鋁合金導(dǎo)體、鋁合金絞線、被覆電線、線束以及鋁合金導(dǎo)體的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用作電氣配線體的導(dǎo)體的鋁合金導(dǎo)體、鋁合金絞線、被覆電線、線束以 及鋁合金線的制造方法，特別涉及即使用作導(dǎo)線束徑為〇.5_以下的極細(xì)線的情況下，也 能夠確保與現(xiàn)有產(chǎn)品同等水平的強(qiáng)度、伸長率以及電導(dǎo)率、并且提高了耐沖擊性和耐彎曲 疲勞特性的鋁合金導(dǎo)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，作為汽車、電車、飛機(jī)等移動(dòng)體的電氣配線體或產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的電氣配線 體，使用在包含銅或銅合金的導(dǎo)體的電線上安裝了銅或銅合金（例如黃銅）制端子（連接 器）的、所謂線束的部件。最近，汽車的高性能化、高功能化迅速推進(jìn)，隨之有車載的各種電 氣設(shè)備、控制機(jī)器等的配設(shè)數(shù)增加、并且這些機(jī)器中使用的電氣配線體的配設(shè)數(shù)也增加的 傾向。另一方面，為了適應(yīng)環(huán)境，提高汽車等移動(dòng)體的燃油效率，迫切希望移動(dòng)體的輕質(zhì)化。
[0003] 作為用于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)體輕質(zhì)化的手段之一，例如研宄將電氣配線體的導(dǎo)體變更為更 輕的鋁或鋁合金來代替一直使用的銅或銅合金。鋁的比重為銅的比重的大約1/3,鋁的電 導(dǎo)率為銅的電導(dǎo)率的大約2/3(以純銅為100%IACS的基準(zhǔn)的情況下，純鋁為大約66% IACS)，為了在鋁導(dǎo)體線材中流過與銅導(dǎo)體線材相同的電流，必須將鋁導(dǎo)體線材的截面積增 大為銅導(dǎo)體線材的截面積的大約1. 5倍，但是即使使用像這樣地增大了截面積的鋁導(dǎo)體線 材，考慮到鋁導(dǎo)體線材的質(zhì)量為純銅導(dǎo)體線材的質(zhì)量的一半左右，從輕質(zhì)化方面考慮，使用 錯(cuò)導(dǎo)體線材也是有利的。應(yīng)予說明，上述的％IACS是指以國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)（International AnnealedCopperStandard)的電阻率 1. 7241X10-8Dm為 100%IACS時(shí)的電導(dǎo)率。
[0004] 但是，已知以送電線路用鋁合金線材（JIS規(guī)格的A1060、A1070)為代表的純鋁線 材一般拉伸耐久性、耐沖擊性、彎曲特性等差。因此，無法耐受例如安裝到車體的作業(yè)時(shí)由 作業(yè)者、產(chǎn)業(yè)機(jī)器等意外地施加的荷重、在電線和端子的連接部的壓接部的拉伸、施加在門 部等彎曲部的反復(fù)應(yīng)力等。另外，添加各種添加元素而合金化的材料雖然能夠提高抗拉強(qiáng) 度，但是，有時(shí)添加元素向鋁中的固溶現(xiàn)象導(dǎo)致電導(dǎo)率下降，以及在鋁中形成過剩的金屬間 化合物導(dǎo)致在拉絲加工中發(fā)生起因于金屬間化合物的斷線。因此，必須通過限定或選擇添 加元素而具有充分的拉伸特性，由此不發(fā)生斷線，還需要確?，F(xiàn)有水平的電導(dǎo)率和抗拉強(qiáng) 度，并且使耐沖擊性和彎曲特性提高。
[0005]另外，作為高強(qiáng)度鋁合金線材，例如已知含有Mg和Si的鋁合金線材，作為該鋁合 金線材的代表例，可以舉出6000系鋁合金（Al-Mg-Si系合金）線材。6000系鋁合金線材一 般可以通過實(shí)施固溶處理以及時(shí)效處理而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。但是，使用6000系鋁合金線材制 造線徑0. 5mm以下的極細(xì)線的情況下，雖然可以通過實(shí)施固溶處理以及時(shí)效處理而實(shí)現(xiàn)高 強(qiáng)度化，但是有伸長率不足的傾向。
[0006] 作為移動(dòng)體的電氣配線體中使用的現(xiàn)有的6000系鋁合金線，例如記載于專利文 獻(xiàn)1。專利文獻(xiàn)1中記載的鋁合金線為極細(xì)線，實(shí)現(xiàn)了具有高強(qiáng)度、高電導(dǎo)率，伸長率也優(yōu)異 的鋁合金線。另外，專利文獻(xiàn)1中記載有因?yàn)榫哂谐浞值纳扉L率而具有優(yōu)異的彎曲特性的 內(nèi)容，但是，針對例如在將鋁合金線用作安裝于門部等的線束，因門的開關(guān)而產(chǎn)生反復(fù)彎曲 應(yīng)力，容易出現(xiàn)疲勞破壞的使用環(huán)境下的耐沖擊性、耐彎曲疲勞特性沒有公開或暗示。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-229485號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-105473號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的問題
[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金導(dǎo)體、鋁合金絞線、被覆電線、線束及鋁合金導(dǎo)體 的制造方法，其以使用含有Mg和Si的鋁合金為前提，通過實(shí)現(xiàn)微觀組織的適當(dāng)化，特別是 即使在用作導(dǎo)線束徑為〇. 5_以下的極細(xì)線的情況下，也確保與現(xiàn)有產(chǎn)品（專利文獻(xiàn)1中 記載的鋁合金線）同等水平的強(qiáng)度、伸長率以及電導(dǎo)率，并且提高了耐沖擊性、耐彎曲疲勞 特性。
[0013] 用于解決問題的技術(shù)手段
[0014] 本發(fā)明人等在觀察含有Mg和Si的現(xiàn)有鋁合金線的微觀組織時(shí)，發(fā)現(xiàn)在位于接近 晶界的位置的晶粒內(nèi)部分，形成不存在由在鋁中添加的合金元素、例如Mg、Si、Fe、Ti、B、Cu、 Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co、Ni等的化合物形成的析出物的區(qū)域、所謂無析出帶（PFZ: PrecipitateFreeZone，晶界無析出帶）。因?yàn)樵谠揚(yáng)FZ中，組成與純錯(cuò)大致相同，所以具有 與純鋁相同的特性，抗拉強(qiáng)度、伸長率、耐沖擊性以及耐彎曲疲勞特性劣化，基于上述假定 進(jìn)行了深入研宄。
[0015] 本發(fā)明人等通過控制成分組成和制造工藝，制作使形成在位于接近晶界的位置的 晶粒內(nèi)部分的無析出帶（PFZ)的寬度發(fā)生變化的各種鋁合金線，進(jìn)行比較調(diào)查研宄，結(jié)果 發(fā)現(xiàn)如果無析出帶（PFZ)的寬度狹窄到一定程度，則在確保與現(xiàn)有產(chǎn)品（專利文獻(xiàn)1中記 載的鋁合金線）同等水平的強(qiáng)度、伸長率以及電導(dǎo)率的同時(shí)，耐沖擊性和耐彎曲疲勞特性 提尚。
[0016] 進(jìn)而，本發(fā)明人等還發(fā)現(xiàn)無析出帶（PFZ)的部分具有柔軟且容易變形的組織，另 一方面，存在析出物的部分（析出帶）具有比較硬、不易變形的組織，由此容易發(fā)生不均勻 變形（僅晶粒的PFZ的部分變形），結(jié)果晶界強(qiáng)度和伸長率下降，由此認(rèn)為從提高抗拉強(qiáng)度 和伸長率（均勻伸長率）方面考慮，優(yōu)選縮窄無析出帶（PFZ)的寬度，完成了本發(fā)明。
[0017] 應(yīng)予說明，在鋁合金線材中，如果不均勻地變形，則發(fā)生局部拉伸，使得鋁合金線 的截面積局部變小，結(jié)果導(dǎo)體電阻上升，鋁合金線本身釋放的焦耳熱有可能導(dǎo)致電線冒煙。 特別是在將該鋁合金線作為導(dǎo)線束徑在〇. 5_以下的極細(xì)線使用的情況下，由于PFZ寬度 對截面積的貢獻(xiàn)率提高，所以這種傾向變得顯著。
[0018] 另外，在本申請人自己申請并被公開的專利文獻(xiàn)2中，已經(jīng)提出來通過縮窄PFZ的 寬度而優(yōu)化了彎曲加工性以及拉深成型性的鋁合金板，但是專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)并沒 有考慮以下方面：對在由鋁合金線材通過拉絲加工制造鋁合金線時(shí)有出現(xiàn)傾向的上述不均 勻變形加以抑制；使在通過門的開關(guān)施加重復(fù)彎曲應(yīng)力而容易發(fā)生疲勞破壞的苛酷使用環(huán) 境下使用的鋁合金線所必需的特性、即耐沖擊性、耐彎曲疲勞特性提高。
[0019] 為了解決上述課題，本發(fā)明的要點(diǎn)構(gòu)成如下所述。
[0020] (1) 一種鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，具有Mg:0? 10~1.00質(zhì)量％、Si:0? 10~1.00 質(zhì)量％、Fe:0? 01 ~1. 40 質(zhì)量％、Ti:0? 000 ~0? 100 質(zhì)量％、B:0? 000 ~0? 030 質(zhì)量％、 Cu:0? 00 ~1. 00 質(zhì)量％、Ag:0? 00 ~0? 50 質(zhì)量％、Au:0? 00 ~0? 50 質(zhì)量％、Mn:0? 00 ~ 1. 〇〇 質(zhì)量％、Cr:0? 00 ~1. 00 質(zhì)量％、Zr:0? 00 ~0? 50 質(zhì)量％、Hf:0? 00 ~0? 50 質(zhì)量％、 V:0.00 ~0.50 質(zhì)量％、Sc:0?00 ~0.50 質(zhì)量％、Co:0?00 ~0.50 質(zhì)量％、Ni:0?00 ~0.50 質(zhì)量％、余量:A1以及不可避免的雜質(zhì)的化學(xué)組成，在晶粒內(nèi)部分存在無析出帶，上述無析 出帶的寬度在l〇〇nm以下。
[0021] (2)上述（1)所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，上述化學(xué)組成含有選自Ti:0. 001~0. 100 質(zhì)量％以及B:0. 001~0.030質(zhì)量％中的1種或2種。
[0022] (3)上述（1)或⑵所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，上述化學(xué)組成含有選自Cu:0. 01~ 1. 〇〇 質(zhì)量％、Ag:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、Au:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、Mn:0? 01 ~1. 00 質(zhì)量％、 Cr:0? 01 ~1. 00 質(zhì)量％、Zr:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、Hf:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、V:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、Sc:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、Co:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、Ni:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％ 中的 1 種或2種以上。
[0023] (4) (1)~⑶中的任一項(xiàng)所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，F(xiàn)e、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、 Zr、Hf、V、Sc、Co、Ni的含量總和為0? 01~2. 00質(zhì)量％。
[0024] (5)⑴~⑷中的任一項(xiàng)所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，沖擊吸收能量為5J/mm2以上。
[0025] (6)上述（1)~（5)中的任一項(xiàng)所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，通過彎曲疲勞試驗(yàn)測定 的到斷裂為止的反復(fù)次數(shù)為20萬次以上。
[0026] (7)上述（1)~（6)中的任一項(xiàng)所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，導(dǎo)線束的直徑為0? 1~ 0. 5mm〇
[0027] (8) -種鋁合金絞線，是將上述（7)所述的鋁合金線多條捻合而得到的。
[0028] (9) -種被覆電線，在上述（7)所述的鋁合金線或上述⑶所述的鋁合金絞線的外 周具有被覆層。
[0029] (10) -種線束，具備上述（9)所述的被覆電線和安裝在該被覆電線的、除去了上 述被覆層的端部的端子。
[0030] (11) 一種上述⑴~（7)中的任一項(xiàng)所述的鋁合金導(dǎo)體