本發(fā)明涉及用作電氣布線體的線材的鋁合金線材、鋁合金絞線、包覆電線、線束(wireharness)以及鋁合金線材的制造方法。

背景技術(shù)：

以往，作為汽車、電車、飛機(jī)等移動體的電氣布線體或者工業(yè)用機(jī)器人的電氣布線體，一直使用在包括銅或銅合金的線材的電線上安裝有銅或銅合金(例如黃銅)制的端子(連接器)的被稱為線束的部件。近年來，汽車的高性能化、高功能化迅速發(fā)展，與此相伴，存在以下傾向：車載的各種電氣設(shè)備、控制設(shè)備等的配設(shè)數(shù)量增加，并且這些設(shè)備所用的電氣布線體的配設(shè)數(shù)量也增加。此外，另一方面，為了環(huán)保要提高汽車等移動體的燃耗性，因此強(qiáng)烈期望移動體的輕量化。

作為用于實(shí)現(xiàn)這種移動體的輕量化的手段之一，例如在不斷研究代替以往所用的銅或銅合金，將電氣布線體的線材替換成更輕量的鋁或鋁合金的技術(shù)。鋁之比重是銅之比重的大約1/3，鋁的電導(dǎo)率是銅的電導(dǎo)率的大約2/3(在設(shè)純銅為100％iacs的基準(zhǔn)時(shí)，純鋁大約為66％iacs)，為了使鋁導(dǎo)體流過與銅導(dǎo)體相同的電流，需要將鋁導(dǎo)體的截面積增大到銅導(dǎo)體的截面積的大約1.5倍，但即使是使用增大了截面積的鋁導(dǎo)體，鋁導(dǎo)體的質(zhì)量也才是純銅的導(dǎo)體的質(zhì)量的一半左右，因此，從輕量化的觀點(diǎn)考慮，使用鋁導(dǎo)體是有利的。另外，上述的％iacs表示設(shè)國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)(internationalannealedcopperstandard)的電阻率1.7241×10^－8ωm為100％iacs時(shí)的電導(dǎo)率。

但是，已知在以電線用鋁合金線材(jis基準(zhǔn)的a1060、a1070)為代表的純鋁線材中，通常拉伸耐久性、耐沖擊性、彎曲特性等較差。因此，例如在向車身進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)，無法經(jīng)受住由于操作者、工業(yè)設(shè)備等而意外受到的負(fù)荷、電線和端子的連接部的壓接部處的拉伸、在門部等彎曲部受到的反復(fù)應(yīng)力等。此外，加入各種添加元素而合金化的材料雖然能夠提高抗拉強(qiáng)度，但是添加元素向鋁中固溶的現(xiàn)象會導(dǎo)致電導(dǎo)率降低，由于會在鋁中形成過剩的金屬間化合物，有時(shí)在拉絲加工中會發(fā)生由金屬間化合物引起的斷線。因此，必須通過限定或選擇添加元素而使其具有充分的拉伸特性，從而避免斷線，此外，需要既確保現(xiàn)有級別的電導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度，又提高耐沖擊性、彎曲特性。

作為具有這種特性的鋁合金線材，例如公知有含有mg和si的鋁合金線材，作為該鋁合金線材的代表例，可舉出6000系鋁合金(al－mg－si系合金)線材。6000系鋁合金線材通?？梢酝ㄟ^實(shí)施固溶處理和時(shí)效處理而謀求高強(qiáng)度化。

作為用在移動體的電氣布線體上的現(xiàn)有的6000系鋁合金線，例如在本申請人提出的專利文獻(xiàn)1中有所記載。專利文獻(xiàn)1所記載的鋁合金線通過控制外周部和內(nèi)部的粒徑，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)盡管是極細(xì)線，也能具有高電導(dǎo)率、高耐彎曲疲勞特性、適當(dāng)?shù)那?qiáng)度以及高伸長性的鋁合金線。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特許第5607853號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，近年來，為了環(huán)保要提高汽車等移動體的燃耗性，因此，連移動體的細(xì)微部分也要求輕量化，期望將鋁應(yīng)用在線徑更小的細(xì)徑線上。由于截面積小到細(xì)徑線那種程度，并且無法經(jīng)受住制造時(shí)的線張力或是在向車身進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)由于操作者、工業(yè)設(shè)備等而意外受到的負(fù)荷，從而導(dǎo)致發(fā)生斷線的可能性高，因此，難以將鋁用作移動體的細(xì)徑電線。這樣，設(shè)想一下用于近年來還進(jìn)一步要求耐沖擊性那樣的嚴(yán)苛的用途的情況，在該情況下，即使是專利文獻(xiàn)1中記載的鋁合金線材，也可能無法充分符合要求，需要進(jìn)一步進(jìn)行改良。

本發(fā)明的目的在于，提供一種用作電氣布線體的線材的鋁合金線材、鋁合金絞線、包覆電線、線束以及鋁合金線材的制造方法，該線材強(qiáng)度高且具有優(yōu)異的耐沖擊性，也可以用于細(xì)徑線，不易斷線。

本發(fā)明人反復(fù)進(jìn)行了各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過控制制造鋁合金線材時(shí)的熱處理?xiàng)l件，謀求晶粒組織的最佳化，能夠制造出既確保了高抗拉強(qiáng)度又具備優(yōu)異的耐沖擊性的鋁合金線材，并基于該見解完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的主旨結(jié)構(gòu)如下。

(1)一種鋁合金線材，其特征在于，該鋁合金線材具有如下組成：mg：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、si：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、fe：0.01質(zhì)量％～1.40質(zhì)量％、ti：0質(zhì)量％～0.100質(zhì)量％、b：0質(zhì)量％～0.030質(zhì)量％、cu：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、ag：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、au：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、mn：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、cr：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、zr：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、hf：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、v：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sc：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sn：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、co：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、ni：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、余量：al和不可避免的雜質(zhì)，(鋁合金線材的結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比為0.57以下，并且，(鋁合金線材的直徑)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比為10以上。另外，在上述化學(xué)組成中列舉了含有范圍的元素之中，含有范圍的下限值記載為“0質(zhì)量％”的元素均表示根據(jù)需要任意添加的選擇添加元素。即，規(guī)定的添加元素為“0質(zhì)量％”時(shí)，表示不含該添加元素。

(2)根據(jù)上述(1)所述的鋁合金線材，其中，所述化學(xué)組成含有ti：0.001質(zhì)量％～0.100質(zhì)量％和b：0.001質(zhì)量％～0.030質(zhì)量％中的二者或其中任一者。

根據(jù)上述(1)或(2)所述的鋁合金線材，其中，所述化學(xué)組成含有cu：0.01質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、ag：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、au：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、mn：0.01質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、cr：0.01質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、zr：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、hf：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、v：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sc：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sn：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、co：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％以及ni：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％中的至少一種元素。

(4)根據(jù)上述(1)～(3)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材，其中，該鋁合金線材的直徑為0.10～0.50mm。

(5)一種鋁合金絞線，其通過捻合多條上述(1)～(4)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材而成。

(6)根據(jù)上述(5)所述的鋁合金絞線，其特征在于，在評價(jià)所述鋁合金絞線的耐沖擊性的方法中，所述鋁合金絞線在2.94n(300gf)的載荷下未發(fā)生斷線。

(7)一種包覆電線，其在上述(1)～(4)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材或上述(5)所述的鋁合金絞線的外周具有包覆層。

(8)一種線束，其包括上述(7)所述的包覆電線和安裝在該包覆電線的去除了所述包覆層的端部的端子。

(9)根據(jù)上述(8)所述的線束，其特征在于，在評價(jià)壓接有端子的電線的耐沖擊性的方法中，所述線束在4.90n即500gf的載荷下未發(fā)生斷線。

(10)一種鋁合金線材的制造方法，該鋁合金線材的制造方法包括將鋁合金原料熔解、鑄造，然后經(jīng)熱加工形成粗軋線，然后進(jìn)行拉絲加工，再依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效熱處理的各工序，其中，固溶熱處理通過加熱到300℃～400℃的溫度并進(jìn)行保持的第1步驟和加熱到500℃以上的第2步驟這兩個(gè)階段的熱處理來進(jìn)行，所述鋁合金原料具有如下組成：mg：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、si：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、fe：0.01質(zhì)量％～1.40質(zhì)量％、ti：0質(zhì)量％～0.100質(zhì)量％、b：0質(zhì)量％～0.030質(zhì)量％、cu：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、ag：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、au：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、mn：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、cr：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、zr：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、hf：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、v：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sc：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sn：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、co：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、ni：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、余量：al和不可避免的雜質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明，通過上述結(jié)構(gòu)能夠提供強(qiáng)度高且具備優(yōu)異的耐沖擊性的、可用于細(xì)徑線的、不易斷線的、用作電氣布線體的線材的鋁合金線材、鋁合金絞線、包覆電線、線束以及鋁合金線材的制造方法。本發(fā)明特別是作為搭載于移動體的電池線纜、線束或電機(jī)用導(dǎo)線、工業(yè)用機(jī)器人的布線體是有用的。此外，本發(fā)明的鋁合金線材由于具有高抗拉強(qiáng)度和優(yōu)異的耐沖擊性，因此也能夠使電線的直徑小于現(xiàn)有電線的直徑。

附圖說明

圖1是評價(jià)鋁合金線材的耐沖擊性的方法即載荷沖擊試驗(yàn)的說明圖。

圖2是評價(jià)壓接有端子的電線的耐沖擊性的方法即載荷沖擊試驗(yàn)的說明圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施方式(以下簡稱“本實(shí)施方式”)的鋁合金線材的特征在于，其具有如下組成：mg：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、si：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、fe：0.01質(zhì)量％～1.40質(zhì)量％、ti：0質(zhì)量％～0.100質(zhì)量％、b：0質(zhì)量％～0.030質(zhì)量％、cu：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、ag：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、au：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、mn：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、cr：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、zr：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、hf：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、v：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sc：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sn：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、co：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、ni：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、余量：al和不可避免的雜質(zhì)，(鋁合金線材的結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比為0.57以下，且(鋁合金線材的直徑)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比為10以上。

以下，列出本實(shí)施方式的鋁合金線材的化學(xué)組成和結(jié)晶粒徑的限定理由。

(1)化學(xué)組成

＜mg：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％＞

mg(鎂)是能固溶于鋁母材中而具有強(qiáng)化作用，且其一部分能與si化合形成析出物而具有提高抗拉強(qiáng)度的作用的元素。但是，當(dāng)mg含量不足0.10質(zhì)量％時(shí)，上述作用效果不充分，此外，當(dāng)mg含量超過1.00質(zhì)量％時(shí)，電導(dǎo)率下降。因此，mg含量設(shè)定為0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％。另外，對于mg含量，在重視高強(qiáng)度的情況下優(yōu)選設(shè)定為0.50質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％，此外，在重視電導(dǎo)率的情況下優(yōu)選設(shè)定為大于等于0.10質(zhì)量％且小于0.50質(zhì)量％，基于這樣的觀點(diǎn)綜合考慮優(yōu)選設(shè)定為0.30質(zhì)量％～0.70質(zhì)量％。

＜si：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％＞

si(硅)是能與mg一化合形成析出物而具有提高抗拉強(qiáng)度的作用的元素。當(dāng)si含量不足0.10質(zhì)量％時(shí)，上述作用效果不充分，此外，當(dāng)si含量超過1.00質(zhì)量％時(shí)，電導(dǎo)率下降。因此，si含量設(shè)定為0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％。另外，對于si含量，在重視高強(qiáng)度的情況下優(yōu)選設(shè)定為0.50質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％，此外，在重視電導(dǎo)率的情況下優(yōu)選設(shè)定為大于等于0.10質(zhì)量％且小于0.50質(zhì)量％，基于這樣的觀點(diǎn)綜合考慮優(yōu)選設(shè)定為0.30質(zhì)量％～0.70質(zhì)量％。

＜fe：0.01質(zhì)量％～1.40質(zhì)量％＞

fe(鐵)是主要通過形成al－fe系的金屬間化合物而有助于晶粒細(xì)化，并且提高抗拉強(qiáng)度的元素。fe在655℃時(shí)在al中只能固溶0.05質(zhì)量％，在室溫下則更少，因此，未能固溶于al中的剩余的fe作為al－fe、al－fe－si、al－fe－si－mg等的金屬間化合物結(jié)晶或析出。該金屬間化合物有助于晶粒細(xì)化，并且能提高抗拉強(qiáng)度。此外，此外，fe還通過固溶于al中的fe而具有提高抗拉強(qiáng)度的作用。當(dāng)fe含量不足0.01質(zhì)量％時(shí)，這些作用效果不充分，此外，當(dāng)fe含量超過1.40質(zhì)量％時(shí)，由于結(jié)晶物或析出物的粗大化，拉絲加工性會變差，電導(dǎo)率也會下降。因此，fe含量設(shè)定為0.01質(zhì)量％～1.40質(zhì)量％，優(yōu)選設(shè)定為0.10質(zhì)量％～0.70質(zhì)量％，更優(yōu)選設(shè)定為0.10質(zhì)量％～0.45質(zhì)量％。

本實(shí)施方式的鋁合金線材以mg、si及fe為必須的含有成分，但根據(jù)需要還可以含有ti和b中的兩種或任一種元素、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、sn、co以及ni中的至少一種元素。

＜ti：0.001質(zhì)量％～0.100質(zhì)量％＞

ti(鈦)是具有使熔解鑄造時(shí)的鑄錠的組織細(xì)化的作用的元素。當(dāng)鑄錠的組織粗大時(shí)，在鑄造中會發(fā)生鑄錠開裂，在線材加工工序中會發(fā)生斷線，這在工業(yè)上是不希望出現(xiàn)的。當(dāng)ti含量不足0.001質(zhì)量％時(shí)，不能充分發(fā)揮上述作用效果，此外，當(dāng)ti含量超過0.100質(zhì)量％時(shí)，存在電導(dǎo)率下降的傾向。因此，ti含量設(shè)定為0.001質(zhì)量％～0.100質(zhì)量％，優(yōu)選設(shè)定為0.005質(zhì)量％～0.050質(zhì)量％，更優(yōu)選設(shè)定為0.005質(zhì)量％～0.030質(zhì)量％。

＜b：0.001質(zhì)量％～0.030質(zhì)量％＞

b(硼)與ti一樣是具有使熔解鑄造時(shí)的鑄錠的組織細(xì)化的作用的元素。當(dāng)鑄錠的組織粗大時(shí)，在鑄造中易發(fā)生鑄錠開裂，在線材加工工序中易發(fā)生斷線，這在工業(yè)上是不希望出現(xiàn)的。當(dāng)b含量不足0.001質(zhì)量％時(shí)，不能充分發(fā)揮上述作用效果，此外，當(dāng)b含量超過0.030質(zhì)量％時(shí)，存在電導(dǎo)率下降的傾向。因此，b含量設(shè)定為0.001質(zhì)量％～0.030質(zhì)量％，優(yōu)選設(shè)定為0.001質(zhì)量％～0.020質(zhì)量％，更優(yōu)選設(shè)定為0.001質(zhì)量％～0.010質(zhì)量％。

含有＜cu：0.01質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％＞、＜ag：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞、＜au：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞、＜mn：0.01質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％＞、＜cr：0.01質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％＞、＜zr：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞、＜hf：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞、＜v：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞、＜sc：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞、＜sn：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞、＜co：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞以及＜ni：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％＞中的至少一種元素

cu(銅)、ag(銀)、au(金)、mn(錳)、cr(鉻)、zr(鋯)、hf(鉿)、v(釩)、sc(鈧)、sn(錫)、co(鈷)以及ni(鎳)均是具有使晶粒細(xì)化的作用的元素，此外，cu、ag以及au還具有通過在晶界處析出而提高晶界強(qiáng)度的作用，只要含有0.01質(zhì)量％以上的這些元素中的至少1種，即可獲得上述作用效果，從而能夠提高抗拉強(qiáng)度以及伸長率。另一方面，cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、sn、co以及ni中的任一元素的含量超過各自的上述上限值時(shí)，含有該元素的化合物會變得粗大，從而使拉絲加工性變差而容易發(fā)生斷線，此外，存在電導(dǎo)率下降的傾向。因此，cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、sn、co以及ni的含量的范圍分別設(shè)定為上述的范圍。

此外，fe、ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、sn、co以及ni的含量越多，越是存在電導(dǎo)率下降的傾向和拉絲加工性變差的傾向。因此，這些元素的合計(jì)含量優(yōu)選設(shè)定為2.00質(zhì)量％以下。在本發(fā)明的鋁合金線材中，fe是必須元素，因此，優(yōu)選fe、ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、sn、co以及ni的合計(jì)含量設(shè)定為0.01質(zhì)量％～2.0質(zhì)量％。這些元素的含量更優(yōu)選設(shè)定為0.05質(zhì)量％～1.0質(zhì)量％。但是，在單獨(dú)添加這些元素時(shí)，含量越多，越是存在含有該元素的化合物變得粗大的傾向，使得拉絲加工性變差，容易發(fā)生斷線，因此，對于各元素，設(shè)定了上述所規(guī)定的含有范圍。

＜余量：al和不可避免的雜質(zhì)＞

上述成分以外的余量為al(鋁)和不可避免的雜質(zhì)。這里所說的不可避免的雜質(zhì)是指在制造工序上不可避免地會含有的含有級別的雜質(zhì)。不可避免的雜質(zhì)根據(jù)含量也可能會成為使電導(dǎo)率下降的要因，因此，優(yōu)選要考慮電導(dǎo)率的下降而將不可避免的雜質(zhì)的含量抑制到某種程度。作為能夠列作不可避免的雜質(zhì)的成分，例如可舉出ga(鎵)、zn(鋅)、bi(鉍)、pb(鉛)等。

(2)結(jié)晶粒徑

本發(fā)明除了具有上述化學(xué)組成之外，(鋁合金線材的結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比需要為0.57以下，且(鋁合金線材的直徑)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比需要為10以上。在本發(fā)明中，通過限定為這樣的結(jié)構(gòu)，能夠確保高抗拉強(qiáng)度，且具有優(yōu)異的耐沖擊性。本發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，材料的易變形度是由晶粒尺寸引起的，由此可知，在晶粒組織均勻分散的情況下，能夠獲得優(yōu)異的耐沖擊性。當(dāng)(鋁合金線材的結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比高于0.57時(shí)，由于晶粒大，因此容易引起變形，容易發(fā)生斷線，不能很好地用于要求耐沖擊性的細(xì)徑電線。此外，當(dāng)(鋁合金線材的直徑)/(鋁合金的平均結(jié)晶粒徑)之比小于10時(shí)，在結(jié)晶粒徑和線徑之間的關(guān)系上，結(jié)晶粒徑相對較大，材料的變形顯著出現(xiàn)不均勻性，耐沖擊性下降。另外，“結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差”和“平均結(jié)晶粒徑”可以通過以下方法進(jìn)行測定。首先，在線材長度方向上，包含線材的中心線地平行地切出試樣的截面，用樹脂蓋住該截面，進(jìn)行機(jī)械拋光，再進(jìn)行電解拋光，然后，用200倍～400倍的光學(xué)顯微鏡拍攝該試樣的截面組織，基于jish0501－1986(銅和銅合金制品晶粒度試驗(yàn)方法)通過采用切斷法的粒徑測定來進(jìn)行測定。具體而言，為了避免測定方法出現(xiàn)偏差，在拍攝的照片上引出與線材長度方向具有45°的角度的直線，將與該直線相交的各粒界間的直線距離除以拍攝倍率所得的計(jì)算值作為結(jié)晶粒徑。通過該測定方法，例如可以求出50個(gè)晶粒的結(jié)晶粒徑，根據(jù)求得(50個(gè)晶粒的)的結(jié)晶粒徑計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均粒徑。此外，(50個(gè)的)結(jié)晶粒徑可以通過使用多條直線等并調(diào)節(jié)直線的長度和數(shù)量來進(jìn)行測定。

另外，本申請人在專利文獻(xiàn)1中公開了通過控制外周部和內(nèi)部的晶粒組織，從而顯示出高導(dǎo)電性、高耐彎曲疲勞特性、適當(dāng)?shù)那?qiáng)度和高伸長性的電氣布線體的線材，但對于上述的晶粒均勻性和耐沖擊性之間的關(guān)系，在申請專利文獻(xiàn)1時(shí)尚不明確，因此，在專利文獻(xiàn)1中沒有任何記載。

為了獲得具有本實(shí)施方式那樣的晶粒組織的鋁合金線材，可通過如下這樣控制鋁合金線材的制造條件等來實(shí)現(xiàn)。以下，說明本實(shí)施方式的鋁合金線的優(yōu)選的制造方法。

(本發(fā)明的一實(shí)施例的鋁合金線材的制造方法)

本發(fā)明的一實(shí)施例的鋁合金線材能夠通過如下方法來制造，該鋁合金線材的制造方法包括將鋁合金原料熔解、鑄造，然后經(jīng)熱加工形成粗軋線，然后進(jìn)行拉絲加工，再依次進(jìn)行固溶處理和時(shí)效熱處理的各工序，其中，固溶熱處理通過加熱到300℃～400℃的溫度并進(jìn)行保持的第1步驟和加熱到500℃以上的第2步驟這兩個(gè)階段的熱處理來進(jìn)行，所述鋁合金原料具有如下組成：mg：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、si：0.10質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、fe：0.01質(zhì)量％～1.40質(zhì)量％、ti：0質(zhì)量％～0.100質(zhì)量％、b：0質(zhì)量％～0.030質(zhì)量％、cu：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、ag：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、au：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、mn：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、cr：0質(zhì)量％～1.00質(zhì)量％、zr：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、hf：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、v：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sc：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、sn：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、co：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、ni：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、余量：al和不可避免的雜質(zhì)。

對于本實(shí)施方式的鋁合金線材，作為具體例子，可舉出如下制造方法，該制造方法包括依次進(jìn)行[1]熔解、[2]鑄造、[3]熱加工(槽輥加工等)、[4]第1拉絲加工、[5]中間熱處理、[6]第2拉絲加工、[7]固溶熱處理以及[8]時(shí)效熱處理的各工序的工藝。另外，也可以在固溶熱處理的前后或時(shí)效熱處理之后設(shè)置制作絞線的工序、對電線進(jìn)行樹脂包覆的工序。以下，說明[1]～[8]的工序。

[1]熔解

在熔解工序中，準(zhǔn)備各成分的分量被調(diào)整成上述的鋁合金組成的材料，將其熔解。

[2]鑄造和[3]熱加工(槽輥加工等)

接下來，使用組合鑄造輪和帶而成的普洛佩茲式連續(xù)鑄軋機(jī)，用水冷過的鑄模對熔融金屬進(jìn)行鑄造，并連續(xù)進(jìn)行軋制，制成例如直徑為的適當(dāng)粗細(xì)的棒材。從防止fe系結(jié)晶物的粗大化和防止由于fe的強(qiáng)制固溶而導(dǎo)致電導(dǎo)率下降的觀點(diǎn)考慮，此時(shí)的鑄造時(shí)的冷卻速度優(yōu)選為1℃/s～20℃/s，但不限定于此。鑄造和熱軋也可以通過錠坯鑄造和擠出法等來進(jìn)行。

[4]第1拉絲加工

接下來，制成例如直徑為的適當(dāng)粗細(xì)的棒材，對其進(jìn)行冷拉絲加工。在拉絲加工前有時(shí)也進(jìn)行表面的去皮，以使表面潔凈化，但也可以不進(jìn)行。

[5]中間熱處理

對冷拉絲后的加工件實(shí)施中間熱處理。作為使因加工而硬化的拉絲件恢復(fù)柔軟性的軟化熱處理，優(yōu)選保持在300℃～450℃。只要能獲得均熱即可，對時(shí)間沒有特別限制，但考慮到生產(chǎn)率，優(yōu)選將保持時(shí)間設(shè)定在5小時(shí)以下。

[6]第2拉絲加工

在上述中間熱處理之后，再度實(shí)施冷拉絲加工。

[7]固溶熱處理

對冷拉絲后的加工件進(jìn)行固溶熱處理。固溶是使mg和si等的化合物溶入鋁中的工序。本發(fā)明的固溶熱處理需要通過加熱到300℃～400℃的溫度并進(jìn)行保持的第1步驟和加熱到500℃以上的第2步驟這兩個(gè)階段的熱處理來進(jìn)行。當(dāng)?shù)谝徊襟E的熱處理溫度低于300℃時(shí)，再結(jié)晶進(jìn)行得不充分，在第二步驟中晶粒會成長得不均勻，粒徑產(chǎn)生偏差，會導(dǎo)致耐沖擊性降低。此外，當(dāng)?shù)谝徊襟E的熱處理溫度高于400℃時(shí)，晶粒會變得過大，在第二步驟中，在粒徑和線材的線徑之間的關(guān)系上，結(jié)晶粒徑變得相對較大，還是會導(dǎo)致耐沖擊性降低。為了抑制晶粒尺寸的偏差，第一步驟的熱處理時(shí)間優(yōu)選為10分鐘以上，此外，若考慮生產(chǎn)率，則優(yōu)選為5小時(shí)以內(nèi)。當(dāng)?shù)诙襟E的熱處理溫度低于500℃時(shí)，固溶進(jìn)行得不充分，不僅無法期待固溶元素產(chǎn)生的強(qiáng)化，而且在后面的時(shí)效熱處理中無法得到充分的析出物，會導(dǎo)致強(qiáng)度降低。因此，使本發(fā)明的固溶熱處理通過加熱到300℃～400℃的溫度并進(jìn)行保持的第1步驟和加熱到500℃以上的第2步驟這兩個(gè)階段的熱處理來進(jìn)行。另外，當(dāng)?shù)?步驟的熱處理溫度的上限值高于580℃時(shí)，從晶界處優(yōu)先熔融，存在使抗拉強(qiáng)度和耐沖擊性降低的傾向，因此，優(yōu)選設(shè)定在580℃。

此外，固溶熱處理中的冷卻優(yōu)選以10℃/s以上的平均冷卻速度至少進(jìn)行到200℃的溫度。當(dāng)所述平均冷卻速度小于10℃/s時(shí)，在冷卻過程中會生成以mg2si為代表的mg、si等的析出物，在隨后進(jìn)行的時(shí)效熱處理工序中，抗拉強(qiáng)度的提高效果受限，存在無法獲得充分的抗拉強(qiáng)度的傾向。另外，所述平均冷卻速度優(yōu)選為15℃/s以上，更優(yōu)選為20℃/s以上。

[8]時(shí)效熱處理

接下來，實(shí)施時(shí)效熱處理。時(shí)效熱處理是為了使mg和si的集合體或析出物出現(xiàn)而進(jìn)行的。時(shí)效熱處理中的加熱溫度優(yōu)選為100℃～250℃。當(dāng)所述加熱溫度低于100℃時(shí)，無法充分使mg和si的集合體或析出物出現(xiàn)，抗拉強(qiáng)度和電導(dǎo)率容易不足。此外，當(dāng)所述加熱溫度高于250℃時(shí)，mg和si的析出物的尺寸會變得過大，因此，雖然電導(dǎo)率上升，但抗拉強(qiáng)度容易不足。時(shí)效熱處理中的加熱溫度優(yōu)選為100℃～200℃。另外，加熱時(shí)間的最佳時(shí)間根據(jù)溫度而有所變化。低溫下長時(shí)間、高溫下短時(shí)間的加熱在提高抗拉強(qiáng)度方面是優(yōu)選的?？紤]生產(chǎn)率時(shí)，短時(shí)間為好，優(yōu)選為15小時(shí)以下，更優(yōu)選為10小時(shí)以下。另外，為了防止特性的不均，時(shí)效熱處理中的冷卻優(yōu)選盡可能加快冷卻速度。但是，當(dāng)在制造工序上無法快速冷卻時(shí)，可以還考慮冷卻過程中產(chǎn)生的mg和si的析出物的量的變化來適當(dāng)設(shè)定時(shí)效條件。

本實(shí)施方式的鋁合金線材的線料直徑?jīng)]有特別限制，可以根據(jù)用途適當(dāng)確定。在細(xì)線的情況下，例如為在中細(xì)線的情況下為本實(shí)施方式的鋁合金線材作為鋁合金線的優(yōu)點(diǎn)之一是能夠以較細(xì)的單線使用，但也可以作為將多條單線捻合成束所得的鋁合金絞線來使用，也可以在將多條依次進(jìn)行了構(gòu)成本實(shí)施方式的制造方法的上述[1]～[8]的工序中的[1]～[6]的各工序的鋁合金線捻合成束之后，進(jìn)行[7]固溶熱處理和[8]時(shí)效熱處理的工序。

此外，在本實(shí)施方式中，作為追加的工序，也可以在連續(xù)鑄軋之后進(jìn)行在以往方法中進(jìn)行的那種均質(zhì)化熱處理。均質(zhì)化熱處理能夠使添加元素的析出物(主要是mg－si系化合物)均勻分散，因此，在隨后的第1熱處理中容易獲得均勻的結(jié)晶組織，結(jié)果能更穩(wěn)定地獲得高抗拉強(qiáng)度和良好的彎曲性。均質(zhì)化熱處理優(yōu)選以450℃～600℃的加熱溫度、1小時(shí)～10小時(shí)的加熱時(shí)間來進(jìn)行，更優(yōu)選為500℃～600℃。此外，均質(zhì)化加熱處理中的冷卻以0.1℃/分鐘～10℃/分鐘的平均冷卻速度進(jìn)行慢慢冷卻，在容易獲得均勻的化合物方面是優(yōu)選的。

本實(shí)施方式的鋁合金線材能夠作為鋁合金線或者是捻合多條鋁合金線而得到的鋁合金絞線來使用，并且，還能夠作為在鋁合金線或鋁合金絞線的外周具有包覆層的包覆電線來使用，除此之外，還能夠作為包括包覆電線和安裝于該包覆電線的去除了包覆層的端部的端子的線束(鎧裝線)來使用。此外，優(yōu)選的是，本發(fā)明的鋁合金絞線構(gòu)成為，在評價(jià)耐沖擊性的方法中，在2.94n(300gf)的載荷下未發(fā)生斷線，此外，本發(fā)明的線束構(gòu)成為在評價(jià)壓接有端子的電線的耐沖擊性的方法中，在4.90n(500gf)的載荷下未發(fā)生斷線。

實(shí)施例

基于以下的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。另外，本發(fā)明不限定于以下所示的實(shí)施例。

(實(shí)施例、比較例)

將mg、si、fe和al以及選擇性添加的ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、sn、co、ni以達(dá)到表1所示的含量(質(zhì)量％)的方式下料，使用普洛佩茲式連續(xù)鑄軋機(jī)，調(diào)和熔融金屬，再用水冷后的鑄模對熔融金屬一邊進(jìn)行連續(xù)鑄造一邊進(jìn)行軋制，制成大約的棒材。此時(shí)的鑄造時(shí)的冷卻速度設(shè)定為大約15℃/s。接下來，實(shí)施第1拉絲加工，再實(shí)施350℃、2小時(shí)的中間熱處理，然后進(jìn)行第2拉絲加工直到線徑達(dá)到接下來，在表2所示的條件下實(shí)施了固溶熱處理。中間熱處理和固溶熱處理均在線材上卷繞熱電偶而測定了線材溫度。在固溶熱處理之后，在表2所示的條件下實(shí)施時(shí)效熱處理，制造出了鋁合金線。

通過以下所示的方法，對制作出的各實(shí)施例和比較例的鋁合金線的各特性進(jìn)行了測定、評價(jià)。

(a)結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均結(jié)晶粒徑的測定

“結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差”和“平均結(jié)晶粒徑”的測定通過以下的方法來進(jìn)行。首先，在線材長度方向上，以包含線材的中心線的方式平行地切出試樣的截面，用樹脂蓋住該截面，進(jìn)行機(jī)械拋光，再進(jìn)行電解拋光，然后，用200倍～400倍的光學(xué)顯微鏡拍攝該試樣的截面組織，基于jish0501－1986(銅和銅合金制品晶粒度試驗(yàn)方法)通過采用切斷法進(jìn)行粒徑測定。具體而言，為了避免測定方法出現(xiàn)偏差，在拍攝的照片上引出與線材長度方向具有45°的角度的直線，將與該直線相交的各粒界間的直線距離除以拍攝倍率所得的計(jì)算值作為結(jié)晶粒徑。通過該測定方法，例如求出50個(gè)晶粒的結(jié)晶粒徑，根據(jù)求得(50個(gè)晶粒的)的結(jié)晶粒徑算出了標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均粒徑。此外，(50個(gè)晶粒的)結(jié)晶粒徑通過使用多條直線等并調(diào)節(jié)直線的長度和數(shù)量來進(jìn)行測定。

(b)抗拉強(qiáng)度(ts)的測定

基于jisz2241：2011，對各3條試樣(鋁合金線)進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，求出了它們的平均值。與以往同樣，為了能夠即使應(yīng)用于截面積小的細(xì)徑線也不會發(fā)生斷線，要求具有高抗拉強(qiáng)度，因此，在本發(fā)明中也是以200mpa以上為合格級別。

(c)鋁合金絞線的耐沖擊性(i)的測定

如圖1所示，將時(shí)效熱處理結(jié)束后的鋁合金絞線11的一端12固定，在另一端13掛上300g的錘，使一端12到另一端13的絞線長度為300mm，將錘向垂直上方提起到300mm的高度，然后讓其自由落下，測試此時(shí)絞線是否發(fā)生斷線，評價(jià)了耐沖擊性。另外，表3中所示的耐沖擊性以絞線未發(fā)生斷線的情況為合格，以“○”表示，將發(fā)生了斷線的情況視為次品，以“×”表示。

(d)線束的耐沖擊性(ii)的測定

將壓接有端子的線束的鋁電線21的端子固定部分22固定，在電線端23上掛上500g的錘，使端子固定部分22到電線端23的電線長度為300mm，將錘向垂直上方提起到300mm的高度，然后讓其自由落下，測試此時(shí)鋁電線21是否發(fā)生斷線，并評價(jià)耐沖擊性。另外，表3中所示的耐沖擊性以電線未發(fā)生斷線的情況為合格，以“○”表示，將發(fā)生了斷線的情況視為次品，以“×”表示。

通過上述方法對實(shí)施例、比較例進(jìn)行測定，將評價(jià)結(jié)果示于表3。

[表1]

(注)表中帶下劃線的數(shù)值表示該數(shù)值在本發(fā)明的適當(dāng)范圍外。

[表2]

(注)表中帶下劃線的數(shù)值表示該數(shù)值在本發(fā)明的適當(dāng)范圍外。

[表3]

(注)表中帶下劃線的部分表示數(shù)值在本發(fā)明的適當(dāng)范圍外的情形以及性能評價(jià)的項(xiàng)目為不合格級別的情形。

由表3的結(jié)果可知，實(shí)施例1～9中，(鋁合金線材的結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比以及(鋁合金線材的直徑)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比均在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此，鋁合金線材的抗拉強(qiáng)度、鋁合金絞線的耐沖擊性(i)和線束的耐沖擊性(ii)都很優(yōu)異。另一方面，比較例1～6中(鋁合金線材的結(jié)晶粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比以及(鋁合金線材的直徑)/(鋁合金線材的平均結(jié)晶粒徑)之比中至少一項(xiàng)在本發(fā)明的范圍外，因此，鋁合金絞線的耐沖擊性(i)和線束的耐沖擊性(ii)都較差，此外，比較例4～6的抗拉強(qiáng)度也較差。

根據(jù)本發(fā)明，通過上述結(jié)構(gòu)，能夠提供強(qiáng)度高且具有優(yōu)異的耐沖擊性的、也可用于細(xì)徑線的、不易斷線的、用作電氣布線體的鋁合金線材、鋁合金絞線、包覆電線、線束以及鋁合金線材的制造方法。本發(fā)明特別是作為搭載于移動體的電池線纜、線束或電機(jī)用導(dǎo)線、工業(yè)用機(jī)器人的布線體是有用的。此外，本發(fā)明的鋁合金線材由于具有高抗拉強(qiáng)度和優(yōu)異的耐沖擊性，因此，也能使電線的直徑小于現(xiàn)有電線的直徑。

附圖標(biāo)記說明

11：鋁合金絞線；12：鋁合金絞線的一端；13：鋁合金絞線的另一端；21：線束的鋁電線；22：線束的鋁電線的端子固定部分；23：線束的鋁電線的電線端。