[發明專利]一種汽車線用Al-Fe-Cu-Mg-Ca鋁合金及其線束

在審

• 申請號: 201310733517.7
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103757496A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 林澤民
• 申請（專利權）人: 安徽欣意電纜有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/06;C22C21/08;C22C21/16;H01B1/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及一種可用作移動載體中的蓄電池線纜、線束或發動機用線纜的線束，屬于鋁合金領域。

背景技術

目前世界范圍內汽車工業發展迅速，汽車工業不僅成為美國，日本等發達國家的支柱產業，也成為包括中國在內的一些發展中國家的支柱產業，作為汽車重要配套產品之一的汽車線，無論在規模產量還是品種需求上均有良好的市場前景。

同時汽車向小型化、輕量化方向發展，各種電子設備的控制電路增加，機動車內的配線位置增多，為了達到節能降耗目的，要求汽車低壓電線向縮小尺寸的性能方向發展。因此，為了減輕重量，已經嘗試使用導體由鋁材料制成的鋁電線。

導體由鋁基材料制成的鋁電線由于重量輕且導電性優異，因而常規地用于設置高架輸電線的電力工業領域中。鋁合金已越來越多地用于鋁電線的導體以提高強度和耐彎曲性，另外隨著銅資源的日益匱乏，而鋁的含量很豐富，以鋁代替銅受到了研究者的關注，因此鋁合金作為電纜導體成為了研究的熱點。

例如，日本專利特開2006-19163號公報公開了一種鋁導體，它是通過將鋁合金線材捻合而制成的絞合線，所述鋁合金線材含有1.10-1.50質量%的Fe、0.03-0.25質量%的Mg、0.02-0.06%質量%的Si，余量為Al和不可避免的雜質。該篇專利提到的鋁合金線材是一種硬質拉絲線，從而所述導線盡管強度有所提高，但伸長率差，這導致耐彎曲性和耐沖擊性下降。

日本專利汽車用鋁電線及其制造方法（申請號：200820111739.2）中提供的導體有110MPa以上的拉伸強度、15%以上的斷裂伸長率和58%IACS以上的電導率，但是，該篇專利對于導體的抗蠕變性沒有體現出很好的改善效果。

然而作為移動體的電氣配線體的導體，其中最重要的一個問題就是對耐蠕變特性的要求。因為鋁容易蠕變的環境溫度約140℃，而移動體的熱環境譬如汽車的引擎室、驅動用發動機這些部分在盛夏就易達到這個溫度。另外，移動體的電氣配線體電線鉚接于端子，如果發生了蠕變，則有脫落的隱患。

因此，耐蠕變特性優異的鋁導體的開發是有必要的。另外，為防止在無限多次交變載荷作用下對作為移動體的電氣配線體的導體造成破壞，耐疲勞性的提高也是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種質輕、有優異電導率、拉伸強度、加工性、抗蠕變性能的汽車線用Al-Fe-Cu-Mg-Ca合金及其制備方法及其制備而得的汽車線束。

上述目的通過以下方案實現：

一種汽車線用Al-Fe-Cu-Mg-Ca合金，包括以下成分：

Fe，含量為0.2-1.4wt%，

Cu+Mg，含量為0.01-0.5wt%，

Ca，含量為0.001-0.2wt%，

余量為Al和不可避免的雜質。

所述的合金還含有不超過0.1wt%的Si。

所述的合金中還含有0.1-0.3wt%的RE，其中Ce、La占稀土總量的50%以上。

所述的鋁合金電阻率不大于0.028264Ω·mm²/m，斷裂伸長率不低于10%，溫度140℃、120MPa壓應力條件下，1-100小時的平均蠕變速度為1×10^-3（%/h）或更低，且90度疲勞彎折次數達到30或更高。

所述的導體線芯由10-1000根0.2-0.5mm的單絲束絞而成。

所述的絕緣層外擠包一層護套；所述絕緣和護套材料采用聚氯乙烯、聚氯乙烯-丁腈聚合物、聚酰胺、氟化乙丙烯或聚丙烯材料。

所述的汽車線束可用于-40-150℃環境下。

所述的汽車線束可用作移動體載體中的蓄電池線纜、線束或發動機用線纜。

用于制備本發明鋁合金的方法包括以下步驟：

a)通過對熔融鋁合金進行鑄造得到鑄造材料：按配方比例加入Al錠、Al-Fe錠、Al-Mg錠、Al-Cu錠和Al-Ca錠或純金屬錠在700℃或更高的溫度下熔煉處理；680℃以下的溫度進行鑄造；

b)將步驟a)得到的鑄錠進行固溶處理和時效處理，再軋制成合金桿；

c)將步驟b)軋制成的合金桿經過冷拔、絞合、軟化，擠包絕緣制成合金電線。

優選的，用于制備本發明合金電線的方法包括以下步驟：

a)通過對熔融鋁合金進行鑄造得到鑄造材料：按配方比例加入Al錠、Al-Fe錠、Al-Mg錠、Al-Cu錠、Al-RE錠或純金屬錠在700℃或更高的溫度下熔煉處理；680℃以下的溫度進行鑄造；