[发明专利]一种汽车线用Al-Fe-Cu-Mg-Ni铝合金及其线束

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用作移动载体中的蓄电池线缆、线束或发动机用线缆的线束，属于铝合金领域。

背景技术

目前世界范围内汽车工业发展迅速，汽车工业不仅成为美国，日本等发达国家的支柱产业，也成为包括中国在内的一些发展中国家的支柱产业，作为汽车重要配套产品之一的汽车线，无论在规模产量还是品种需求上均有良好的市场前景。

同时汽车向小型化、轻量化方向发展，各种电子设备的控制电路增加，机动车内的配线位置增多，为了达到节能降耗目的，要求汽车低压电线向缩小尺寸的性能方向发展。因此，为了减轻重量，已经尝试使用导体由铝材料制成的铝电线。

导体由铝基材料制成的铝电线由于重量轻且导电性优异，因而常规地用于设置高架输电线的电力工业领域中。铝合金已越来越多地用于铝电线的导体以提高强度和耐弯曲性，另外随着铜资源的日益匮乏，而铝的含量很丰富，以铝代替铜受到了研究者的关注，因此铝合金作为电缆导体成为了研究的热点。

例如，日本专利特开2006-19163号公报公开了一种铝导体，它是通过将铝合金线材捻合而制成的绞合线，所述铝合金线材含有1.10-1.50质量%的Fe、0.03-0.25质量%的Mg、0.02-0.06%质量%的Si，余量为Al和不可避免的杂质。该篇专利提到的铝合金线材时一种硬质拉丝线，从而所述导线尽管强度有所提高，但伸长率差，这导致耐弯曲性和耐冲击性下降。

日本专利汽车用铝电线及其制造方法（申请号：200820111739.2）中提供的导体有110MPa以上的拉伸强度、15%以上的断裂伸长率和58%IACS以上的电导率，但是，该篇专利对于导体的抗蠕变性没有体现出很好的改善效果。

然而作为移动体的电气配线体的导体，其中最重要的一个问题就是对耐蠕变特性的要求。因为铝容易蠕变的环境温度约140℃，而移动体的热环境譬如汽车的引擎室、驱动用发动机这些部分在盛夏就易达到这个温度。另外，移动体的电气配线体电线铆接于端子，如果发生了蠕变，则有脱落的隐患。

因此，耐蠕变特性优异的铝导体的开发是有必要的。另外，为防止在无限多次交变载荷作用下对作为移动体的电气配线体的导体造成破坏，耐疲劳性的提高也是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质轻、有优异电导率、拉伸强度、加工性、抗蠕变性能的汽车线用Al-Fe-Cu-Mg-Ni铝合金及其制备方法及其制备而得的汽车线束。

上述目的通过以下方案实现：

一种汽车线用Al-Fe-Cu-Mg-Ni铝合金，包括以下成分：

Fe，含量为0.2-1.4wt%，

Cu+Mg，含量为0.01-0.5wt%，

Ni，含量为0.001-0.2wt%，

余量为Al和不可避免的杂质。

所述的合金还含有不超过0.1wt%的Si。

所述的合金中还含有0.1-0.3wt%的RE，其中Ce、La占稀土总量的50%以上。

所述的铝合金电阻率不大于0.028264Ω·mm²/m，断裂伸长率不低于10%，温度140℃、120MPa压应力条件下，1-100小时的平均蠕变速度为1×10^-3（%/h）或更低，且90度疲劳弯折次数达到30或更高。

所述的汽车线用Al-Fe-Cu-Mg-Ni铝合金的制备方法，通过熔炼、铸造、轧制而成铝合金杆。

所述的利用汽车线用Al-Fe-Cu-Mg-Ni铝合金而制得的汽车线束，通过熔炼、铸造、轧制而成铝合金杆，再经拉制、束绞、软化而成铝合金导体线芯，导体线芯外挤包一层绝缘而制得。

所述的导体线芯由10-1000根0.2-0.5mm的单丝束绞而成。

所述的绝缘层外挤包一层护套；所述绝缘和护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。

所述的汽车线束可用于-40-150℃环境下。

所述的汽车线束可用作移动体载体中的蓄电池线缆、线束或发动机用线缆。

用于制备本发明铝合金的方法包括以下步骤：

a)通过对熔融铝合金进行铸造得到铸造材料：按配方比例加入Al锭、Al-Fe锭、Al-Mg锭、Al-Cu锭和Al-Ca锭、Al-Ti锭、Al-Ni锭、Al-Zn锭、Al-V锭中的两种或两种以上或纯金属锭在700℃或更高的温度下熔炼处理；680℃以下的温度进行铸造；

b)将步骤a)得到的铸锭进行固溶处理和时效处理，再轧制成合金杆；