ｃｕを０．０６～０．２質量％含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００７５０であるＡｌ合金が用いられる送電体の製造方法である。
　この送電体の製造方法によれば、高い導電性を有しながら引張強さと伸びとを両立させることができ且つ、割れの発生による導通不良を十分に防止できる送電体を製造することができる。
　上記Ａｌ合金導電線の製造方法においては、前記導電線形成工程が、前記伸線加工工程の後に、前記伸線体に対し、以下の（ａ）～（ｄ）のいずれかの調質処理を行う調質処理工程を更に含むことが好ましい。
（ａ）溶体化処理した後に冷間加工を行い、更に人工時効硬化処理を施す調質処理
（ｂ）溶体化処理した後、冷間加工を行わずに人工時効硬化処理を施す調質処理
（ｃ）高温加工した後冷却して冷間加工を行い、更に人工時効硬化処理を施す調質処理
（ｄ）高温加工した後、冷却し冷間加工を行わずに人工時効硬化処理を施す調質処理
　この場合、引張強さ及び伸びを高め、更に導電率をより高めることが可能となる。
　上記調質処理工程において、前記人工時効硬化処理は、２００～４００℃で行うことが好ましい。
　この場合、２００℃より低い温度で人工時効硬化処理を行う場合に比べて、添加元素を十分に析出させることができ、伸びをより向上させることもできる。また４００℃より高い温度で人工時効硬化処理を行う場合に比べて、粗大粒子の析出がより十分に抑制され、引張強さの低下を十分に抑制することもできる。
　なお、本発明において、送電体とは、電力を伝送する物品を言うものとする。従って、送電体には、裸状態のＡｌ合金導電線、複数本のＡｌ合金導電線を撚り合わせてなる撚線導体、Ａｌ合金導電線を絶縁被覆層で被覆してなる被覆電線、１本以上の被覆電線を保護層で被覆してなるケーブル、複数本の被覆電線又はケーブルを束ねて構成されるワイヤーハーネスも含まれるものとする。
　本発明によれば、高い導電性を有しながら引張強さと伸びとを両立させることができ且つ、割れの発生による導通不良を十分に防止できる送電体およびその製造方法が提供される。
本発明による送電体の一実施形態を示す断面図である。 図１のＡｌ合金導電線を製造する装置の一例を概略的に示す図である。
　以下、本発明による送電体の実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明の送電体の一実施形態を示す断面図である。図１に示すように、送電体１０は、撚線導体１と絶縁被覆層２とを備える。即ち送電体１０は被覆電線３で構成されている。撚線導体１は、複数本のＡｌ合金導電線４を撚り合わせることによって形成されている。
　（Ａｌ合金導電線）
　Ａｌ合金導電線４はＡｌ合金を含む。Ａｌ合金は、Ｆｅ（鉄）を１．２～２．２質量％、Ｓｉ（珪素）を０．１５～０．４質量％、Ｃｕ（銅）を０．０６～０．２質量％含み、残部がＡｌ（アルミニウム）及び不可避的不純物からなり、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００７５０である。ここで、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕの含有率は、Ａｌ合金の重量を基準（１００質量％）としたものである。
　Ａｌ合金は、Ｆｅを１．２～２．２質量％含有する。Ｆｅの含有量が１．２質量％より少ないと、伸びが低下し、引張強さと伸びとを両立させることができない。一方、Ｆｅの含有量が２．２質量％より多いと、導電率が低下する。
　Ａｌ合金は、Ｓｉを０．１５～０．４質量％含有する。Ｓｉの含有量が０．１５質量％より少ないと、引張強さが低下し、引張強さと伸びとを両立させることができない。一方、Ｓｉの含有量が０．４質量％より多いと、高い導電性が得られない。また伸びが低下するため、引張強さと伸びとを両立させることもできない。
　Ａｌ合金は、Ｃｕを０．０６～０．２質量％含有する。Ｃｕの含有量が０．０６質量％より少ないと、引張強さが低下するため、引張強さと伸びとを両立させることができない。一方、Ｃｕの含有量が０．２質量％より多いと、高い導電性が得られない。また伸びが低下するため、引張強さと伸びとを両立させることができない。
　さらに、Ａｌ合金においては、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００７５０である。Ｔｉ／Ｆｅが０．０００４５より小さいと、鋳造によってキャストバーを作製する際に、キャストバーに割れが生じたり、キャストバーを熱間加工してなるワイヤロッドを伸線加工する際に、割れが生じる。あるいは、送電体１０の使用中に、Ａｌ合金導電線４に割れや断線が生じ、送電体１０が導通不良となる。またＴｉ／Ｆｅが０．００７５０より大きいと、Ｆｅの含有率が少ない場合に、Ａｌ合金導電線４において引張強さと伸びとを両立させることができなくなる。またＴｉの含有率が多いと、Ａｌ合金導電線４の導電率が低くなる。
　そして、残部はＡｌ及び不可避的不純物を含有している。Ａｌは、Ａｌ合金導電線４の導電性を良好にするために高い純度を有することが望ましい。具体的には、Ａｌの純度は９９．９５％以上であることが好ましい。不可避的不純物は、導電性を低下させる原因となるので、その含有量は出来るだけ少ないことが好ましい。
　Ａｌ合金においては、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００６００であることが好ましく、０．０００４５～０．００５００であることがより好ましく、０．０００４５～０．００３００であることがさらに好ましく、０．０００４５～０．００１９０であることが最も好ましい。この場合、Ｔｉ／Ｆｅが０．０００４５～０．００６００の範囲を外れる場合に比べて、引張強さをより向上させることができる。
　（絶縁被覆層）
　絶縁被覆層２は絶縁材料で構成される。絶縁材料としては、通常は合成樹脂などが用いられる。
　次に、送電体１０の製造方法について説明する。
　［導電線形成工程］
　まずＡｌ合金導電線４を形成する。以下、Ａｌ合金導電線４の製造方法について図２を参照して説明する。図２は、図１のＡｌ合金導電線を製造する装置の一例を概略的に示す図である。
　（キャストバー作製工程）
　はじめに、図２に示すように、上述した範囲の含有量を有するＦｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｔｉ及びＡｌを溶解し、連続鋳造機１１にて鋳造して、キャストバー１２を作製する。
　（ワイヤロッド作製工程）
　そして、キャストバー１２を熱間圧延してワイヤロッド１３を作製する。通常は連続鋳造機１１に熱間圧延機１４がタンデムに接続されている。このワイヤロッド１３の線径は特に限定されるものではないが、例えば９．０～１０．０ｍｍ程度とすることが出来る。
　（伸線加工工程）
　次に、ワイヤロッド１３を伸線加工機１５にて冷間伸線加工し、線径が例えば５．０～６．０ｍｍ程度となるまで伸線し、伸線体１６を得る。
　（調質処理工程）
　次いで伸線体１６を、溶体化処理装置１７にて溶体化処理する。この溶体化処理は、添加元素を均質に固溶させるために行うものである。溶体化処理は、５００～５８０℃で行うことが好ましい。この温度範囲で溶体化処理を行うと、５００℃より低い温度で溶体化処理を行う場合に比べて、添加元素がより十分に均質化される。また、５８０℃より高い温度で溶体化処理を行う場合に比べて、伸線体１６の部分的な溶解が十分に抑制される。尚、好ましい処理時間は、溶体化処理温度により異なる。溶体化処理が５５０℃で行われる場合には、処理時間は、好ましくは２．５時間～３．５時間であり、より好ましくは３時間である。この溶体化処理の後、水冷等により、伸線体１６を冷却してもよいが、冷却しなくてもよい。
　次に、更に伸線体１６に対して伸線加工機１８にて冷間伸線加工を行い、所望の線径のＡｌ合金素線１９を作製する。Ａｌ合金素線１９の線径は、伸線体１６の線径より小さければよく、通常、０．３～０．４ｍｍ程度である。
　そして、Ａｌ合金素線１９に対して時効硬化処理装置２０にて人工時効硬化処理を行う。人工時効硬化処理は、過剰に固溶した添加元素を微細に析出させる処理である。この人工時効硬化処理は、２００～４００℃で行うことが好ましく、２００～３００℃で行うことがより好ましい。この場合、２００℃より低い温度で人工時効硬化処理を行う場合に比べて、添加元素を十分に析出させることができ、伸びをより向上させることもできる。また４００℃より高い温度で人工時効硬化処理を行う場合に比べて、粗大粒子の析出がより十分に抑制され、引張強さの低下を十分に抑制することもできる。好ましい人工時効硬化処理時間は、処理温度や組成等によって異なる。例えば処理温度が高いほど、一般的には人工時効硬化処理時間は短く、処理温度が低いほど人工時効硬化処理時間は長い。通常は、処理時間は、１０分～５時間程度であればよい。例えば処理時間は、処理温度が２００℃である場合には３時間、処理温度が２５０℃である場合には０．５時間、処理温度が３００℃である場合には０．１７時間である。
　こうしてＡｌ合金導電線４が得られる。そして、このＡｌ合金導電線４を複数本用意し、これらのＡｌ合金導電線４を撚り合せて撚線導体１を得る。
　［絶縁被覆層形成工程］
　次に、撚線導体１を絶縁被覆層２で被覆する。撚線導体１を絶縁被覆層２で被覆するためには、Ａｌ合金導電線４を押出機のクロスヘッド部などに導入し、その押出機からチューブ状に押出加工した合成樹脂で被覆すればよい。
　以上のようにして被覆電線３で構成される送電体１０が得られる。
　本発明は上記実施形態に限定されない。例えば上記実施形態では、送電体１０は、複数本のＡｌ合金導電線４を撚り合わせてなる撚線導体１を備えているが、撚線導体１に代えて、複数本の撚線導体１を更に撚り合わせた撚線導体を備えてもよく、これらの撚線導体１を断面が円形となるように圧縮した圧縮導体を備えてもよい。
　また、上記実施形態では、送電体１０は、１本の被覆電線３で構成されているが、複数本の被覆電線３を束ねて構成されるワイヤハーネスであってもよく、１本以上の被覆電線を保護層で被覆したケーブル（例えばバッテリーケーブル）であってもよい。
　さらに上記実施形態では送電体１０が絶縁被覆層２を備えているが、絶縁被覆層２は省略することが可能である。即ち送電体１０は、裸状態の撚線導体１で構成されてもよいし、１本のＡｌ合金導電線４のみで構成されてもよい。
　また上記実施形態では、例えばキャストバー１２の熱間加工は、上記のように熱間圧延加工となっているが、熱間押出加工でもよい。またワイヤロッド１３の伸線加工は、冷間加工でなく、公知の他の方法によって行ってもよい。
　さらに上記実施形態では、引張強さ及び伸びを高め、更に導電率をより高めるために、ワイヤロッド１３を伸線加工して得られる伸線体１６を溶体化処理し、溶体化処理後に冷間加工を行い、更に人工時効硬化処理を施すＪＩＳ　Ｔ８による調質処理が行われているが、ＪＩＳ　Ｔ８による調質処理に代えて、他の調質処理を行ってもよい。即ち、伸線体１６を溶体化処理した後、冷間加工を行わずに人工時効硬化処理を施す方法（ＪＩＳ　Ｔ６）、伸線体１６を高温加工した後冷却して冷間加工を行い、更に人工時効硬化処理を施す方法（ＪＩＳ　Ｔ１０）、伸線体１６を高温加工した後、冷却し冷間加工を行わずに人工時効硬化処理を施す方法（ＪＩＳ　Ｔ５）を行ってもよい。ここで、高温加工とは、伸線体１６を４００～５５０℃の高温で処理することを言う。なお、上記調質処理は省略することが可能である。この場合、伸線体１６がそのままＡｌ合金導電線４となる。
　以下、本発明の内容を実施例及び比較例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
　（実施例１～４２及び比較例１～１３）
　Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｔｉ及びＡｌを表１～３に示す組成で溶解し、連続鋳造機にて鋳造して、線径２５ｍｍのキャストバーを作製した。そして、キャストバーを熱間圧延して線径９．８ｍｍのワイヤロッドを作製した。このワイヤロッドを、線径が０．３３ｍｍとなるまで冷間伸線加工し、Ａｌ合金素線を得た。このＡｌ合金素線を表１～３に示す時効硬化処理温度及び時間で、時効硬化処理を施した。このようにしてＡｌ合金導電線を得た。
　このようにして得たＡｌ合金導電線について、ＪＩＳＣ３００２に準拠して２０℃で引張試験を行うことにより引張強さ及び伸びを測定した。結果を表１～３に示す。
　また２０℃においてＡｌ合金導電線の導電率を測定した。結果を表１～３に示す。
　さらに、キャストバー及びワイヤロッドにおける割れの発生を目視にて観察した。結果を表１～３に示す。
　Ａｌ合金導線線についての判定（評価）は以下の基準に基づいて行った。
（１）引張強さが１４０ＭＰａ以上である
（２）伸びが１２％以上である
（３）導電率が５８％ＩＡＣＳ以上である
（４）キャストバー又はワイヤロッドにおける割れの発生が無い
　そして、上記（１）～（４）の全ての基準を満たすＡｌ合金導電線は合格とし、表１～３において「○」で示した。一方、上記（１）～（４）の基準のうち１つでも満たさないＡｌ合金導電線は不合格とし、表１～３において「×」で示した。ここで、引張強さを１４０ＭＰａ以上で合格としたのは、軟銅線と同等の引張強さ（約２１０ＭＰａ）を、断面積が１．５倍のＡｌ合金線で実現するための引張強さが、２１０ＭＰａ×２／３＝１４０ＭＰａであるからである。尚、Ａｌ合金導電線の断面積を軟銅線の断面積の１．５倍にしても、アルミニウムの密度は２．７ｇ／ｃｍ３であり、銅の密度は８．９ｇ／ｃｍ３であるため、Ａｌ合金導電線を軟銅線よりも軽量化することが可能である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１～３に示す結果より、本発明の要件を満たす実施例１～４２は、上記（１）～（４）の全ての基準を満たした。従って、判定は合格であった。一方、本発明の要件を満たさない比較例１～１３は、上記（１）～（４）の基準のうちの少なくとも１つを満たすことができなかった。従って、判定は不合格であった。
　以上のことから、本発明の送電体によれば、高い導電性を有しながら引張強さと伸びとを両立させることができ且つ、割れの発生による導通不良を十分に防止できることが確認された。
　本発明の送電体は、高い導電性を有しながら引張強さと伸びとを両立させることができ且つ割れの発生による導通不良を十分に防止できるので、ワイヤハーネスやバッテリーケーブル等として用いることが可能である。
２…絶縁被覆層
３…被覆電線（送電体）
４…Ａｌ合金導電線
１０…送電体
１２…キャストバー
１３…ワイヤロッド
１６…伸線体

Claims (6)

  1. 　Ｆｅを１．２～２．２質量％、Ｓｉを０．１５～０．４質量％、Ｃｕを０．０６～０．２質量％含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、
    　Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００７５０であるＡｌ合金を含むＡｌ合金導電線を備えた送電体。
  2. 　前記Ａｌ合金において、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００３００である請求項１に記載の送電体。
  3. 　前記Ａｌ合金において、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００１９０である請求項１に記載の送電体。
  4. 　Ａｌ合金導電線を形成する導電線形成工程を含む送電体の製造方法であって、
    　前記導電線形成工程が、
    　Ａｌ合金を溶解し、鋳造して、キャストバーを作製するキャストバー作製工程と、
    　前記キャストバーを熱間加工してワイヤロッドを作製するワイヤロッド作製工程と、
    　前記ワイヤロッドを伸線加工して伸線体を得る伸線加工工程とを経て前記Ａｌ合金導電線を形成する工程であり、
    　前記キャストバー作製工程において、前記Ａｌ合金として、Ｆｅを１．２～２．２質量％、Ｓｉを０．１５～０．４質量％、Ｃｕを０．０６～０．２質量％含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、Ｔｉ／Ｆｅが質量比で０．０００４５～０．００７５０であるＡｌ合金が用いられる送電体の製造方法。
  5. 　前記導電線形成工程が、前記伸線加工工程の後に、前記伸線体に対し、以下の（ａ）～（ｄ）のいずれかの調質処理を行う調質処理工程を更に含む請求項４に記載の送電体の製造方法。
    （ａ）溶体化処理した後に冷間加工を行い、更に人工時効硬化処理を施す調質処理
    （ｂ）溶体化処理した後、冷間加工を行わずに人工時効硬化処理を施す調質処理
    （ｃ）高温加工した後冷却して冷間加工を行い、更に人工時効硬化処理を施す調質処理
    （ｄ）高温加工した後、冷却し冷間加工を行わずに人工時効硬化処理を施す調質処理
  6. 　前記調質処理工程において、前記人工時効硬化処理は、２００～４００℃で行う請求項５に記載の送電体の製造方法。
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