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[高新技术 ] 线束可靠性设计案例分享及线束测试仪的应用

P:2021-09-24 10:56:53

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在汽车工业中,因为对节能减排的要求越来越高,轻型线束的需求越来越大,线束减重势在必行。此外,铜价飞涨,这促使汽车工业选择比铜性价比更高的铝作为替代。

 

虽然,铝线有着低导电率,低抗拉强度,加工性差、表面绝缘氧化膜强等缺点,但铝线应用正越来越多相关技术与研究也日趋成熟。本文将重点分析铝线汽车线束的各项技术性能,以及线束测试仪在其中的应用。

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汽车铝线

用于制造汽车铝线的铝合金要求具有高抗拉强度和高导电性。而纯铝106099.6%纯度)用于一般工业用途,其电导率高达62% IACS。然而,退火后,它表现出低的拉伸强度为70 MPa4)。对于汽车线材的应用,有必要通过合金化来提高其抗拉强度。

 

固溶强化是提高金属抗拉强度的有效措施。然而,这种方法导致电导率明显降低。同时,更大的失配应变(MS* 35)也有望提高金属的抗拉强度。对于汽车线的应用,有必要抑制电导率的降低和提高抗拉强度。因此,如果一个元素在低固溶体量下提供了大量的MS,那么它被认为是有效的合金元素。

通过第一性原理计算,测定了各种铝合金元素的MS值和室温固溶体的最大量。在分析计算结果后,选择Fe作为合金元素(表1)。

 

进一步研究合金化铁量与Al-Fe合金材料性能之间的关系表明,如果合金化铁的质量百分比为1.5%或更高,性能目标将得以实现(图2)。

 

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1 MS和固溶体的最大量各种元素的铝合金化

 

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2 Fe添加量对材料性能的影响

 

用传统方坯铸造和挤压结晶制备的线材* 5Al铁化合物。它们的延展性和可加工性较差。这些线材通过Properzi方法*6生产,在铸造和轧制过程中使用高冷却速率而不再加热。该过程控制该化合物处于良好状态,并保持合金(6)的高延展性。

 

然而,汽车导线的股直径对于铝线来说是非常小的,范围从0.150.5毫米。当铁的质量百分比超过1.2%时,钢丝的可加工性降低,在拉拔和绞合过程中由于加工限制而断丝,如图3所示。

 

为了解决这个问题,我们寻求一种第二种合金元素,它可以部分取代铁,从而在不影响加工性的前提下提高抗拉强度。

图片9.png

3 铝单丝断口

 

由于Al-Fe合金具有较大的余量满足导电性目标,因此允许在一定程度上降低合金的导电性。因此,为了用作第二合金元素,我们选择了MS含量低(对加工性能有不利影响)但固溶体最大量高的元素,尽管电导率有所降低。表1所示元素的比较表明Mg是最合适的。

 

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