本發(fā)明涉及用作電氣布線體的導(dǎo)體的鋁合金線材、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(dòng)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)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(dòng)體的燃耗性，因此強(qiáng)烈期望移動(dòng)體的輕量化。

作為用于實(shí)現(xiàn)這種移動(dòng)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，將電氣布線體的導(dǎo)體替換成更輕量的鋁或鋁合金的技術(shù)。鋁的比重是銅的比重的大約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)體線材流過與銅導(dǎo)體線材相同的電流，需要將鋁導(dǎo)體線材的截面積增大到銅導(dǎo)體線材的截面積的大約1.5倍，但就算是使用這樣增大了截面積的鋁導(dǎo)體線材，鋁導(dǎo)體線材的質(zhì)量也才是純銅的導(dǎo)體線材的質(zhì)量的一半左右，因此，從輕量化的觀點(diǎn)考慮，使用鋁導(dǎo)體線材是有利的。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?？估瓘?qiáng)度、耐沖擊性、彎曲特性等較差。因此，純鋁線材例如在向車身進(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彎曲疲勞等。此外，如果使用加入各種添加元素而合金化的線材，雖然能夠提高抗拉強(qiáng)度、彎曲疲勞特性，但是存在由于添加元素向鋁中固溶的現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率降低，并且由于硬質(zhì)化而導(dǎo)致線束安裝時(shí)的操作性下降，從而導(dǎo)致生產(chǎn)率下降的問題。因此，需要在不會(huì)使電導(dǎo)率下降的范圍內(nèi)限定或選擇添加元素，此外需要使其同時(shí)具備彎曲疲勞特性和柔軟性。

此外，作為高強(qiáng)度鋁合金線材，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)效處理來謀求高強(qiáng)度化。但是，在使用6000系鋁合金線材制造線徑為0.5mm以下的極細(xì)線時(shí)，通過實(shí)施固溶處理和時(shí)效處理，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)高電導(dǎo)率和高彎曲疲勞特性，但是屈服強(qiáng)度(0.2％屈服強(qiáng)度)也提高，塑性變形需要很大的力，存在向車身安裝的作業(yè)效率下降的傾向。

作為用于移動(dòng)體的電氣布線體的現(xiàn)有的6000系鋁合金線，例如在專利文獻(xiàn)1中有所記載。專利文獻(xiàn)1是本發(fā)明人基于研發(fā)結(jié)果提出的專利申請，其規(guī)定了線材外周部和內(nèi)部的平均結(jié)晶粒徑的大小，維持了與現(xiàn)有制品同等以上的伸長性和電導(dǎo)率，并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)那?qiáng)度和高耐彎曲疲勞特性。

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(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，在將鋁合金線材用在會(huì)受到來自包括發(fā)動(dòng)機(jī)等在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)部的振動(dòng)的場所或其附近時(shí)，要求高抗振性。此外，在將鋁合金線材用在門部時(shí)，伴隨門的開閉等在鋁合金線材上反復(fù)作用有彎曲動(dòng)作，因此，要求柔軟性(耐彎曲性)。由于門部處的彎曲和發(fā)動(dòng)機(jī)部處的振動(dòng)所導(dǎo)致的作用于鋁線材的應(yīng)變互不相同，因此，為了在這兩種部位使用鋁合金線材，需要具有至少能充分耐受這兩種應(yīng)變的特性，這就需要對合金組成和組織進(jìn)行重新研究。此外，專利文獻(xiàn)1是為了強(qiáng)化線材表層，而使外周粒徑細(xì)化從而優(yōu)先在外周析出的發(fā)明，對于固溶之前的溫度變化過程、拉絲工序中的線張力的制造條件未進(jìn)行考慮，此外，對于鋁合金線材中的空隙(void)、fe系結(jié)晶物也未進(jìn)行任何控制。

本發(fā)明的目的在于，提供即使在用作極細(xì)線(例如，線料直徑為0.5mm以下)的情況下，也能既確保高電導(dǎo)率和適度的低屈服強(qiáng)度，又同時(shí)實(shí)現(xiàn)高抗振特性和高耐彎曲疲勞特性的鋁合金線材、鋁合金絞線、包覆電線和線束，并且提供鋁合金線材的制造方法。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在此前反復(fù)研究的能獲得高強(qiáng)度、高電導(dǎo)率的析出型的al－mg－si系合金中，母相中存在的空隙會(huì)促進(jìn)因振動(dòng)而產(chǎn)生的裂紋的傳播，該裂紋的傳播會(huì)成為導(dǎo)致使用壽命縮短的主要原因。此外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在拉絲時(shí)的模具中的摩擦力(拉拔力)的作用下，尤其是在粗大的fe系化合物周邊容易產(chǎn)生空隙。而且，已知在通常的批量生產(chǎn)過程中會(huì)使用10個(gè)～20個(gè)模具連續(xù)地進(jìn)行拉絲，因此，所有的摩擦力都會(huì)集中于即將卷取前的線材上。對此，已知通過限制最終線徑附近的模具使用個(gè)數(shù)，或者在模具間配置用于減小線張力的滑輪，能夠減小線材所受的應(yīng)力。此外，由于若降低所有的線張力，則批量生產(chǎn)性會(huì)顯著降低，因此，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了效果較大的僅在最終線徑附近降低線張力的方法。此外還發(fā)現(xiàn)，為了減少粗大的fe系化合物，通過增大鑄造冷卻速度，并縮短其他熱處理時(shí)間來實(shí)現(xiàn)fe系化合物的微細(xì)疏密化。但是，當(dāng)使fe系化合物過度地微細(xì)疏密化時(shí)，抑制合金晶粒粗大化的效果會(huì)有一定程度的損失，因此，本發(fā)明人重新研究了合金的添加成分和制造工藝，找出了能夠同時(shí)抑制空隙的生成和晶粒的粗大化的方法，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的主旨結(jié)構(gòu)如下。

(1)一種鋁合金線材，其具有如下組成：mg：0.1質(zhì)量％～1.0質(zhì)量％、si：0.1質(zhì)量％～1.2質(zhì)量％、fe：0.10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％、co：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、ni：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％以及余量由al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，在與線材長度方向平行的包含線材的中心線的截面中，不存在面積超過20μm²的空隙，或者即使存在這樣的空隙，每1000μm²中的所述空隙的存在比例也在平均為1個(gè)/1000μm²以下的范圍內(nèi)。

(2)根據(jù)上述(1)所述的鋁合金線材，其中，在所述截面中，不存在面積超過1μm²的空隙，或者即使存在這樣的空隙，每1000μm²中的所述空隙的存在比例也在平均為1個(gè)/1000μm²以下的范圍內(nèi)。

(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的鋁合金線材，其中，在所述截面中，不存在面積超過4μm²的fe系化合物，或者即使存在這樣的fe系化合物，每1000μm²中的所述fe系化合物的存在比例也在平均為1個(gè)/1000μm²以下的范圍內(nèi)。

(4)根據(jù)上述(1)～(3)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材，其中，在所述截面中，面積為0.002μm²～1μm²的fe系化合物的存在比例在平均為1個(gè)/1000μm²以上的范圍內(nèi)。

(5)根據(jù)上述(1)～(4)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材，其中，在金相組織中觀察隨機(jī)選擇的至少1000個(gè)晶粒時(shí)，線材直徑方向上的最大尺寸為所述線材的直徑的一半以上的晶粒的平均存在概率小于0.10％。

(6)根據(jù)上述(1)～(5)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材，其振動(dòng)疲勞次數(shù)為200萬次以上，彎曲疲勞次數(shù)為20萬次以上，以及電導(dǎo)率為40％iacs以上。

(7)根據(jù)上述(1)～(6)中任一項(xiàng)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％中的兩種或任一種。

(8)根據(jù)上述(1)～(7)中任一項(xiàng)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％、co：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％和ni：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％中的至少一種。

(9)根據(jù)上述(1)～(8)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材，其中，所述化學(xué)組成含有ni：0.01質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％。

(10)根據(jù)上述(1)～(9)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材，其中，fe、ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni的合計(jì)含量為0.10質(zhì)量％～2.00質(zhì)量％。

(11)根據(jù)上述(1)～(10)中任一項(xiàng)所述的鋁合金線材，其中，該鋁合金線材是線料直徑為0.1mm～0.5mm的鋁合金線。

(12)一種鋁合金絞線，其通過捻合多條上述(11)所述的鋁合金線而得到。

(13)一種包覆電線，其在上述(11)所述的鋁合金線或上述(12)所述的鋁合金絞線的外周具有包覆層。

(14)一種線束，其包括上述(13)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上的端子。

(15)一種鋁合金線材的制造方法，該制造方法是將鋁合金原料熔解、鑄造之后，經(jīng)熱加工形成粗軋線，然后，至少進(jìn)行拉絲加工、固溶熱處理以及時(shí)效熱處理的各工序，所述鋁合金原料具有如下組成：mg：0.1質(zhì)量％～1.0質(zhì)量％、si：0.1質(zhì)量％～1.2質(zhì)量％、fe：0.10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％、co：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％、ni：0質(zhì)量％～0.50質(zhì)量％以及余量由al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，該制造方法的特征在于，在所述拉絲加工中，在從最終線徑的2倍的線徑至達(dá)到該最終線徑的期間，以50n以下的最大線張力進(jìn)行拉絲，所述固溶熱處理以450℃～580℃的范圍內(nèi)的規(guī)定溫度進(jìn)行加熱，并保持規(guī)定時(shí)間，然后，以10℃/s以上的平均冷卻速度至少冷卻到150℃的溫度，所述時(shí)效熱處理以20℃～250℃的范圍內(nèi)的規(guī)定溫度進(jìn)行加熱。

(16)根據(jù)上述(15)所述的鋁合金線材的制造方法，其中，在所述鑄造時(shí)從熔融金屬溫度冷卻到400℃的平均冷卻速度為20℃/sec～50℃/sec，在所述鑄造之后、所述拉絲加工之前進(jìn)行再熱處理，該再熱處理是加熱到400℃以上的規(guī)定溫度，在該規(guī)定溫度下保持的時(shí)間為30分鐘以下。

另外，在上述化學(xué)組成中例舉了含量范圍的元素中，含量范圍的下限值記載為“0質(zhì)量％”的元素均是表述可根據(jù)需要任意添加的選擇添加元素。即，在規(guī)定的添加元素為“0質(zhì)量％”時(shí)，表示不含該添加元素。

本發(fā)明的鋁合金線材是即使用作細(xì)徑線也能實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高電導(dǎo)率的線材，此外，柔軟而容易處理，并且，耐彎曲疲勞特性和抗振性都較高。因此，能夠搭載于門彎曲部和發(fā)動(dòng)機(jī)部那樣會(huì)受到不同應(yīng)變作用的場所，無需準(zhǔn)備特性不同的多條線材，能夠讓1種線材兼具上述特性，作為電池線纜、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。

附圖說明

圖1是說明制造本發(fā)明的實(shí)施方式的鋁合金線材時(shí)的拉絲加工的示意圖，(a)表示現(xiàn)有的拉絲加工，(b)表示本發(fā)明的拉絲加工。

圖2是用掃描電子顯微鏡(sem)拍攝現(xiàn)有制法下的鋁合金線材的與線材長度方向平行的截面時(shí)的截面圖像，(a)表示以1000倍的倍率拍攝的情況，(b)表示以5000倍的倍率拍攝的情況。

圖3是用掃描電子顯微鏡(sem)拍攝本實(shí)施方式的鋁合金線材的與線材長度方向平行的截面時(shí)的截面圖像(倍率：1000倍)。

圖4是說明用于評價(jià)本實(shí)施方式的鋁合金線材的抗振性試驗(yàn)和彎曲疲勞試驗(yàn)的圖。

圖5是為了說明用光學(xué)顯微鏡拍攝本實(shí)施方式的鋁合金線材的與線材長度方向平行的截面來測定結(jié)晶粒徑的方法而示出的截面圖像。

具體實(shí)施方式

以下，列出本發(fā)明的化學(xué)組成等的限定理由。

(1)化學(xué)組成

＜mg：0.1質(zhì)量％～1.0質(zhì)量％＞

mg(鎂)能固溶于鋁母材中而具有強(qiáng)化作用，且其一部分能與si一起以β”相(betadoubleprime，貝塔兩撇相)等的形態(tài)析出而具有提高抗拉強(qiáng)度的作用。此外，在作為溶質(zhì)原子團(tuán)簇而形成了mg－si團(tuán)簇時(shí)，具有提高抗拉強(qiáng)度以及伸長率的作用。但是，當(dāng)mg含量不足0.1質(zhì)量％時(shí)，上述作用效果不充分，此外，當(dāng)mg含量超過1.0質(zhì)量％時(shí)，在晶界處形成mg富集部分的可能性高，會(huì)使抗拉強(qiáng)度和伸長率下降。此外，mg元素的固溶量變多會(huì)導(dǎo)致0.2％屈服強(qiáng)度變高，從而導(dǎo)致電線的操作性下降，且電導(dǎo)率也下降。因此，mg含量設(shè)定為0.1質(zhì)量％～1.0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0.5質(zhì)量％～1.0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0.1質(zhì)量％且小于0.5質(zhì)量％，基于這樣的觀點(diǎn)綜合考慮優(yōu)選設(shè)定為0.3質(zhì)量％～0.7質(zhì)量％。

＜si：0.1質(zhì)量％～1.2質(zhì)量％＞

si(硅)能固溶于鋁母材中而具有強(qiáng)化作用，且其一部分能與mg一起以β”相等的形態(tài)析出而具有提高抗拉強(qiáng)度、耐彎曲疲勞特性的作用。此外，si在作為溶質(zhì)原子團(tuán)簇而形成了mg－si團(tuán)簇、si－si團(tuán)簇時(shí)，具有提高抗拉強(qiáng)度以及伸長率的作用。當(dāng)si含量不足0.1質(zhì)量％時(shí)，上述作用效果不充分，此外，當(dāng)si含量超過1.2質(zhì)量％時(shí)，在晶界處形成si富集部分的可能性高，抗拉強(qiáng)度以及伸長率會(huì)下降。此外，si元素的固溶量變多會(huì)導(dǎo)致0.2％屈服強(qiáng)度變高，從而導(dǎo)致電線的操作性下降，且電導(dǎo)率也下降。因此，si含量設(shè)定為0.1質(zhì)量％～1.2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％～1.2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0.1質(zhì)量％且小于0.5質(zhì)量％，基于這樣的觀點(diǎn)綜合考慮優(yōu)選設(shè)定為0.3質(zhì)量％～0.7質(zhì)量％。

＜fe：0.10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以al－fe、al－fe－si、al－fe－si－mg等的金屬間化合物的形態(tài)結(jié)晶或析出。在本說明書中，將這樣主要由fe和al構(gòu)成的金屬間化合物稱為fe系化合物。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，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0.10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(huì)變差，而且0.2％屈服強(qiáng)度會(huì)上升，從而導(dǎo)致電線的操作性下降，并且導(dǎo)致伸長率下降。因此，fe含量設(shè)定為0.10質(zhì)量％～1.40質(zhì)量％，優(yōu)選設(shè)定為0.15質(zhì)量％～0.70質(zhì)量％，更優(yōu)選設(shè)定為0.15質(zhì)量％～0.45質(zhì)量％。

本發(fā)明的鋁合金線材如上述那樣以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、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni中的至少一種。

＜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(huì)發(fā)生鑄錠開裂，在線材加工工序中會(huì)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％＞、＜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

cu(銅)、ag(銀)、au(金)、mn(錳)、cr(鉻)、zr(鋯)、hf(鉿)、v(釩)、sc(鈧)、co(鈷)以及ni(鎳)均是具有使晶粒細(xì)化的作用和抑制生成異常粗大的成長粒的元素，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、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(huì)變得粗大，從而使拉絲加工性變差，因此容易發(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、co以及ni的含量的范圍分別設(shè)定為上述所規(guī)定的范圍。另外，在這些元素的組中，特別優(yōu)選含有ni。當(dāng)含有ni時(shí)，晶粒細(xì)化效果和異常粒成長抑制效果變得顯著，抗拉強(qiáng)度和伸長率提高，此外，易于進(jìn)一步抑制電導(dǎo)率的下降和拉絲加工中的斷線。從均衡良好地滿足這些效果的觀點(diǎn)考慮，ni含量更優(yōu)選設(shè)定為0.05質(zhì)量％～0.30質(zhì)量％。

此外，fe、ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni在這些元素的合計(jì)含量大于2.00質(zhì)量％時(shí)，電導(dǎo)率和伸長率會(huì)下降，拉絲加工性變差，而且還存在由于0.2％屈服強(qiáng)度提高而導(dǎo)致電線操作性下降的傾向。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、co以及ni的合計(jì)含量設(shè)定為0.10質(zhì)量％～2.00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)定的含量范圍。

另外，為了既保持高電導(dǎo)率，又適度降低屈服強(qiáng)度值，fe、ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni的合計(jì)含量特別優(yōu)選為0.10質(zhì)量％～0.80質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.15質(zhì)量％～0.60質(zhì)量％。另一方面，雖然會(huì)使電導(dǎo)率有些許下降，但為了進(jìn)一步提高抗拉強(qiáng)度和伸長率，并使相對于抗拉強(qiáng)度的屈服強(qiáng)度值適度降低，所述合計(jì)含量特別優(yōu)選大于0.80質(zhì)量％且小于等于2.00質(zhì)量％，更優(yōu)選為1.00質(zhì)量％～2.00質(zhì)量％。

＜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(huì)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(huì)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。作為不可避免的雜質(zhì)而列舉的成分，例如可舉出ga(鎵)、zn(鋅)、bi(鉍)、pb(鉛)等。

這樣的鋁合金線材能夠通過組合并控制合金組成、制造工藝來實(shí)現(xiàn)。以下，說明本發(fā)明的鋁合金線材的優(yōu)選的制造方法。

(2)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制造方法來制造，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]第1熱處理(中間熱處理)、[6]第2拉絲加工、[7]第2熱處理(固溶熱處理)以及[8]第3熱處理(時(shí)效熱處理)的各工序。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，將它們?nèi)劢狻?/p>

[2]鑄造以及[3]熱加工(槽輥加工等)

接下來，在鑄造工序中增大冷卻速度，適度減少fe系化合物的結(jié)晶，使組織細(xì)化。優(yōu)選鑄造時(shí)從熔融金屬溫度冷卻到400℃的平均冷卻速度為20℃/s～50℃/s，如果使用組合鑄造輪和帶而成的普洛佩茲式連續(xù)鑄軋機(jī)，則能夠獲得例如直徑為5mm～15mm的棒材。此外，如果使用水中紡絲法，在30℃/s以上的平均冷卻速度下可以獲得直徑為1mm～13mm的棒材。鑄造和熱加工(軋制)也可以通過錠坯鑄造和擠出法等來進(jìn)行。此外，也可以在上述鑄造之后、熱加工之后實(shí)施再熱處理，在實(shí)施該再熱處理的情況下，保持在400℃以上的時(shí)間優(yōu)選為30分鐘以下。

[4]第1拉絲加工

接下來，實(shí)施表面的去皮，做成例如直徑為的適當(dāng)粗細(xì)的棒材，對該棒材進(jìn)行冷拉絲加工。加工度η優(yōu)選為1～6的范圍。這里，設(shè)拉絲加工前的線材截面積為a0，拉絲加工后的線材截面積為a1時(shí)，“加工度η”以η＝ln(a0/a1)來表示。當(dāng)加工度η小于1時(shí)，在后續(xù)工序的熱處理時(shí)，會(huì)導(dǎo)致再結(jié)晶晶粒粗大化，抗拉強(qiáng)度和伸長率顯著下降，可能成為斷線的原因。此外，當(dāng)加工度η大于6時(shí)，拉絲加工困難，可能會(huì)發(fā)生在拉絲加工中斷線等品質(zhì)方面的問題。通過進(jìn)行表面的去皮可以使表面潔凈化，但也可以不進(jìn)行。

[5]第1熱處理(中間熱處理)

接下來，對冷拉絲后的被加工件實(shí)施第1熱處理。本發(fā)明的第1熱處理是為了使被加工件恢復(fù)柔軟性，提高拉絲加工性而進(jìn)行的。若拉絲加工性充分，不會(huì)發(fā)生斷線，也可以不進(jìn)行第1熱處理。

[6]第2拉絲加工

在上述第1熱處理之后，再次實(shí)施冷拉絲加工。此時(shí)的加工度η優(yōu)選為1～6的范圍。加工度η會(huì)影響再結(jié)晶晶粒的形成和成長。當(dāng)加工度η小于1時(shí)，在后續(xù)工序的熱處理時(shí)，存在再結(jié)晶晶粒粗大化、抗拉強(qiáng)度和伸長率顯著下降的傾向，此外，當(dāng)加工度η大于6時(shí)，拉絲加工困難，存在產(chǎn)生在拉絲加工中斷線等品質(zhì)方面的問題的傾向。另外，在不進(jìn)行第1熱處理的情況下，也可以連續(xù)進(jìn)行第1拉絲加工和第2拉絲加工。

此外，需要使從具有最終線徑的2倍的線徑的加工件到獲得具有該最終線徑的線材期間被施加的線張力為50n以下。在通常的現(xiàn)有技術(shù)的批量生產(chǎn)中，會(huì)使用10個(gè)～20個(gè)左右的模具進(jìn)行連續(xù)拉絲，在該情況下，即將卷取前的線材，即從最終模具到卷取機(jī)之間的線材會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，成為在母相中生成空隙的原因。因此，在本發(fā)明的第2拉絲加工中，在從最終線徑的2倍的線徑達(dá)到該最終線徑期間，線材以50n以下的最大線張力進(jìn)行拉絲。通過使線張力為50n以下，能夠減小作用于線材的應(yīng)力，從而能夠抑制空隙的生成。當(dāng)超過50n時(shí)，作用于線材的應(yīng)力變大，因此，會(huì)導(dǎo)致母相中的fe系化合物附近的空隙增加，因此不優(yōu)選。

例如，為了方便，使用4個(gè)模具進(jìn)行說明時(shí)，在現(xiàn)有的拉絲加工中，如圖1的(a)所示，模具11、12、13、14分別對線材1施加張力t1、t2、t3、t4，從作為最終模具的模具14到卷取機(jī)20之間的線材1’被施加了很大的張力(t1+t2+t3+t4)。因此，在本實(shí)施方式的拉絲加工中，采用了如圖1的(b)所示那樣，通過在模具12和模具13之間配置驅(qū)動(dòng)式的滑輪30，而在從模具14到卷取機(jī)20之間施加較小張力(t3+t4)的方法。另外，最大線張力為50n以下的拉絲可以在第2拉絲加工時(shí)的部分加工或整個(gè)加工過程進(jìn)行，此外，不僅是第2拉絲加工時(shí)，也可以在第1拉絲加工時(shí)和第2拉絲加工時(shí)都進(jìn)行。此外，也可以通過增大模具中的每1道次的加工率等方法限制模具的使用個(gè)數(shù)，由此來抑制在fe系化合物周邊形成空隙。

[7]第2熱處理(固溶熱處理)

對拉絲加工后的加工件實(shí)施第2熱處理。本實(shí)施方式的第2熱處理是為了使隨機(jī)含有的mg、si化合物溶到鋁母相中而進(jìn)行的。固溶處理在加工中能夠使mg、si的富集部分均勻(均質(zhì)化)，從而抑制最終的時(shí)效熱處理后的mg和si的化合物的晶界偏析。具體而言，第2熱處理是在450℃～580℃的范圍內(nèi)的規(guī)定溫度進(jìn)行加熱，并保持規(guī)定時(shí)間，然后，以10℃/s以上的平均冷卻速度至少冷卻到150℃的溫度的熱處理。當(dāng)?shù)?熱處理的加熱時(shí)的規(guī)定溫度高于580℃時(shí)，結(jié)晶粒徑會(huì)粗大化而生成異常成長粒，當(dāng)所述規(guī)定溫度低于450℃時(shí)，不能使mg2si充分固溶。因此，第2熱處理中的加熱時(shí)的規(guī)定溫度設(shè)定為450℃～580℃的范圍，雖然也可根據(jù)mg和si的含量而有所變化，但優(yōu)選設(shè)定為450℃～540℃，更優(yōu)選設(shè)定為480℃～520℃的范圍。此外，對于第2熱處理中在所述規(guī)定溫度下保持的時(shí)間，在進(jìn)行再熱處理、中間熱處理的情況下，優(yōu)選和再熱處理、中間熱處理共計(jì)在30分鐘以內(nèi)。

作為進(jìn)行第2熱處理的方法，例如可以是分批式退火、鹽浴(saltbath)，也可以是高頻加熱、通電加熱、移動(dòng)加熱等連續(xù)熱處理。

但是，采用高頻加熱、通電加熱時(shí)，通常是使線材持續(xù)流過電流的構(gòu)造，因此，線材溫度隨著時(shí)間經(jīng)過而上升。因此，當(dāng)持續(xù)流過電流時(shí)，線材可能會(huì)熔融，因此需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理。在采用移動(dòng)加熱的情況下也是一樣的，由于是短時(shí)間的退火，因此通常移動(dòng)退火爐的溫度要設(shè)定得比線材溫度高。若進(jìn)行長時(shí)間的熱處理，則線材可能會(huì)熔融，因此，需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理。此外，在所有的熱處理中，都需要用于使被加工件中隨機(jī)含有的mg、si化合物溶到鋁母相中的規(guī)定的時(shí)間以上。以下，說明各方法的熱處理。

利用高頻加熱的連續(xù)熱處理利用焦耳熱進(jìn)行熱處理，該焦耳熱是通過使線材從高頻的磁場中連續(xù)通過，由線材自身在感應(yīng)電流的作用下而產(chǎn)生的。包括急熱、急冷工序，可以在線材溫度和熱處理時(shí)間上進(jìn)行控制而對線材進(jìn)行熱處理。冷卻是在急熱之后通過使線材從水中或氮?dú)鈿夥罩羞B續(xù)通過來進(jìn)行的。該熱處理中的加熱保持時(shí)間優(yōu)選設(shè)定為0.01s～2s，更優(yōu)選設(shè)定為0.05s～1s，進(jìn)一步優(yōu)選為0.05s～0.5s。

連續(xù)通電熱處理利用焦耳熱來進(jìn)行熱處理，該焦耳熱是通過使連續(xù)通過2個(gè)電極滾輪的線材中流過電流而由線材自身產(chǎn)生的。包括急熱、急冷工序，可以通過控制線材溫度和熱處理時(shí)間而對線材進(jìn)行熱處理。冷卻是在急熱之后通過使線材從水中、大氣中或氮?dú)鈿夥罩羞B續(xù)通過來進(jìn)行的。該熱處理中的加熱保持時(shí)間優(yōu)選設(shè)定為0.01s～2s，更優(yōu)選設(shè)定為0.05s～1s，進(jìn)一步優(yōu)選為0.05s～0.5s。

連續(xù)移動(dòng)熱處理是通過使線材從保持高溫的熱處理爐中連續(xù)通過來進(jìn)行熱處理的。包括急熱、急冷工序，可以在熱處理爐內(nèi)溫度和熱處理時(shí)間上進(jìn)行控制而對線材進(jìn)行熱處理。冷卻是在急熱之后通過使線材從水中、大氣中或氮?dú)鈿夥罩羞B續(xù)通過來進(jìn)行的。該熱處理中的加熱保持時(shí)間優(yōu)選為0.5s～30s。

當(dāng)線材溫度和熱處理時(shí)間這兩項(xiàng)中的一項(xiàng)或兩項(xiàng)的數(shù)值小于上述規(guī)定的條件時(shí)，固溶不完全，會(huì)導(dǎo)致在后工序的時(shí)效熱處理時(shí)生成的溶質(zhì)原子團(tuán)簇、β”相、mg2si析出物變少，從而使抗拉強(qiáng)度、耐沖擊性、耐彎曲疲勞特性、電導(dǎo)率的提高幅度變小。當(dāng)線材溫度和熱處理時(shí)間這兩項(xiàng)中的一項(xiàng)或兩項(xiàng)的數(shù)值高于上述規(guī)定的條件時(shí)，會(huì)導(dǎo)致晶粒粗大化，且會(huì)引起鋁合金線材中的化合物相的部分熔融(共晶熔化)，從而導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度、伸長率下降，處理導(dǎo)體時(shí)容易引起斷線。

[8]第3熱處理(時(shí)效熱處理)

接下來，實(shí)施第3熱處理。該第3熱處理是為了生成mg、si化合物或溶質(zhì)原子團(tuán)簇而進(jìn)行的時(shí)效熱處理。時(shí)效熱處理在20℃～250℃的范圍內(nèi)的規(guī)定溫度下進(jìn)行加熱。當(dāng)時(shí)效熱處理中的所述規(guī)定溫度低于20℃時(shí)，溶質(zhì)原子團(tuán)簇的生成變慢，為了獲得所需的抗拉強(qiáng)度和伸長率比較耗費(fèi)時(shí)間，因此不利于批量生產(chǎn)。此外，當(dāng)所述規(guī)定溫度高于250℃時(shí)，除了對強(qiáng)度最有助益的mg2si針狀析出物(β”相)之外，還會(huì)生成粗大的mg2si析出物，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。因此，對于所述規(guī)定溫度，在生成具有進(jìn)一步提高伸長率的效果的溶質(zhì)原子團(tuán)簇時(shí)，優(yōu)選設(shè)定為20℃～70℃，此外，在使β”相也同時(shí)析出，以取得抗拉強(qiáng)度和伸長率的均衡時(shí)，優(yōu)選設(shè)定為100℃～150℃。

此外，時(shí)效熱處理中的加熱/保持時(shí)間的最佳時(shí)間根據(jù)溫度而變化。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、伸長率方面是優(yōu)選的。長時(shí)間的加熱例如為10日以內(nèi)，短時(shí)間的加熱優(yōu)選為15小時(shí)以下，更優(yōu)選為8小時(shí)以下。另外，對于時(shí)效熱處理中的冷卻，為了防止特性不均，優(yōu)選盡可能加快冷卻速度。當(dāng)然，當(dāng)在制造工序上不能快速冷卻時(shí)，只要時(shí)效條件能充分生成溶質(zhì)原子團(tuán)簇，也可以適當(dāng)設(shè)定。

本實(shí)施方式的鋁合金線材對線料直徑?jīng)]有特別限制，可根據(jù)用途適當(dāng)設(shè)定，但在細(xì)線的情況下優(yōu)選為在中細(xì)線的情況下優(yōu)選為本實(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)的單線的形式來使用，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)成本發(fā)明的制造方法的上述[1]～[8]的工序中的[1]～[6]的各工序的鋁合金線材捻合成束之后，再進(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，作為進(jìn)一步追加的工序，也可以在鑄造工序之后、熱加工之后進(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均勻分散，因此，通過其后的第3熱處理容易均勻地生成溶質(zhì)原子團(tuán)簇、β”析出相，從而能夠更穩(wěn)定地獲得抗拉強(qiáng)度、伸長率的提高以及相對于抗拉強(qiáng)度的適度的低屈服強(qiáng)度值。均質(zhì)化熱處理優(yōu)選在450℃～600℃的加熱溫度下進(jìn)行，更優(yōu)選為500℃～600℃。此外，對于均質(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)行慢慢冷卻的方式在容易獲得均勻的化合物方面是優(yōu)選的。

(3)本發(fā)明的鋁合金線材的組織的特征

通過上述那樣的制造方法制造出的本發(fā)明的鋁合金線材具有如下特征：在與線材長度方向平行的截面中，不存在面積超過20μm²的空隙，或者即使存在這樣的空隙，每1000μm²中的所述空隙的存在比例也在平均為1個(gè)/1000μm²以下的范圍內(nèi)。若面積超過20μm²的空隙以多于1個(gè)/1000μm²的所述存在比例存在，則在振動(dòng)時(shí)空隙會(huì)成為應(yīng)力集中源，容易產(chǎn)生裂紋，此外，還會(huì)促進(jìn)裂紋的傳播，導(dǎo)致壽命下降。此外，本發(fā)明的鋁合金線材優(yōu)選形成如下組織：在所述截面中，將面積超過1μm²的空隙的存在比例限制在每1000μm²中為1個(gè)以下的范圍。此外，本發(fā)明的鋁合金線材更優(yōu)選形成如下組織：在所述截面中，不存在面積超過4μm²的fe系化合物，或者即使存在這樣的fe系化合物，每1000μm²中的所述fe系化合物的存在比例也在平均為1個(gè)/1000μm²以下的范圍內(nèi)。若面積超過4μm²的fe系化合物多于1個(gè)/1000μm²地存在，則容易在fe系化合物的周邊產(chǎn)生空隙，存在使壽命下降的傾向。再有，本發(fā)明的鋁合金線材進(jìn)一步優(yōu)選形成如下組織：在所述截面中，面積為0.002μm²～1μm²的fe系化合物的存在比例在平均為1個(gè)/1000μm²以上的范圍內(nèi)，除此之外，特別優(yōu)選的是，觀察在金相組織中隨機(jī)選擇的相鄰且連續(xù)的至少1000個(gè)晶粒時(shí)，線材的直徑方向上的最大尺寸為所述線材的直徑的一半以上的晶粒的平均存在概率小于0.10％(更具體而言，觀察1000個(gè)晶粒時(shí)，線材的直徑方向上的最大尺寸為所述線材的直徑的一半以上的晶粒的數(shù)量平均小于1個(gè))。若面積為0.002μm²～1μm²的fe系化合物以1個(gè)/1000μm²以上的存在比例存在，則fe系化合物容易發(fā)揮成為晶核的效果或者填塞(pinning)粒界的效果，其結(jié)果是，難以生成不期望的粗大的晶粒。此外，當(dāng)觀察上述晶粒時(shí)存在具有線徑的一半以上的直徑的晶粒時(shí)，可以想到會(huì)使彎曲疲勞特性和抗振性顯著下降，因此，優(yōu)選盡可能避免生成這樣的晶粒。

(4)本發(fā)明的鋁合金線材的特性

對于抗振性，為了能經(jīng)受發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，達(dá)到斷裂為止的反復(fù)振動(dòng)次數(shù)優(yōu)選在200萬次以上，更優(yōu)選為400萬次以上。

對于耐彎曲疲勞特性，為了能經(jīng)受門部處的反復(fù)彎曲，達(dá)到斷裂為止的反復(fù)彎曲次數(shù)優(yōu)選為20萬次以上，更優(yōu)選為40萬次以上。

對于電導(dǎo)率，為了防止由焦耳熱導(dǎo)致的發(fā)熱，優(yōu)選為40％iacs以上，更優(yōu)選為45％iacs以上。此外，電導(dǎo)率進(jìn)一步優(yōu)選為50％iacs以上，此時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的細(xì)徑化。

對于0.2％屈服強(qiáng)度，為了避免使安裝線束時(shí)的作業(yè)性下降，優(yōu)選為250mpa以下。

本發(fā)明的鋁合金線材可以作為鋁合金線，或者捻合多條鋁合金線所得的鋁合金絞線來使用，并且，還可以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，還可以作為包括包覆電線和安裝在該包覆電線的去除了包覆層的端部上的端子的線束(鎧裝線)來使用。

實(shí)施例

(實(shí)施例、比較例)

準(zhǔn)備使作為必須含有成分的mg、si、fe和al以及作為選擇性添加成分的ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni中的至少1種成分成為表1所示的化學(xué)組成(質(zhì)量％)的合金原料，針對該合金原料，使用普洛佩茲式連續(xù)鑄軋機(jī)，用水冷后的鑄模在表2所示的條件下對熔融金屬一邊連續(xù)進(jìn)行鑄造，一邊進(jìn)行軋制，制成的棒材。接下來，以得到規(guī)定的加工度的方式對該棒材實(shí)施了第1拉絲加工。接下來，對實(shí)施了該第1拉絲加工后的加工件實(shí)施第1熱處理(中間熱處理)，然后以得到規(guī)定的加工度的方式進(jìn)行了第2拉絲加工，直到達(dá)到的線徑。接下來，在表2所示的條件下實(shí)施了第2熱處理(固溶熱處理)。第1熱處理和第2熱處理都在分批式熱處理中在線材上卷繞熱電偶而測定了線材溫度。在連續(xù)通電熱處理中，由于設(shè)備的原因難以在線材的溫度最高的部分進(jìn)行測定，因此，用光纖型放射溫度計(jì)(japansensorcorporation生產(chǎn))在比線材的溫度最高的部分靠前的位置上測定了溫度，然后考慮焦耳熱和散熱來計(jì)算最高到達(dá)溫度。在高頻加熱以及連續(xù)移動(dòng)熱處理中，測定了熱處理區(qū)間出口附近的線材溫度。接下來，在表2所示的條件下實(shí)施第3熱處理(時(shí)效熱處理)，制造出了鋁合金線。

對于制作出的各實(shí)施例和比較例的鋁合金線，通過以下所示方法測定各特性。

(a)抗振性試驗(yàn)

使用藤井精機(jī)(現(xiàn)名fujii)公司生產(chǎn)的裝置名為“彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)”的裝置，假想由于發(fā)動(dòng)機(jī)處的振動(dòng)導(dǎo)致鋁線受到負(fù)荷時(shí)的應(yīng)變，使用可在線材外周部施加0.09％的彎曲應(yīng)變的夾具，測定了抗振性能。在圖4中示出了測定裝置的示意圖。在設(shè)線材外周部應(yīng)變?yōu)?.09％時(shí)，對于的線材，彎曲夾具32和33的曲率半徑為170mm。將線材31插入到形成于彎曲夾具32和33之間的1mm的間隙中，使其以沿著彎曲夾具32和33的形狀反復(fù)運(yùn)動(dòng)。線材的一端被固定于按壓夾具35，以便能夠?qū)嵤┓磸?fù)彎曲，另一端連結(jié)大約10g的砝碼34而懸垂。在試驗(yàn)中，由于按壓夾具35是運(yùn)動(dòng)的，所以固定于按壓夾具35的線材31也運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)嵤┓磸?fù)彎曲。環(huán)境溫度保持在25±5℃，以每分鐘往復(fù)100次的速度進(jìn)行了測定。在本方法中，測定了直到鋁合金線斷裂為止的反復(fù)振動(dòng)次數(shù)。在本實(shí)施例中，直到斷裂為止的反復(fù)振動(dòng)次數(shù)為200萬次以上時(shí)，判斷為具有充分的抗振性能，視為合格。另外，抗振性試驗(yàn)需要比較多的時(shí)間，因此，在反復(fù)振動(dòng)次數(shù)超過200萬次的情況下，在超過200萬次的任意時(shí)刻終止試驗(yàn)。

(b)電導(dǎo)率(ec)

對于長度為300mm的試驗(yàn)片，在保持于20℃(±0.5℃)的恒溫漕中，使用四端子法對各3條試樣(鋁合金線)測定了比電阻，算出了其平均電導(dǎo)率。端子間距離設(shè)定為200mm。在本實(shí)施例中，電導(dǎo)率以45％iacs以上為合格級別。

(c)耐彎曲疲勞特性的測定方法

為了用上述的抗振性試驗(yàn)所用的裝置(藤井精機(jī)(現(xiàn)名fujii)公司生產(chǎn)、裝置名為“彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)”)對線材外周部施加0.17％的彎曲應(yīng)變，這次使用半徑90mm的彎曲夾具32和33，在環(huán)境溫度為25±5℃的情況下，評價(jià)了耐彎曲疲勞特性。這相當(dāng)于作為耐彎曲疲勞特性的基準(zhǔn)將應(yīng)變振幅設(shè)定為±0.17％。耐彎曲疲勞特性根據(jù)應(yīng)變振幅而變化。通常，存在應(yīng)變振幅大則疲勞壽命短，應(yīng)變振幅小則疲勞壽命長的傾向。應(yīng)變振幅能夠由線材的線徑和彎曲夾具的曲率半徑來決定，因此，可以通過任意設(shè)定線材的線徑和彎曲夾具的曲率半徑來實(shí)施彎曲疲勞試驗(yàn)。使用該裝置，通過圖4所示那樣的方法，如上述那樣使用能施加0.17％的彎曲應(yīng)變的夾具實(shí)施反復(fù)彎曲，由此測定了直到斷裂為止的反復(fù)彎曲次數(shù)。各測定了4條，求出反復(fù)彎曲次數(shù)的平均值。在本實(shí)施例中，直到斷裂為止的反復(fù)彎曲次數(shù)為20萬次以上時(shí)視為合格。

(d)空隙的測定方法

通過離子蝕刻將制作出的鋁合金線材加工到能夠觀察到中心為止，使用掃描型電子顯微鏡(sem)測定了與線材長度方向平行的截面中存在的空隙的面積(μm²)和存在比例(個(gè)/1000μm²)。如下計(jì)算空隙的面積：使用(株式會(huì)社)日立sciencesystems生產(chǎn)的semedxtypen，在20kv的電子束加速電壓下以1000倍～10000倍進(jìn)行觀察，根據(jù)觀察到的圖像，使用freesoftimajejj指定邊界，計(jì)算出了面積。具體而言，在所述截面中，通過以下方法測定了面積超過1μm²或面積超過20μm²的空隙的存在比例(分散密度)。第一個(gè)點(diǎn)在線材的任意位置上，在所述截面的1000μm²的面積范圍內(nèi)進(jìn)行觀察。第二個(gè)點(diǎn)在線材沿線材長度方向距離第一個(gè)點(diǎn)1000mm以上的位置上，在所述截面的1000μm²的面積范圍內(nèi)進(jìn)行觀察。第三個(gè)點(diǎn)在線材沿線材長度方向上距離第一個(gè)點(diǎn)2000mm以上且距離第二個(gè)點(diǎn)1000mm以上的位置上，在所述截面的1000μm²的面積范圍內(nèi)進(jìn)行觀察，算出了所述截面中面積超過1μm²或者面積超過20μm²的空隙的存在比例(個(gè)/1000μm²)。

(e)fe系化合物的測定方法

通過離子蝕刻將制作出的鋁合金線材加工到能夠觀察到中心為止，使用掃描型電子顯微鏡(sem)測定了與線材長度方向平行的截面中存在的fe系化合物的面積(μm²)和存在比例(個(gè)/1000μm²)。具體而言，通過以下方法測定了所述截面中存在的、面積超過4μm²或者面積為0.002μm²～1μm²的fe系化合物的存在比例。第一個(gè)點(diǎn)在線材的任意位置上，在所述截面的1000μm²的面積范圍內(nèi)進(jìn)行觀察。第二個(gè)點(diǎn)在線材沿線材長度方向距離第一個(gè)點(diǎn)1000mm以上的任意位置上，在所述截面的1000μm²的面積范圍內(nèi)進(jìn)行觀察。第三個(gè)點(diǎn)在線材沿線材長度方向上距離第一個(gè)點(diǎn)2000mm以上且距離第二個(gè)點(diǎn)1000mm以上的位置上，在所述截面的1000μm²的面積范圍內(nèi)進(jìn)行觀察，計(jì)算出了所述截面中存在的、面積超過4μm²或者面積為0.002μm²～1μm²的fe系化合物的存在比例(個(gè)/1000μm²)。

對于fe系化合物的確定，使用(株)日立sciencesystems生產(chǎn)的semedxtypen在20kv的電子束加速電壓下進(jìn)行了元素分析。

在fe的計(jì)數(shù)超過了背景的2倍時(shí)確定為fe系化合物。此外，對于fe系化合物的面積，使用上述semedxtypen以1000倍～10000倍進(jìn)行觀察，根據(jù)觀察到的圖像，使用freesoftimajejj指定邊界，計(jì)算出面積。

上述測定空隙和評價(jià)fe系化合物時(shí)得到的現(xiàn)有鋁合金線材的sem圖像示于圖2的(a)和(b)，此外，本實(shí)施方式的一例的鋁合金線材的sem圖像示于圖3。對于這樣的截面圖像如上述那樣進(jìn)行了評價(jià)。

(f)晶粒尺寸測定方法

對所得的各線材以能夠觀察到包含其中心線且與線材長度方向(拉絲方向)平行的截面的方式進(jìn)行切割，埋于樹脂中，進(jìn)行機(jī)械拋光、電解拋光，用200倍～400倍的光學(xué)顯微鏡使用偏振片進(jìn)行拍攝，獲得了圖5所示那樣的圖像。在拍攝圖像中，將晶粒的與線材長度方向(拉絲方向)垂直的方向的面內(nèi)的長度方向最大長度(線材徑方向長度)定義為晶粒的直徑，觀察隨機(jī)選擇的相鄰且連續(xù)的至少1000個(gè)晶粒，確認(rèn)了是否存在具有線徑的一半以上的直徑的晶粒。

線材的直徑方向上的最大尺寸(晶粒的直徑)為所述線材的直徑(線徑)的一半以上的晶粒的存在概率p(％)用以下的算式數(shù)值化。

p(％)＝(具有線徑的一半以上的直徑的晶粒的數(shù)量/所測的晶粒的數(shù)量)×100

通過上述方法綜合判定線材特性的結(jié)果示于表2。另外，表2中的判定欄中所記載的“a”表示反復(fù)振動(dòng)次數(shù)為400萬次以上、電導(dǎo)率為45％iacs以上、反復(fù)彎曲次數(shù)為40萬次以上以及0.2％屈服強(qiáng)度小于200mpa的情況，“b”表示反復(fù)振動(dòng)次數(shù)為200萬次以上且小于400萬次、電導(dǎo)率為40％iacs以上、反復(fù)彎曲次數(shù)為20萬次以上以及0.2％屈服強(qiáng)度小于200mpa的情況，而且，“c”表示屬于反復(fù)振動(dòng)次數(shù)小于200萬次、電導(dǎo)率小于40％iacs、彎曲疲勞次數(shù)小于20萬次以及0.2％屈服強(qiáng)度為250mpa以上中的至少一項(xiàng)的情況。

[表1]

[表2]

根據(jù)表2的結(jié)果，得到了在各鋁合金線材中與空隙或fe化合物等相關(guān)的各種條件同所評價(jià)的特性的相關(guān)關(guān)系。由此可知如下內(nèi)容。實(shí)施例1～9的鋁合金線材均表現(xiàn)出高電導(dǎo)率、適度的低屈服強(qiáng)度，并且表現(xiàn)出了高抗振特性和高耐彎曲疲勞特性。

與此相對，在比較例1中，fe含量大于本發(fā)明的范圍，因此，抗振特性和耐彎曲疲勞特性都較差，并且，0.2％屈服強(qiáng)度的數(shù)值也較大，電線操作性也較差。在比較例2中，fe含量小于本發(fā)明的范圍，因此，存在具有線徑的一半以上的直徑的大晶粒，抗振特性和耐彎曲疲勞特性都較差。比較例3～5中，即將卷取前的線張力為53n～60n，均大于50n，表2所示的、面積超過20μm²的空隙的存在比例為2～3個(gè)/1000μm²，在本發(fā)明的范圍外，因此，抗振特性和耐彎曲疲勞特性都較差。此外，在與專利文獻(xiàn)1的發(fā)明例1相當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行的比較例6，即將卷取前的線張力為70n，大于50n，表2所示的、面積超過20μm²的空隙的存在比例為2個(gè)/1000μm²，在本發(fā)明的范圍外，因此，抗振特性和耐彎曲疲勞特性都較差。此外，如作為現(xiàn)有鋁合金線材的sem圖像的圖2的(a)和(b)以及作為本實(shí)施方式的一例的鋁合金線材的sem圖像的圖3所示，在以現(xiàn)有制造方法進(jìn)行了拉絲的鋁合金線材中，在面積超過4μm²的粗大的fe系化合物的附近產(chǎn)生了空隙。另一方面，在以本發(fā)明的制造方法進(jìn)行了拉絲的鋁合金線材中，雖然存在fe系化合物，但不存在面積超過4μm²的粗大的fe系化合物，此外，在存在的微細(xì)的fe系化合物的附近未產(chǎn)生空隙，因此，通過以本發(fā)明的制造方法進(jìn)行拉絲，從而抑制在微細(xì)的fe系化合物周邊形成空隙。

本發(fā)明的鋁合金線材以使用含有mg和si的鋁合金為前提，即使在用作線料直徑為0.5mm以下的細(xì)徑線時(shí)，也能既確保高電導(dǎo)率和適度的低屈服強(qiáng)度，并且提高電線操作性，此外，還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高抗振特性和高耐彎曲疲勞特性。因此，作為搭載于移動(dòng)體的電池線纜、線束或者電機(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耐彎曲疲勞特性高，因此，還能夠使電線直徑小于現(xiàn)有電線的直徑。此外，由于能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高抗振特性和高耐彎曲疲勞特性，因此，能夠以1種線材應(yīng)用于各種場所，例如能夠在門部、發(fā)動(dòng)機(jī)部等會(huì)受到不同應(yīng)變的場所使用相同的線材，在謀求零件通用化方面，作為批量生產(chǎn)車等的零件是極其有用的。

附圖標(biāo)記說明

1：線材；1’：線材；11、12、13、14：模具；20：卷取機(jī)；30：滑輪；31：線材；32、33：彎曲夾具；34：砝碼；35：按壓夾具。