鋁合金導(dǎo)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種鋁合金導(dǎo)體，其導(dǎo)電率、耐撓曲疲勞特性優(yōu)異，且具有為使處理性良好而要求的適當?shù)那姸?。本發(fā)明為一種鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，所述鋁合金導(dǎo)體具有再結(jié)晶集合組織，該再結(jié)晶集合組織中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置；拉絲方向的垂直截面上的晶體粒徑為1μm～30μm。
【專利說明】鋁合金導(dǎo)體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用作電配線體的導(dǎo)體的鋁合金導(dǎo)體。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，使用被稱作線束(wire harness)的部件作為汽車、電車、飛行器等移動體的電配線體，這種部件在含有銅或銅合金導(dǎo)體的電線上安裝有銅或銅合金(例如黃銅)制的端子(連接器)。但近年來，在移動體的輕量化中，正在進行使用比銅或銅合金更輕量的鋁或鋁合金作為電配線體的導(dǎo)體的研究。
[0003]鋁的比重約為銅的1/3，鋁的導(dǎo)電率約為銅的2/3 (以純銅作為100%IACS的基準的情況下，純鋁約為66%IACS)，為了在純鋁的導(dǎo)體線材中流通與純銅的導(dǎo)體線材相同的電流，需要使純鋁導(dǎo)體線材的截面積為純銅導(dǎo)體線材的約1.5倍，但即使這樣，仍然具有重量約為銅的一半這樣的優(yōu)勢。
[0004]需要說明的是，上述的％IACS表示以國際標準軟銅(International AnnealedCopper Standard)的電阻率 1.7241 X 10-8 Ω m 作為 100%IACS 時的導(dǎo)電率。
[0005]為了將該鋁用作移動體的電配線體的導(dǎo)體，存在著一些問題。其中一個為耐撓曲疲勞特性的提高。其原因是，安裝于門等的線束因門的開關(guān)而反復(fù)承受彎曲應(yīng)力。對于鋁等金屬材料來說，若如門的開關(guān)那樣反復(fù)對其施加、解除負荷，即使是在一次的負荷下不會發(fā)生斷裂的這樣的低負荷的條件下，也會在某一反復(fù)次數(shù)下發(fā)生斷裂(疲勞破壞)。當所述鋁導(dǎo)體用于開關(guān)部時，若耐撓曲疲勞特性差，則在其使用中可能發(fā)生導(dǎo)體斷裂，缺乏耐久性、可靠性。
[0006]一般來說，強度越高的材料，疲勞特性越好。因此，可適當采用強度高的鋁線材，但要求線束在進行其設(shè)置時要`容易進行處理(車體上的安裝作業(yè))，并且也為了無需施加過度的力，因此強度不宜過高。線束由于其復(fù)雜的線路構(gòu)成，因此其是通過使附屬于線束的連接器彼此連接、或按照規(guī)定的線路對線束進行彎曲等手工作業(yè)來進行組裝的。這樣的情況下，若電線的強度較高，在對線束進行彎曲或拉升時，則需要施加非常大的力，因此可以預(yù)想到這對于I天要花費數(shù)小時反復(fù)進行作業(yè)的作業(yè)人員來說是非常痛苦的作業(yè)，作業(yè)性差。已知:在通常情況下，作為構(gòu)成線束的材料，采用將幾根~幾十根金屬線進行捻合而形成絞線進一步對其實施包覆而成的電線，但金屬線的強度對電線的強度會產(chǎn)生影響。因此，要求開發(fā)一種作業(yè)人員容易進行處理的低強度金屬線。
[0007]因如上所述的問題、要求而尋求一種強度低但耐撓曲疲勞特性較高的導(dǎo)電線。另外，在處理性中還要求柔軟性，大多使用能夠確保10%以上的作為柔軟性的評價指標的伸長率的韌材(退火材)。
[0008]因此，對于用于移動體的電配線體的鋁導(dǎo)體來說，要求如下所述的材料:該材料對于作業(yè)人員來說為使處理性良好而要求的適當?shù)那姸取⒁约盀榱耸垢嗟碾娏髁魍ǘ枰膶?dǎo)電率、以及耐撓曲疲勞特性優(yōu)異。需要說明的是，此處，屈服強度是指去除力后產(chǎn)生規(guī)定的永久伸長率時的應(yīng)力，其可以作為表示作業(yè)性時的強度的指標。[0009]針對具有如此要求的用途，以輸電線用鋁合金線材(JIS A1060和JIS A1070)為代表的純鋁系無法充分耐受由于門等的開關(guān)而產(chǎn)生的反復(fù)彎曲應(yīng)力。另外，加入了各種各樣的添加元素而合金化的材料存在下述問題:因向鋁中所添加的元素的固溶現(xiàn)象而招致導(dǎo)電率的下降；由于屈服強度高而導(dǎo)致處理性差。為此，必須對添加元素進行限定、選擇以防止斷線，并且需要防止導(dǎo)電率下降，適當控制屈服強度及耐撓曲疲勞特性。
[0010]作為用于移動體的電配線體的鋁導(dǎo)體，代表性的有專利文獻I~4所述的物質(zhì)。但是，專利文獻I所記載的電線導(dǎo)體中，Mg及Si的量較多，因此有時會導(dǎo)致在拉絲加工等時產(chǎn)生斷線。對于專利文獻2中具體記載的鋁導(dǎo)電線，其未進行最終(仕上(f )退火。在車體上的安裝作業(yè)中期望一種柔軟性更高的材料。專利文獻3中公開了輕量、柔軟且撓曲性優(yōu)異的鋁導(dǎo)電線，但是由于強度高而在處理性上存在問題。專利文獻4為箔材。對于板材和箔材來說，它們的變形方式不同。該加工歷程會對后工序中的結(jié)晶集合組織的形成產(chǎn)生影響，導(dǎo)致晶體取向形成的方式不同。因此，由線得到目標結(jié)晶集合組織、與由箔得到目標結(jié)晶集合組織在技術(shù)方面是不同的。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特開2008-112620號公報
[0014]專利文獻2:日本特開2006-19163號公報
[0015]專利文獻3:日本特開2006-253109號公報
[0016]專利文獻4:日本特公昭54-11242號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明要解決的問題
[0018]本發(fā)明的課題在于提供一種鋁合金導(dǎo)體，其導(dǎo)電率、耐撓曲疲勞特性優(yōu)異，且具有為使處理性良好而要求的適當?shù)那姸取?br> [0019]用于解決問題的手段
[0020]本發(fā)明人反復(fù)進行了各種各樣的研究，發(fā)現(xiàn)通過對鋁合金的熱處理和熱處理前的加工度等制造條件進行控制，由此可以制造如下所述的鋁合金導(dǎo)體，該鋁合金導(dǎo)體中，形成有結(jié)晶集合組織，并且在維持了優(yōu)異的耐撓曲疲勞特性和導(dǎo)電率的同時將屈服強度降低至適當?shù)姆秶?；本發(fā)明是基于這樣的見解而完成的。
[0021 ] 即，上述課題通過以下發(fā)明達成。
[0022](I) 一種鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，該鋁合金導(dǎo)體具有結(jié)晶集合組織，該結(jié)晶集合組織中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置；拉絲方向的垂直截面上的晶體粒徑為I μ m~30 μ m。
[0023](2)如(I)所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，在從線材拉絲方向的垂直截面上的圓的中心到2/3的半徑內(nèi)所處的范圍中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上，所述
(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置，并且，在從線材拉絲方向的垂直截面上的圓周到沿半徑方向位于內(nèi)側(cè)1/3處的范圍中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置。
[0024](3)如(I)或(2)所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，所述鋁合金導(dǎo)體的合金組成含有0.01質(zhì)量％~0.4質(zhì)量％的Fe、0.04質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％的Mg、0.02質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％的S1、0.1質(zhì)量％~0.5質(zhì)量％的Cu，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0025](4)如⑴~(3)任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，在導(dǎo)體的長度方向進行測定的拉伸試驗中，0.2%屈服強度為35MPa~80MPa。
[0026](5)如(I)~(4)任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，該鋁合金導(dǎo)體可以用作移動體內(nèi)的電池纜線、線束或發(fā)動機用導(dǎo)線。
[0027](6)如(5)所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，所述移動體為汽車、電車或飛行器。
[0028](7) 一種鋁合金線的制造方法，其是制造(I)~(6)所述的鋁合金線的方法，該鋁合金制造方法在經(jīng)過熔解、鑄造、熱加工或冷加工而形成粗引線之后，具有第I拉絲加工、中間熱處理、第2拉絲加工、最終熱處理這些工序，其中，該制造方法是按照在230°C~290°C的溫度進行I小時~10小時中間熱處理、且第2拉絲加工的加工率為10%~30%的條件下進行的。
[0029](8)如(7)所述的制造鋁合金線的方法，其中，所述最終熱處理為連續(xù)通電熱處理，且滿足下式。
[0030]0.03≤ X ≤ 0.55，且
[0031 ] 26χ-°.6+377 ^ y ^ 23.5χ^°.6+423 (左邊和右邊的 χ 代入相同值)
[0032](式中，χ表示退火時間(秒)，y表示線材溫度(V))。
[0033](9)如(7)所述的制造鋁合金線的方法，其中，所述最終熱處理為連續(xù)運轉(zhuǎn)熱處理，且滿足下式。
[0034]1.5 ≤ χ≤ 5，且
[0035]-50x+550 ^ z ^ _36x+650 (左邊和右邊的χ代入相同值)
[0036](式中，χ表示退火時間(秒)，ζ表示退火爐溫度(V))。
[0037]發(fā)明效果
[0038]本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體具有并不過高且適當?shù)那姸?，因此將線束安裝于車載上時的處理性優(yōu)異。另外，其導(dǎo)電率優(yōu)異，作為移動體所搭載的電池纜線、線束或發(fā)動機用導(dǎo)線是有用的。特別是其耐撓曲疲勞特性優(yōu)異，可以適當用于要求非常高的耐撓曲疲勞特性的門或箱、發(fā)動機罩等。
[0039]對于本發(fā)明的上述及其它的特征和優(yōu)點，適當參照附圖，由下述記載而能夠更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是示意性地表示從線材拉絲方向的垂直截面上的圓的中心到2/3的半徑內(nèi)所處的范圍、和從線材拉絲方向的垂直截面上的圓周到沿半徑方向位于內(nèi)側(cè)1/3處的范圍的說明圖。
[0041]圖2是對實施例中所進行的反復(fù)斷裂次數(shù)進行測定的試驗的說明圖。
【具體實施方式】
[0042]本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體通過對結(jié)晶集合組織進行如下規(guī)定，由此可以為具備優(yōu)異導(dǎo)電率和耐撓曲疲勞特性、適當?shù)那姸鹊牟牧稀0043](結(jié)晶集合組織)
[0044]本發(fā)明中，使用位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置上的晶面來規(guī)定結(jié)晶集合組織。結(jié)晶集合組織是指由某一定的晶體取向大量集合而成的多晶粒構(gòu)成的組織。本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體的結(jié)晶集合組織是具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上的結(jié)晶集合組織，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置。更優(yōu)選的是如下所述的結(jié)晶集合組織:該結(jié)晶集合組織中，在從線材拉絲方向的垂直截面上的圓的中心到2/3的半徑內(nèi)所處的范圍(中心部)中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上(對于上限并無限制，優(yōu)選為50%以下)，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置；并且，在從線材拉絲方向的垂直截面上的圓周到沿半徑方向位于內(nèi)側(cè)1/3處的范圍(外周部)中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上(對于上限并無限制，優(yōu)選為50%以下)，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置。在圖1中示意性地示出了上述中心部和圓周部。圖1是線材拉絲方向的垂直方向的截面圖，其中，r表示半徑，以A表示的部分為中心部，以B表示的部分為外周部。如此將區(qū)域分隔的理由之一是為了表示下述內(nèi)容:在線材的加工中，線材的中心部和外周部的變形的方式不同，在發(fā)生不同變形的線材的中心部和外周部中，具有(100)面的晶粒的面積率均為20%以上。通過形成這樣的結(jié)晶集合組織，在如圖2所示使線材相對于拉絲方向進行撓曲時，(100)面可以提高耐撓曲疲勞特性。
[0045]需要說明的是，本發(fā)明中的晶體取向的面積率為通過EBSD法測定的值。EBSD法是電子背散射衍射法(Electron BackScatter Diffraction)的簡稱,其是指利用在掃描電子顯微鏡(SEM)內(nèi)對試料照射電子射線時產(chǎn)生的反射電子菊池線衍射而進行的晶體取向解析技術(shù)。面積率為在拉絲方向自(100)面等理想晶面在±15°以內(nèi)的范圍傾斜的晶粒的面積相對于總測定面積的比例。在基于EBSD的取向解析中所得到的信息包括電子射線侵入到試樣中直至數(shù)十納米深度的取向信息，但由于其相對于所測定的范圍(広? )充分小，因而在本說明書中作為面積率處 理。
[0046](晶體粒徑)
[0047]在本發(fā)明中，使鋁線材的拉絲方向的垂直截面上的晶體粒徑為Ιμπι~30μπι。若晶體粒徑過小，則部分再結(jié)晶組織殘留，不僅得不到目標結(jié)晶集合組織，還會使伸長率顯著降低。若晶體粒徑過大、形成粗大的組織，則變形行為不均勻，與晶體粒徑過小的情況同樣地會導(dǎo)致伸長率降低，并且屈服強度顯著降低。晶體粒徑優(yōu)選為5μπι~30μπι，更優(yōu)選為5 μ m ~20 μ m0
[0048]需要說明的是，本發(fā)明中的“晶體粒徑”是利用光學(xué)顯微鏡進行觀察、通過交叉法進行粒徑測定得到的平均粒徑，為50個~100個晶粒的平均值。
[0049]為了得到具有這樣的結(jié)晶集合組織與晶體粒徑的鋁合金導(dǎo)體，可通過使合金組成為如后所述以及如以下所述對熱處理和熱處理前的加工度等制造條件進行控制來實現(xiàn)。優(yōu)選的制造方法與合金組成的示例如下所述，但其是用于理解發(fā)明的示例，對于線徑等并非限制于此。
[0050](制造方法)
[0051]本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體可通過經(jīng)由如下各工序來進行制造:[I]熔解、[2]鑄造、[3]熱或冷加工、[4]第I拉絲加工、[5]中間熱處理、[6]第2拉絲加工、[7]最終熱處理(最終退火)。
[0052][I]溶解
[0053]在熔解中，按照后述鋁合金組成達到各實施方式的濃度這樣的分量進行熔煉。
[0054][2]鑄造、[3]熱或冷加工
[0055]接下來，使用組合有鑄造輪與傳動帶的普羅佩茲式(口~> ★式)連續(xù)鑄造壓延機，一邊用水冷后的鑄模連續(xù)地對熔液進行鑄造一邊進行壓延，制成約IOmmcp的棒材。此時的鑄造冷卻速度為1°C /秒~20°C /秒。鑄造和熱壓延可以通過鋼坯鑄造、擠出法以及模具法等來進行。
[0056][4]第I拉絲加工
[0057]接著，實施表面去皮(皮&務(wù))，制成9ηιηιφ~9.5mmtp，對其進行拉絲加工。加工度優(yōu)選為I以上且6以下。此處，若將拉絲加工前的線材截面積設(shè)為Atl、將拉絲加工后的線材截面積設(shè)為A1，則加工度η以Il=In(AcZA1)表示。此時的加工度若過小，則在進行下道工序的熱處理時，再結(jié)晶粒粗大化，屈服強度和伸長率顯著降低，有時也會導(dǎo)致產(chǎn)生斷線。若過大，則拉絲加工困難，有時會出現(xiàn)在拉絲加工中產(chǎn)生斷線等產(chǎn)品質(zhì)量方面的問題。通過進行表面去皮，可使表面潔凈化，但也可以適當省略該去皮。在可預(yù)測到最終線徑為止的加工度為6以上的情況下，為了防止拉絲加工中的斷線，在途中可適當進行軟化處理。
[0058][5]中間熱處理
[0059]接著，為了得到目標結(jié)晶集合組織，對進行了冷拉絲的加工材實施中間熱處理。此處，作為目標的結(jié)晶集合組織是指具有(100)面的晶粒均勻分散的狀態(tài)，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置。中間熱處理溫度為230°C~290°C。若中間熱處理溫度小于230°C，則未再結(jié)晶`粒殘留，無法得到目標結(jié)晶集合組織。若超過290°C，則晶體取向在再結(jié)晶中發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此無法得到目標結(jié)晶集合組織。中間熱處理溫度優(yōu)選為240°C~280°C。中間熱處理時間為I小時~10小時。若中間熱處理時間小于I小時，則未再結(jié)晶粒殘留，無法得到目標再結(jié)晶集合組織。若超過10小時，則由于溫度而導(dǎo)致晶體取向在再結(jié)晶中發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此無法得到目標結(jié)晶集合組織。中間熱處理時間優(yōu)選為2小時~8小時。
[0060][6]第2拉絲加工
[0061]進一步實施拉絲加工。此時的加工率為10%~30%。此處，加工率是指以拉絲加工前后的截面積之差除以原來的截面積再乘以100而得到的值。加工率若小于10%，則賦予應(yīng)變不足，在下道工序的熱處理時無法得到目標結(jié)晶集合組織。若超過30%，則位于與拉絲方向的垂直截面平行的位置的(100)面的再結(jié)晶率降低，從而無法得到目標結(jié)晶集合組織。加工率優(yōu)選為15%~25%。
[0062][7]最終熱處理(最終退火)
[0063]通過連續(xù)熱處理對冷拉絲后的加工材進行最終熱處理。最終熱處理可通過連續(xù)通電熱處理、連續(xù)運轉(zhuǎn)熱處理(continuous running heat treatment)這2種方法中的任意一種來進行。
[0064]連續(xù)通電熱處理是利用焦耳熱來進行退火的，該焦耳熱是通過向連續(xù)通過2個電極輪的線材通電流而由自身所產(chǎn)生的。其包括急熱、急冷工序，能夠在控制線材溫度和退火時間的條件下對線材進行退火。冷卻是通過在急熱后使線材連續(xù)通過水中或氮氣氣氛中而進行的。在線材溫度過低和/或退火時間過短的情況下，無法得到車載安裝時所需要的柔軟性；若過高的情況下，由于過退火而使晶體取向過度旋轉(zhuǎn)，無法得到目標結(jié)晶集合組織，并且耐撓曲疲勞特性也變差。由此，若在滿足以下關(guān)系的條件下進行，則可以形成上述的結(jié)晶集合組織。
[0065]在連續(xù)通電熱處理中，若將線材溫度設(shè)為y(°C )、將退火時間設(shè)為x(秒)，則以滿足0.03≤χ≤0.55、且26χ-α 6+377 ≤ y ≤23.5x_a6+423 (左邊與右邊的χ帶入相同值)的方式來進行。
[0066]上式表示通過控制溫度和時間來使其再結(jié)晶。溫度高時，時間縮短；但若溫度為較低的溫度則需要進行長時間的熱處理。上式是將適合于再結(jié)晶的溫度和時間數(shù)學(xué)公式化而成的。另外該式同時也表示得到集合組織的范圍。
[0067]為了滿足上式的條件，實際上是對電流值、電壓值進行控制，但它們的調(diào)節(jié)因設(shè)備環(huán)境等而有所不同，電流值、電壓值的數(shù)值不能明確確定。
[0068]需要說明的是，線材溫度y(°C )表示作為線材的溫度達到最高且即將通過冷卻工序之前的溫度。y(°C )通常為414~616(°C )的范圍內(nèi)。
[0069]連續(xù)運轉(zhuǎn)熱處理是使線材連續(xù)地通過保持于高溫的退火爐中來進行退火的處理。其包括急熱、急冷工序，能夠在控制線材溫度和退火時間的條件下對線材進行退火。冷卻是通過在急熱后使線材連續(xù)通過水中或氮氣氣氛中而進行的。在退火爐溫度過低和/或退火時間過短的情況下，無法得到車載安裝時所需要的柔軟性；若過高的情況下，由于過退火而使晶體取向過度旋轉(zhuǎn)，無法得到目標結(jié)晶集合組織。進而，耐撓曲疲勞特性也變差。從而，若在滿足以下關(guān)系的條件下進行，則可以形成上述的結(jié)晶集合組織。
[0070]在連續(xù)運轉(zhuǎn)熱處理中，若將退火爐溫度設(shè)為ζ (V )、將退火時間設(shè)為x(秒)，以滿足1.5 < χ < 5、且-50x+550 ^ z ^ -36χ+650 (左邊與右邊的χ帶入相同值)的方式進行。
[0071]與上述同樣，這些式子也是表示適合于再結(jié)晶而能夠得到集合組織的溫度和時間，因此可以根據(jù)設(shè)備環(huán)境來調(diào)節(jié)電流值、電壓值從而滿足上述關(guān)系。
[0072]ζ CC )通常為300~596 (V )的范圍內(nèi)。
[0073]另外，最終退火除上述2種方法之外，還可以為使線材連續(xù)通過磁場中來進行退火的感應(yīng)加熱。
[0074](合金組成)
[0075]本發(fā)明的優(yōu)選成分構(gòu)成含有0.01質(zhì)量％~0.4質(zhì)量％的Fe、0.04質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％的Mg、0.02質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％的S1、和0.1質(zhì)量％~0.5質(zhì)量％的Cu，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0076]使Fe的含量為0.01質(zhì)量％~0.4質(zhì)量％主要為了利用由Al-Fe系的金屬間化合物產(chǎn)生的各種各樣的效果。在655°C，僅有0.05質(zhì)量％的Fe固溶在鋁中，在室溫下更少。剩余的Fe以Al-Fe、Al-Fe-S1、Al-Fe-S1-Mg、Al-Fe-Cu-Si等金屬間化合物的形式結(jié)晶或析出。該結(jié)晶物或析出物作為晶粒的微細化材而發(fā)揮作用，同時使耐撓曲疲勞特性提高。若Fe的含量過少，則這些效果不充分；若過多，則會由于結(jié)晶物的粗大化而導(dǎo)致拉絲加工性變差，無法得到目標耐撓曲疲勞特性。另外，若為過飽和固溶狀態(tài)，則導(dǎo)電率也會降低。Fe的含量優(yōu)選為0.15質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％、進一步優(yōu)選為0.18質(zhì)量％~0.25質(zhì)量％。
[0077]使Mg的含量為0.04質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％是因為Mg在鋁母材中固溶，同時其一部分與Si形成析出物從而可以提高耐撓曲疲勞特性和耐熱性。Mg的含量若過少，則效果不充分；若過多，則導(dǎo)電率降低。另外，若Mg的含量多，則屈服強度過剩，會使成型性、捻合(撚”)性變差，加工性變差。Mg的含量優(yōu)選為0.08質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％、進一步優(yōu)選為0.10質(zhì)量％~0.28質(zhì)量％。
[0078]使Si的含量為0.02質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％是因為如上所述Si與Mg形成化合物從而表現(xiàn)出使耐撓曲疲勞特性和耐熱性提高的作用。Si的含量若過少，則效果不充分；若過多，則導(dǎo)電率降低。Si的含量優(yōu)選為0.04質(zhì)量％~0.25質(zhì)量％、進一步優(yōu)選為0.10質(zhì)量％~0.25質(zhì)量％。
[0079]使Cu的含量為0.1質(zhì)量％~0.5質(zhì)量％是因為使Cu固溶在鋁母材中，從而有助于提高耐撓曲疲勞特性、耐蠕變性、耐熱性。Cu的含量若過少，則效果不充分；若過多，則會招致耐蝕性和導(dǎo)電率的降低。Cu的含量優(yōu)選為0.20質(zhì)量％~0.45質(zhì)量％、進一步優(yōu)選為0.25質(zhì)量％~0.40質(zhì)量％。
[0080]作為合金組成中的不可避免的雜質(zhì)，存在有通常的物質(zhì)，可以舉出例如N1、T1、Ga、B、Zn、Cr、Mn、Zr 等。
[0081]本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體在為線狀的情況下，優(yōu)選直徑為0.15mm~1.2mm，更優(yōu)選直徑為 0.30mm ~0.55mm。
[0082](屈服強度)
[0083]對于本發(fā)明的鋁合金線材而言，優(yōu)選在導(dǎo)體的長度方向進行測定的拉伸試驗中，
0.2%屈服強度滿足35MPa~80MPa。若小于35MPa，則屈服強度過低，無法承受線束安裝時等的不經(jīng)意的沖擊等，可能會產(chǎn)生斷線。若超過80MPa，則在處理性方面存在問題。0.2%屈服強度的更優(yōu)選范圍為35MPa~70MPa，進一步優(yōu)選為35MPa~60MPa。需要說明的是，0.2%屈服強度是指針對通過偏距(Offset)法計算出的0.2%的永久伸長率的屈服強度。
[0084]如上所述，本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體具有上述的適當?shù)那姸群蛢?yōu)異的導(dǎo)電率、柔軟性，因此其在作業(yè)中的處理性優(yōu)異，適合于在有限的空間進行配線的如上所述的各種移動體的電配線。另外，其具有優(yōu)異的耐撓曲疲勞特性，因此可以適合用于門等的反復(fù)開關(guān)部。
[0085]實施例
[0086]基于以下的實施例對本發(fā)明進行詳細說明。需要說明的是，本發(fā)明并不限于以下所示的實施例。
[0087]實施例1和2、比較例1、現(xiàn)有例I
[0088]按照Fe、Mg、S1、Cu、和Al為如表1所示的量(質(zhì)量％)的方式,使用普羅佩茲式連續(xù)鑄造壓延機，一邊用水冷后的鑄模連續(xù)地對熔液進行鑄造一邊進行壓延，得到約IOmmcp的棒材。此時的鑄造冷卻速度為1°C /秒~20°C /秒。
[0089]接著，實施表面的去皮，使其約為9.5ηιηιφ，對其進行拉絲加工直至為2.6mm(p，并在
350°C~400°C進行2小時~3小時的軟化處理。到此為止的拉絲加工歷程如下表示。
[0090]
9.5mm(p—2.6mmφ—軟化處理
[0091]進一步進行拉絲加工，在220°C~310°C、0.5小時~12小時的條件下實施中間熱處理，之后進行加工率為10%~30%的拉絲加工(加工率約為9%和約為31%的示例為比較例)。到此為止的拉絲加工歷程和熱處理如下所示。
[0092]
—.0.330ηιπιφ4中間熱處理一>.0 jl5mmq>(加工率約為9%)
[0093]
~>0.340mmcp 中間熱處理 ~?.0.315ηιπιφ(加工率約為 14%)
[0094]
—0,350mm(p4中間熱處理一>.0.315ηιτηφ(加工率約為19%)
[0095]
-^0.360mmq>~>.中間熱處理一>0.315mmφ(I)丨丨工率約為23%)
[0096]
—0.370mmq>4中間熱處理—0.315mmq>(加工率約為28%)
[0097]
—.0.380mmq>—中間熱處理—0.315mmcp(加工率約為31%)
[0098]
—.0.370πιηιφ4中間熱處理—0.340mm(p(加工率約為16%)
[0099]
40.375mm(p4中間熱處理—0.340mm(p(加工率約為20%)
[0100]
—0.410mnKp—中間熱處理—0.370mmq)(加工率約為19%)
[0101]需要說明的是，線徑公差可以控制在±0.003以內(nèi)。
[0102]最后如表1所示，作為最后退火，在溫度為426°C~605°C、時間為0.03秒~0.54秒的條件進行連續(xù)通電熱處理，在溫度為328°C~559°C、時間為1.5秒~5.0秒的條件進行連續(xù)運轉(zhuǎn)熱處理。對于溫度，使用光纖型放射溫度計(Japan Sensor公司制)對線材的溫度達到最高的、即將通過水中之前的線材溫度y CC )(連續(xù)通電熱處理時)、或者退火爐溫度z(°C )(連續(xù)運轉(zhuǎn)熱處理時)進行測定。另外，作為現(xiàn)有例1，在熱處理爐溫度為400°C、時間為3600秒的條件進行分批(batch)式熱處理。
[0103]對于制備的各個實施例、比較例、現(xiàn)有例的線材，按照以下所述的方法對各特性進行測定。其結(jié)果示于表2。
[0104](a)晶體粒徑
[0105]將在拉絲方向上垂直切割得到的試驗材的橫截面埋入樹脂中，進行機械研磨后，進行電解研磨。電解研磨條件如下:研磨液為高氯酸20%的乙醇溶液、液溫為0°C~5°C、電壓為10V、電流為10mA、時間為30秒~60秒。接著，為了得到結(jié)晶粒襯度，使用2%氟硼酸，在電壓為20V、電流為20mA、時間為2分鐘~3分鐘的條件下進行陽極氧化精制。利用200倍~400倍的光學(xué)顯微鏡對該組織進行拍照，基于交叉法進行粒徑測定。具體來說，在所拍照的照片上任意畫出直線，對該直線的長度和晶粒邊界交叉的數(shù)量進行測定，從而求出平均粒徑。需要說明的是，改變直線的長度和條數(shù)以便能夠數(shù)出50個~100個粒徑，從而進行評價。[0106](b)各晶體取向的面積率
[0107]在本發(fā)明的晶體取向的解析中使用了 EBSD法。在線材拉絲方向的垂直截面中，主要對直徑為300 μ m的試樣面積以0.5 μ m步幅進行掃描，進行取向解析。對于每一試樣進行測定面積和掃描步幅的調(diào)整，測定面積按照含有25個以上晶粒的方式來調(diào)整范圍，將掃描步幅設(shè)定為試料的平均晶粒尺寸的約1/10以下。晶粒過大而在I張解析圖像中無法數(shù)出25個以上的情況下，按照多張合計為25個以上的方式來進行解析。晶體取向的面積率為自(100)面等理想晶面在±15°以內(nèi)的范圍傾斜的晶粒的面積相對總測定面積的比例，所述(100)面位于與拉絲方向的垂直截面平行的位置。需要說明的是，表2中對整體、中心部、外周部的(100)面積率的測定范圍分別進行了設(shè)定，按照整體的(100)面積率的測定范圍不偏離中心部和外周部的方式，從各自區(qū)域分別取約50%的測定面積。
[0108](c)屈服強度(0.2%屈服強度)和柔軟性(拉伸斷裂伸長率)
[0109]基于JIS Z2241，各自對3根進行試驗，求出其平均值。屈服強度是通過偏距法來計算出的，使用了相對于0.2%的永久伸長率的值(稱為0.2%屈服強度)。對于柔軟性，拉伸斷裂伸長率為10%以上記為合格。
[0110](d)導(dǎo)電率(EC)
[0111]將長度為300mm的試驗片保持于20°C (±0.5°C )的恒溫槽中，使用四端子法測定各3根的比電阻，算出其平均導(dǎo)電率。端子間距離為200mm。對于導(dǎo)電率，將57%IACS以上記為合格。
[0112](e)反復(fù)斷裂次數(shù)
[0113]以常溫下的應(yīng)變幅度為±0.17%作為耐撓曲疲勞特性的基準。耐撓曲疲勞特性隨應(yīng)變幅度而發(fā)生變化。應(yīng)變幅度大的情況下，疲勞壽命變短；應(yīng)變幅度小的情況下，疲勞壽命變長。應(yīng)變幅度可以通過圖2所述的線材I的線徑和彎曲卡具2、3的曲率半徑來決定，因此可以任意設(shè)定線材I的線徑和彎曲卡具2、3的曲率半徑來實施耐撓曲疲勞試驗。
[0114]使用藤井精機株式會社(現(xiàn)為株式會社Fujii)制造的交變(両振)撓曲疲勞試驗機，使用能夠給予0.17%彎曲應(yīng)變的卡具，實施反復(fù)彎曲，由此測定反復(fù)斷裂次數(shù)。反復(fù)斷裂次數(shù)是通過各自選取4根來進行測定，求出其平均值。如圖2的說明圖所示，使彎曲卡具2和3之間隔開Imm插入線材1， 使其以沿著卡具2和3的方式進行反復(fù)運動。為了能夠?qū)嵤┓磸?fù)彎曲，線材的一端固定于按壓卡具5，另一端上懸掛有約IOg的重物4。試驗中，由于按壓卡具5擺動，因此固定于其上的線材I也擺動，從而能夠?qū)嵤┓磸?fù)彎曲。采用下述方案:在往返100次/分的條件下進行反復(fù)操作，線材試驗片I斷裂時，重物4落下，停止計數(shù)。需要說明的是，反復(fù)斷裂次數(shù)以往返作為I次的方式進行計數(shù)。
[0115]對于反復(fù)斷裂次數(shù)，60000次以上為合格。另外，反復(fù)斷裂次數(shù)根據(jù)0.2%屈服強度而進行規(guī)格化。反復(fù)斷裂次數(shù)除以0.2%屈服強度的值大于1.5X IO3次/MPa以上的試樣視為合格。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，該鋁合金導(dǎo)體具有結(jié)晶集合組織，該結(jié)晶集合組織中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置；拉絲方向的垂直截面上的晶體粒徑為I μ m~30 μ m。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，在從線材拉絲方向的垂直截面上的圓的中心到2/3的半徑內(nèi)所處的范圍中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置，并且，在從線材拉絲方向的垂直截面上的圓周到沿半徑方向位于內(nèi)側(cè)1/3處的范圍中，具有(100)面的晶粒的面積率為20%以上，所述(100)面位于與線材拉絲方向的垂直截面平行的位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，所述鋁合金導(dǎo)體的合金組成含有0.01質(zhì)量％~0.4質(zhì)量％的Fe、0.04質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％的Mg、0.02質(zhì)量％~0.3質(zhì)量％的S1、0.1質(zhì)量％~0.5質(zhì)量％的Cu，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1~3任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，在導(dǎo)體的長度方向進行測定的拉伸試驗中，0.2%屈服強度為35MPa~80MPa。
5.如權(quán)利要求1~4任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，該鋁合金導(dǎo)體可以用作移動體內(nèi)的電池纜線、線束或發(fā)動機用導(dǎo)線。
6.如權(quán)利要求5所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，所述移動體為汽車、電車或飛行器。
7.—種鋁合金線的制造方法，其是制造權(quán)利要求1~6所述的鋁合金線的方法，該鋁合金制造方法 在經(jīng)過熔解、鑄造、熱加工或冷加工而形成粗引線之后，具有第I拉絲加工、中間熱處理、第2拉絲加工、最終熱處理這些工序，其中，該制造方法是按照在230°C~290°C的溫度進行I小時~10小時中間熱處理、且第2拉絲加工的加工率為10%~30%的方式進行的。
8.如權(quán)利要求7所述的制造鋁合金線的方法，其中，所述最終熱處理為連續(xù)通電熱處理，且滿足下式， . 0.03 ≤ X ≤ 0.55，且 .26xU+377 ≤ y ≤ 23.5χ^+423 式中，左邊和右邊的X代入相同值，X表示退火時間(秒)，y表示線材溫度CC )。
9.如權(quán)利要求7所述的鋁合金線的制造方法，其中，所述最終熱處理為連續(xù)運轉(zhuǎn)熱處理，且滿足下式， . 1.5≤X≤5，且
.-50X+550 ≤ζ ≤ -36χ+650 式中，左邊和右邊的X代入相同值，X表示退火時間(秒)，Z表示退火爐溫度CC )。
【文檔編號】C22C21/00GK103492597SQ201280016455
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】關(guān)谷茂樹, 須齋京太 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社, 古河As株式會社