1、序言
根据削减CO2的要求和铜价上涨等世界形势,在电线行业领域,铜线被轻量、低价的铝线所替代在加快。由于纯铝的电导率和重量大约分别是纯铜的1/2和1/3,为使其达到相同的电阻,即使加大纯铝线的断面积,仍可实现为铜线重量约1/2的轻量化效果。然而,相对于抗拉强度为230MPa的纯铜,抗拉强度只100MPa的纯铝处于劣势,因此,使用径小的铜线而担心断线的例子很少。例如,古河公司针对汽车用线束(WH),自主开发了比纯铝强度高的铝合金线MSAL(Al-0.2Fe-0.2Cu-0.1Mg-0.1Si合金),MSAL已用于比传统线径要小的电路。考虑到今后在各种工业领域也要求使用细径高强度铝合金线,如以下所示,不损害电导率和柔软性,开发了强度更高的铝合金线。
在铝合金系中析出硬化型Al-Mg-Si合金,用固溶化处理使Mg和Si固溶,通过时效处理使其形成Mg2Si化合物,是众所周知的高强度和高电导率均衡的合金,已用于架空线等。但是,提高强度时,虽然有利Mg及Si的高浓度化和高加工率,但存在伸长率下降的问题。当伸长率降低并安装于机器和使用时,由于冲击载荷而担心断线。另外,也担心Mg和Si含量增加时,使电导率大幅度降低的情况出现。
研发者通过调整Mg和Si的含量及优化再结晶的固溶化处理和时效处理,开发了抗拉强度,伸长率和电导率均衡效果好的铝合金线。同时,由于固溶化处理,晶粒粗大化,伸长率下降,发现Mn元素能有效控制晶粒的粗大化。并且,发现添加Ni元素可有效提高其冲击强度。本文报道了Mg、Si、Mn及Ni固溶处理和时效处理后的金属组织与机械性能的关系。
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