專利名稱：鋁合金導(dǎo)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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)：
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。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(zhǔn)的情況下，純鋁約為66%IACS)，為了在純鋁導(dǎo)體中流通與純銅的導(dǎo)體相同的電流，需要使純鋁導(dǎo)體的截面積為純銅導(dǎo)體的約I. 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。需要說明的是，上述的％IACS表示以國際標(biāo)準(zhǔn)軟銅(International AnnealedCopper Standard)的電阻率 I. 7241 X 1(T8 Q m 作為 100%IACS 時的導(dǎo)電率。為了將該鋁用作移動體的電配線體存在著幾個問題，其中有一個是提高耐撓曲疲勞特性。對于移動體的電配線體所使用的鋁導(dǎo)體要求耐撓曲疲勞特性，其原因是安裝于門等的線束因門的開關(guān)而承受反復(fù)彎曲應(yīng)力。對于鋁等金屬材料，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，也會在某一反復(fù)次數(shù)下產(chǎn)生疲勞破壞而發(fā)生斷裂。若所述鋁導(dǎo)體用于開關(guān)部時，如果耐撓曲疲勞特性差，則其在使用中可能發(fā)生導(dǎo)體斷裂，存在著耐久性、信賴性欠缺這樣的問題。一般來說，強度越高的材料，疲勞特性越好。因此，采用強度高的鋁導(dǎo)體即可，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))，因此一般來說大多使用能夠確保10%以上的拉伸斷裂伸長率的韌材(退火材)。由此，對于移動體的電配線體所使用的鋁導(dǎo)體，除在處理和安裝時所需的強度和為流通較多的電流所需的導(dǎo)電率之外，還要求該材料的耐撓曲疲勞特性優(yōu)異。對于具有這樣的要求的用途，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承受由門等的開關(guān)所產(chǎn)生的反復(fù)彎曲疲勞。另外，加入了各種各樣的添加元素的合金化雖然在強度方面優(yōu)異，但存在下述問題因向鋁中所添加的元素的固溶現(xiàn)象而導(dǎo)致導(dǎo)電率的下降、柔軟性下降；因在鋁中形成過剩的金屬間化合物而在拉絲加工中發(fā)生金屬間化合物導(dǎo)致的斷線。為此，需要對添加元素進行限定、選擇以防止導(dǎo)電率下降和柔軟性下降，提高強度和耐撓曲疲勞特性，并且必須不發(fā)生斷線。作為移動體的電配線體所使用的鋁導(dǎo)體，代表性地有專利文獻I 4所述的鋁導(dǎo)體。但是，如下所述，無論哪一個專利文獻所述的發(fā)明均具有進一步要解決的課題。專利文獻I的發(fā)明中，未進行最終退火，因此無法確保在車體中的安裝作業(yè)時所需的柔軟性。專利文獻2的發(fā)明中，雖然對最終退火有公開，但其條件與對金屬間化合物進行控制從而能夠在保持優(yōu)異的柔軟性的狀態(tài)下使耐撓曲疲勞特性和導(dǎo)電率等提高的條件不同。專利文獻3的發(fā)明中，含有大量的Si，因此無法適當(dāng)?shù)乜刂平饘匍g化合物，這成為拉絲加工等時斷線的原因。專利文獻4的發(fā)明中，含有0. 01% 0. 5%的銻(Sb)，從環(huán)境負荷的觀點出發(fā)，是正要由替代產(chǎn)品替換的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2006-19163號公報
專利文獻2 :日本特開2006-253109號公報專利文獻3 :日本特開2008-112620號公報專利文獻4 :日本特公昭55-45626號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的課題為提供一種鋁合金導(dǎo)體，其具有充分的導(dǎo)電率和拉伸強度，并且柔軟性、耐撓曲疲勞特性等優(yōu)異。用于解決問題的手段本發(fā)明人反復(fù)進行了各種各樣的研究，發(fā)現(xiàn)對于添加了特定的添加元素的鋁合金，通過對鑄造冷卻速度、中間退火、最終退火等制造條件進行控制，從而能夠?qū)?種金屬間化合物的粒徑和面積率進行控制，制造具備優(yōu)異的耐撓曲疲勞特性、強度、柔軟性和導(dǎo)電率的鋁合金導(dǎo)體，基于該見解而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供以下的解決手段。(I) 一種招合金導(dǎo)體，該招合金導(dǎo)體含有0. 4質(zhì)量％ I. 5質(zhì)量％的Fe、0. I質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％的Mg、0. 04質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％的Si，其余由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其特征在于，在所述導(dǎo)體中存在3種金屬間化合物A、B、C，所述金屬間化合物A的粒徑在0. I ii m以上且2iim以下的范圍，所述金屬間化合物B的粒徑在0. 03 ii m以上且小于0. I ii m的范圍，所述金屬間化合物C的粒徑在0. 001 ii m以上且小于0. 03 ii m的范圍，在所述導(dǎo)體中的任意的范圍中，所述金屬間化合物A的面積率a、所述金屬間化合物B的面積率b和所述金屬間化合物C的面積率c分別滿足1%彡a彡9%、1% ^ b ^ 6%、1% ^ c ^ 10% o(2) 一種招合金導(dǎo)體，該招合金導(dǎo)體含有0. 4質(zhì)量％ I. 5質(zhì)量％的Fe、0. I質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％的Mg、0. 04質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％的Si、0. 01質(zhì)量％ 0. 4質(zhì)量％的Zr，其余由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其特征在于，在所述導(dǎo)體中存在3種金屬間化合物A、B、C，所述金屬間化合物A的粒徑在0. I ii m以上且2iim以下的范圍，所述金屬間化合物B的粒徑在0. 03 ii m以上且小于0. I ii m的范圍，
所述金屬間化合物C的粒徑在0. 001 ii m以上且小于0. 03 ii m的范圍，在所述導(dǎo)體中的任意的范圍中，所述金屬間化合物A的面積率a、所述金屬間化合物B的面積率b和所述金屬間化合物C的面積率c分別滿足1%彡a彡9%、1% ^ 8. 5%、1% ^ c ^ 10% o(3)如⑴或⑵所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，在所述導(dǎo)體的制造工序的最后，實施包含急熱、急冷的工序的連續(xù)通電熱處理，使拉絲方向的垂直截面中的結(jié)晶粒徑為I U m 10 u m0(4)如(I) (3)任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，該鋁合金導(dǎo)體的拉伸強度為IOOMPa以上，以及導(dǎo)電率為55%IACS以上。 (5)如(I) (4)任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，該鋁合金導(dǎo)體的拉伸斷裂伸長率為10%以上。(6)如(I) (5)任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，該鋁合金導(dǎo)體具有再結(jié)晶組織。(7)如(I) (6)任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，所述導(dǎo)體在移動體內(nèi)用作電池纜線、線束或發(fā)動機用線材。(8)如⑴ (7)任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，所述導(dǎo)體用于車輛、電車或飛行器。發(fā)明效果本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體的強度、柔軟性和導(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)體是有用的，因此能夠合適地用于要求優(yōu)異的耐撓曲疲勞特性的門或箱、發(fā)動機罩等。對于本發(fā)明的上述和其它的特征和優(yōu)點，適當(dāng)參照附圖，由下述記載而能夠更加明確。


圖I是在實施例中所進行的對反復(fù)斷裂次數(shù)進行測定的試驗的說明圖。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選的第I實施方式是含有0. 4質(zhì)量％ I. 5質(zhì)量％的Fe、0. I質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％的Mg、0. 04質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％的Si，其余由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鋁合金導(dǎo)體，其中，在所述導(dǎo)體中存在3種金屬間化合物A、B、C，所述金屬間化合物A的粒徑在0. I ii m以上且2iim以下的范圍，所述金屬間化合物B的粒徑在0. 03 ii m以上且小于0. I ii m的范圍，所述金屬間化合物C的粒徑在0. 001 ii m以上且小于0. 03 ii m的范圍，在所述導(dǎo)體中的任意的范圍中，所述金屬間化合物A的面積率a、所述金屬間化合物B的面積率b和所述金屬間化合物C的面積率c分別滿足1%彡a彡9%、1% ^ b ^ 6%、1% ^ c ^ 10% o在本實施方式中，使Fe的含量為0.4 I. 5質(zhì)量％主要是為了利用由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在鋁中固溶，在室溫下更少。剩余成分以Al-Fe、Al-Fe-Si、Al-Fe-Si-Mg等金屬間化合物的形式結(jié)晶或析出。該結(jié)晶物或析出物作為結(jié)晶粒的微細化材而發(fā)揮作用，同時使強度和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，則會因結(jié)晶物的粗大化而使拉絲加工性差，無法得到目標(biāo)的耐撓曲疲勞特性，柔軟性也下降。另外，為過飽和固溶狀態(tài)，導(dǎo)電率也下降。Fe的含量優(yōu)選為0. 6質(zhì)量％ I. 3質(zhì)量％、進一步優(yōu)選為0. 8質(zhì)量％ I. I質(zhì)量％。在本實施方式中，使Mg的含量為0. I質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％是因為Mg在鋁母材中固溶而對其進行強化，同時其中的一部分與Si形成析出物從而使強度、耐撓曲疲勞特性和耐熱性提高。若Mg的含量過少，則效果不充分；若過多，則會引起導(dǎo)電率下降和柔軟性下降。另外，若Mg的含量過多，則屈服強度過剩，使成型性、絞股性劣化，加工性變差。Mg的含量優(yōu)選為0. 15質(zhì)量％ 0. 28質(zhì)量％、進一步優(yōu)選為0. 2質(zhì)量％ 0. 28質(zhì)量％。在本實施方式中，如上所述，使Si的含量為0. 04質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％是因為Si與Mg形成化合物而顯示出提高強度、耐撓曲疲勞特性和耐熱性的作用。Si的含量過少，則效果不充分；若過多則會引起導(dǎo)電率下降和柔軟性下降，使成型性、絞股性劣化，加工性變差。另外，線材制造中的熱處理過程中的Si單體的析出為斷線的原因。Si的含量優(yōu)選為0. I質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％、進一步優(yōu)選為0. 15質(zhì)量％ 0. 25質(zhì)量％。本發(fā)明的優(yōu)選的第2實施方式為一種招合金導(dǎo)體,其含有0. 4質(zhì)量％ I. 5質(zhì)量％的Fe、0. I質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％的Mg、0. 04質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％的Si、0. 01質(zhì)量％ 0. 4質(zhì)量％的Zr，其余由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，上述導(dǎo)體中存在3種金屬間化合物A、B、C，所述金屬間化合物A的粒徑在0. I ii m以上且2iim以下的范圍，所述金屬間化合物B的粒徑在0. 03 ii m以上且小于0. I ii m的范圍，所述金屬間化合物C的粒徑在0. 001 ii m以上且小于0. 03 ii m的范圍，在所述導(dǎo)體中的任意的范圍中，所述金屬間化合物A的面積率a、所述金屬間化合物B的面積率b和所述金屬間化合物C的面積率c分別滿足1%彡a彡9%、1% ^ 8. 5%、1% ^ c ^ 10% o在第2實施方式中，對于合金組成，除上述的第I實施方式的合金組成之外，進一步含有0. 01質(zhì)量％ 0. 4質(zhì)量％的Zr。Zr與Al形成金屬間化合物，并且在Al中固溶，從而有助于鋁合金導(dǎo)體的強度和耐熱性的提高。若Zr的含量過少則無法期待其效果；若過多，則熔解溫度變高，難以形成拉絲。并且，導(dǎo)致導(dǎo)電率、柔軟性的下降，耐撓曲疲勞特性也變差。Zr的含量優(yōu)選為0. I質(zhì)量％ 0. 35質(zhì)量％、更優(yōu)選為0. 15質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％。其它的合金組成和其作用與所述第I實施方式相同。本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體中，除規(guī)定上述成分以外，通過對金屬間化合物的尺寸(粒徑)和面積率進行規(guī)定，從而能夠得到具備所期望的優(yōu)異的耐撓曲疲勞特性、強度和導(dǎo)電率的鋁合金導(dǎo)體。(金屬間化合物的尺寸(粒徑)和面積率)如所述第I和第2實施方式所示，本發(fā)明以預(yù)定的面積率分別含有粒徑不同的3種金屬間化合物。此處，金屬間化合物是指存在于結(jié)晶粒內(nèi)的結(jié)晶物、析出物等的顆粒。主要為例如Al-Fe、Al-Fe-Si, Al-Zr等顆粒，其中，結(jié)晶物在熔解鑄造時形成、析出物在中間退火和最終退火中形成。需要說明的是，面積率是以面積來表示本合金中所含有的金屬間化合物的比例的，可以基于由TEM觀察的照片，通過以下詳細說明的方法來計算得出。金屬間化合物A主要由Al-Fe構(gòu)成,一部分含有Al-Fe-Si、Al_Zr等。這些金屬間化合物作為結(jié)晶粒的微細化材而發(fā)揮作用，同時使強度和耐撓曲疲勞特性提高。使金屬間化合物A的面積率a為1%彡a彡9%是因為過少則這些效果不充分，過多則因金屬間化合物而發(fā)生斷線，無法得到目標(biāo)的耐撓曲疲勞特性，柔軟性也下降。金屬間化合物B主要由Al-Fe-Si、Al_Zr構(gòu)成。這些金屬間化合物因析出而使強度和耐撓曲疲勞特性提高。在第I實施方式中使金屬間化合物B的面積率b為1% 6%、在第2實施方式中使其為1% ^ 8. 5%是因為過少則這些效果不充分，過多則因析出過剩而成為斷線的原因。并且，柔軟性也下降。金屬間化合物C可以提高強度，大幅提高耐撓曲疲勞特性。使金屬間化合物C的面積率c為1%彡c彡10%是因為過少則這些效果不充分，過多則因析出過剩而成為斷線的原因。并且，柔軟性也下降。 在本發(fā)明的第I和第2實施方式中，為了使3種尺寸的金屬間化合物A、B、C的面積率為上述值，需要將各自的合金組成設(shè)定為所述的范圍。并且，可以通過適當(dāng)?shù)貙﹁T造冷卻速度、中間退火溫度、最終退火條件等進行控制來實現(xiàn)。鑄造冷卻速度是指從鋁合金鑄塊的凝固開始到200°C為止的平均的冷卻速度。作為改變該冷卻速度的方法，可以舉出例如以下的3種方法。S卩，(I)改變鐵制鑄模的尺寸(壁厚)、(2)在鑄模下面設(shè)置水冷模具從而進行強制冷卻(也可以通過改變水量來改變冷卻速度)、(3)改變?nèi)垡旱臐茶T量。若鑄造冷卻速度過慢，則因Al-Fe系的結(jié)晶物粗大化，從而導(dǎo)致無法得到目標(biāo)的組織，容易產(chǎn)生破裂。若過快，則發(fā)生Fe的過剩固溶，無法得到目標(biāo)的組織，導(dǎo)致導(dǎo)電率下降。根據(jù)情況不同，還可能發(fā)生鑄造破裂。鑄造冷卻速度通常為1°C /秒 20°C /秒、優(yōu)選為5°C /秒 15°C /秒。中間退火溫度是指在拉絲途中實施熱處理時的溫度。中間退火主要是為了恢復(fù)在拉絲加工中變硬的線材的柔軟性而進行的。中間退火溫度過低的情況下，再結(jié)晶不充分，因此屈服強度過剩，無法確保柔軟性，在之后的拉絲加工中發(fā)生斷線而無法得到線材的可能性變高。過高的情況下，為過度退火狀態(tài)，發(fā)生再結(jié)晶粒粗大化，柔軟性顯著下降，在之后的拉絲加工中發(fā)生斷線而無法得到線材的可能性變高。中間退火溫度通常為300°C 450°C、優(yōu)選為350°C 450°C。中間退火的時間通常為30分鐘以上。若小于30分鐘，則再結(jié)晶粒形成和成長所需要的時間不足，無法恢復(fù)線材的柔軟性。優(yōu)選為I小時 6小時。另外，對于從中間退火時的熱處理溫度到100°C為止的平均冷卻速度沒有特別規(guī)定，期望為0. rc /分鐘 10°C /分鐘。最終退火是例如通過連續(xù)通電熱處理而進行的，所述連續(xù)通電熱處理是通過在連續(xù)通過2個電極輪的線材中流通電流而由自身所產(chǎn)生的焦耳熱來進行退火的。連續(xù)通電熱處理包含急熱、急冷的工序，能夠在控制線材溫度和時間的條件下，對線材進行退火。冷卻是通過在急熱后，使線材連續(xù)通過水中而進行的。在退火時的線材溫度過低或過高的情況、退火時間過短或過長的一種或兩種的情況下，無法得到目標(biāo)的組織。進一步，在退火時的線材溫度過低的情況、退火時間過短的情況的一種或兩種的情況下，無法得到車載安裝時所需要的柔軟性；在退火時的線材溫度過高的情況、退火時間過長的情況的一種或兩種的情況下，強度下降，耐撓曲疲勞特性也變差。即，使用由線材溫度y(°C)、退火時間x(秒)表示的計算式時，需要為在0. 03彡X彡0. 55的范圍中滿足24Xi6 + 402 ^ y ^ 17x^6 + 502的退火條件。線材溫度表示線材中達到最高且即將通過水中之前的溫度。需要說明的是，最終退火除連續(xù)通電熱處理之外，還可以為例如使線材連續(xù)通過保持于高溫的退火爐中來進行退火的移動退火、或使線材連續(xù)通過磁場中來進行退火的感應(yīng)加熱，所述移動退火和感應(yīng)加熱包含急熱和急冷過程。氣氛和傳熱系數(shù)不同，因此退火條件并非是與連續(xù)通電熱處理相同的條件，但即使在這些包含急熱和急冷過程的移動退火和感應(yīng)加熱的情況下，為了得到通過具有預(yù)定的金屬間化合物的析出狀態(tài)而構(gòu)成的本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體，以作為代表例的所述的連續(xù)通電熱處理中的退火條件作為參考，適當(dāng)?shù)貙ψ罱K退火條件(熱過程)進行控制，由此能夠制作本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體。(結(jié)晶粒徑)在本發(fā)明中，使鋁合金導(dǎo)體的拉絲方向的垂直截面中的結(jié)晶粒徑為I U m 10 U m。其理由是因為若粒徑過小則會殘留有部分再結(jié)晶組織而使拉伸斷裂伸長率明顯下降；若過大則形成粗大的組織而使變形舉動不均勻，同樣會使拉伸斷裂伸長率下降，甚至強 度也會明顯下降。結(jié)晶粒徑優(yōu)選為I y m 8 ii m。(拉伸強度和導(dǎo)電率)本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體的拉伸強度(TS)為IOOMPa以上、并且導(dǎo)電率為55%IACS以上，優(yōu)選拉伸強度為IOOMPa 180MPa、并且導(dǎo)電率為55%IACS 65%IACS，更優(yōu)選為拉伸強度為IOOMPa 170MPa、并且導(dǎo)電率為57%IACS 63%IACS。拉伸強度和導(dǎo)電率是相反的性質(zhì)，拉伸強度越高則導(dǎo)電率越低，相反地，拉伸強度越低純鋁的導(dǎo)電率越高?？紤]鋁合金導(dǎo)體的情況下，若拉伸強度小于lOOMPa，則強度不足(包括處理)，難以用作工業(yè)用導(dǎo)體。用于動力線的情況下，流通有數(shù)十A(安培)的高電流，因此導(dǎo)電率期望為55%IACS以上。(柔軟性)本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體具有充分的柔軟性。這能夠通過進行所述的最終退火而得至IJ。如上所述，使用拉伸斷裂伸長率作為柔軟性的指標(biāo)，優(yōu)選使其為10%以上。其原因為，如上所述，若拉伸斷裂伸長率過小則難以進行電配線體設(shè)置時的處理(例如車體上的安裝作業(yè))。另外，若拉伸斷裂伸長率過大，則強度不足，在處理時經(jīng)受不住，會成為斷線的原因，因此期望為50%以下。拉伸斷裂伸長率更優(yōu)選為10% 40%、進一步優(yōu)選為10% 30%。本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體可以通過經(jīng)由[I]熔解、[2]鑄造、[3]熱或冷加工(槽型輥加工等)、[4]拉絲加工、[5]熱處理(中間退火)、[6]拉絲加工、[7]熱處理(最終退火)的各工序來制造。[I]熔解為了得到本發(fā)明的鋁合金組成，按照使Fe、Mg、Si和Al，或Fe、Mg、Si、Zr和Al為所期望的濃度的分量進行鑄錠。[2]鑄造和[3]熱或冷加工(槽型輥加工等)接著，例如使用組合有鑄造輪和傳動帶的普羅佩茲式的連續(xù)鑄造壓延機，一邊以進行了水冷的鑄模連續(xù)地對熔液進行鑄造一邊進行壓延，形成約IOmn耶的棒材。此時的鑄造冷卻速度如上所述，通常為1°C /秒 20°C /秒。鑄造和熱壓延可以通過使鑄造冷卻速度為I 20°C /秒的坯料鑄造和擠出法等進行。
[4]拉絲加工接著，實施表面的去皮，形成9mm(p 9.5mm(p的棒材，對其進行拉絲加工。此處，將拉絲加工前的導(dǎo)體截面積作為Atl、拉絲加工后的導(dǎo)體截面積作為A1，則由Ii=In(AcZA1)表示的加工度期望為I以上且6以下。若小于1，則在下一工序的熱處理時，再結(jié)晶粒粗大化，強度和拉伸斷裂伸長率明顯下降，這也會成為斷線的原因。若超過6，則在品質(zhì)方面存在下述問題加工固化過度而難以進行拉絲加工，在拉絲加工中發(fā)生斷線等。通過進行線材表面的去皮可以使表面清潔化，但也可以不進行。[5]熱處理(中間退火)對進行了冷拉絲的加工材實施中間退火。中間退火的條件如上所述，通常為300°C 450°C、30分鐘以上。[6]拉絲加工 進一步實施拉絲加工。此時，加工度也因所述的理由而期望為I以上且6以下[7]熱處理(最終退火)利用連續(xù)通電熱處理，對進行了冷拉絲的加工材進行最終退火。如上所述，在使用由線材溫度y(°C )、退火時間χ(秒)表示的計算式時，退火條件在O. 03彡X彡O. 55的范圍中滿足 24χ-0.6 + 402 ^ y ^ 17χ-0.6 + 502。如上所述，通過實施熱處理而制作得到的本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)體具有再結(jié)晶組織。再結(jié)晶組織是指由下述結(jié)晶粒構(gòu)成的組織狀態(tài)，所述結(jié)晶粒是由塑性加工而導(dǎo)入的位移等的晶格缺陷少的結(jié)晶粒。通過具有再結(jié)晶組織，拉伸斷裂伸長率、導(dǎo)電率恢復(fù)，并且能夠得到充分的柔軟性。實施例基于以下實施例進一步詳細地說明本發(fā)明。需要說明的是，本發(fā)明并不限于以下所示的實施例。實施例I 14、比較例101 114,201,202對于Fe、Mg、Si和Al，或Fe、Mg、Si、Zr和Al，按照表1-1和表2-1所示的量(質(zhì)量％)，使用普羅佩茲式的連續(xù)鑄造壓延機，一邊以進行了水冷的鑄模連續(xù)地對熔液進行鑄造一邊進行壓延，形成約IOmmtp的棒材。此時的鑄造冷卻速度為1°C /秒 20°C /秒(在比較例中包含O. 2°C /秒、50°C /秒的比較例)。接著，實施表面的去皮，形成9mmcp 9.5mmcp的棒材，對其進行拉絲加工，從而使其為2.6mm(p。接著，如表1-1和表2_1所示，以300°C 450°C的溫度(在比較例中包含200°C、550°C的比較例)對該進行了冷拉絲的加工材實施O. 5小時 4小時(在比較例中包含O. I小時的比較例)的中間退火，進一步在實施例I 12、比較例101 114,201,202中進行拉絲加工直至為0.31mm<p，在實施例13中進行拉絲加工直至為0.37mm<p，在實施例
14中進行拉絲加工直至為0.43mmcp。最后，在溫度為477°C 629°C (在比較例中包含465°C的比較例)、時間為O. 03秒 O. 54秒的條件下進行連續(xù)通電熱處理作為最終退火。對于溫度，使用光纖型放射溫度計(Japan Sensor株式會社制)對線材的溫度達到最高時挨著水面上的溫度進行測定。對于制作的各種實施例和比較例的線材，利用以下所述的方法對各特性進行測定。其結(jié)果不于表1-2和表2-2。
(a)結(jié)晶粒徑將在拉絲方向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，進行基于交叉法的粒徑測定。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，評價時，改變直線的長度和條數(shù)，以便能夠數(shù)出50個 100個粒徑。(b)金屬間化合物的尺寸(粒徑)和面積率使用電解研磨薄膜法(雙噴射研磨法)將實施例和比較例的線材制作為薄膜，使用透射電子顯微鏡(TEM)，以6000倍 30000倍的倍率對任意的范圍進行觀察。接著，使用能量分散X射線檢出器(EDX)，將電子射線集中于金屬間化合物，檢測出Al-Fe、Al-Fe-Si,Al-Zr系等的金屬間化合物。 金屬間化合物的尺寸由拍照得到的照片的標(biāo)度進行判斷，并將形狀換算為相當(dāng)于等體積的球，從而算出金屬間化合物的尺寸。金屬間化合物的面積率a、b、c通過下述方法求出基于所拍照的照片，設(shè)定為能夠數(shù)出約5個 10個的金屬間化合物A、20個 50個的金屬間化合物B、50個 100個的金屬間化合物C的范圍，從而由各自的金屬間化合物的尺寸和個數(shù)計算出金屬間化合物的面積，將各自的金屬間化合物面積除以作為計算對象的范圍的面積，從而求出金屬間化合物的面積率。對于面積率，以O(shè). 15 μ m作為基準(zhǔn)厚度，根據(jù)上述薄片的試料厚度算出面積率。試料厚度與基準(zhǔn)厚度不同的情況下，將試料厚度換算為基準(zhǔn)厚度，即通過使基于拍照得到的照片而算出的面積率乘以(基準(zhǔn)厚度/試料厚度)，從而算出面積率。在本實施例和比較例中，試料厚度是通過對由照片觀察得到的等厚條紋的間隔進行觀察而算出的，所有的試料均幾乎為O. 15 μ m。(c)拉伸強度(TS)和拉伸斷裂伸長率基于JIS Z 2241，每個實施例和比較例各自選取3條進行試驗，求出其平均值。(d)導(dǎo)電率(EC)在保持于20°C (±0. 5°C )的恒溫槽中，對于長度為300mm的試驗片，每個實施例和比較例各自選取3條，使用四端子法來測定電阻率，算出其平均導(dǎo)電率。端子間距離為200mmo(e)反復(fù)斷裂次數(shù)以常溫時的應(yīng)變幅度為±0.17%作為耐撓曲疲勞特性的基準(zhǔn)。耐撓曲疲勞特性因應(yīng)變幅度而變化。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I所述的線材I的線徑和彎曲治具2、3的曲率半徑來決定，因此可以通過任意設(shè)定線材I的線徑和彎曲治具2、3的曲率半徑來實施耐撓曲疲勞試驗。使用藤井精機株式會社(現(xiàn)株式會社Fujii)制造的交變撓曲疲勞試驗機，使用能夠?qū)€材給予±0. 17%的彎曲應(yīng)變的治具，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)是通過每個實施例和比較例各自選取4條來進行測定，求出其平均值。如圖I的說明圖所示，使彎曲治具2和3之間隔開Imm插入線材1，以類似于沿著治具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治具5，另一端上懸掛有約IOg的重物4。試驗中，按壓治具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。采用下述結(jié)構(gòu)在1.5取(1秒內(nèi)往返1.5次)的條件下進行反復(fù)，線材試驗片I斷裂時，重物4掉落下來，停止計數(shù)。假設(shè)使用15年而每I天的開關(guān)次數(shù)為10次的情況 下，開關(guān)次數(shù)為54750次(一年按365天計算)。實際所使用的電線并非單線，而是股線結(jié)構(gòu)，并進一步進行了被覆處理，因此對于電線導(dǎo)體的負擔(dān)為幾分之一。作為單線的評價值，優(yōu)選為能夠確保充分的耐撓曲疲勞特性的60000次以上的反復(fù)斷裂次數(shù)、更優(yōu)選為80000次以上。表1-1(實施例)
權(quán)利要求
1.一種招合金導(dǎo)體，該招合金導(dǎo)體含有O. 4質(zhì)量％ I. 5質(zhì)量％的Fe、0. I質(zhì)量％ O.3質(zhì)量％的Mg、0. 04質(zhì)量％ O. 3質(zhì)量％的Si，其余由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其特征在于， 在所述導(dǎo)體中存在3種金屬間化合物A、B、C， 所述金屬間化合物A的粒徑在O. I μ m以上且2μπι以下的范圍， 所述金屬間化合物B的粒徑在O. 03 μ m以上且小于O. I μ m的范圍， 所述金屬間化合物C的粒徑在O. 001 μ m以上且小于O. 03 μ m的范圍， 在所述導(dǎo)體中的任意的范圍中，所述金屬間化合物A的面積率a、所述金屬間化合物B的面積率b和所述金屬間化合物C的面積率c分別滿足1%彡a彡9%、1% ^ b ^ 6%、1% ^ c ^ 10% ο
2.—種招合金導(dǎo)體,該招合金導(dǎo)體含有O. 4質(zhì)量％ I. 5質(zhì)量％的Fe、0. I質(zhì)量％ O.3質(zhì)量％的Mg、0. 04質(zhì)量％ O. 3質(zhì)量％的Si、0. 01質(zhì)量％ O. 4質(zhì)量％的Zr，其余由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其特征在于， 在所述導(dǎo)體中存在3種金屬間化合物A、B、C， 所述金屬間化合物A的粒徑在O. I μ m以上且2μπι以下的范圍， 所述金屬間化合物B的粒徑在O. 03 μ m以上且小于O. I μ m的范圍， 所述金屬間化合物C的粒徑在O. 001 μ m以上且小于O. 03 μ m的范圍， 在所述導(dǎo)體中的任意的范圍中，所述金屬間化合物A的面積率a、所述金屬間化合物B的面積率b和所述金屬間化合物C的面積率c分別滿足1%彡a彡9%、1%彡b彡8. 5%、1% ^ c ^ 10% ο
3.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，在所述導(dǎo)體的制造工序的最后，實施包含急熱、急冷的工序的連續(xù)通電熱處理，使拉絲方向的垂直截面中的結(jié)晶粒徑為I μ m 10 μ m0
4.如權(quán)利要求I 3任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，該鋁合金導(dǎo)體的拉伸強度為IOOMPa以上，并且導(dǎo)電率為55%IACS以上。
5.如權(quán)利要求I 4任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，該鋁合金導(dǎo)體的拉伸斷裂伸長率為10%以上。
6.如權(quán)利要求I 5任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其中，該鋁合金導(dǎo)體具有再結(jié)晶組織。
7.如權(quán)利要求I 6任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，所述導(dǎo)體在移動體內(nèi)用作電池纜線、線束或發(fā)動機用線材。
8.如權(quán)利要求I 7任一項所述的鋁合金導(dǎo)體，其特征在于，所述導(dǎo)體用于車輛、電車或飛行器。
全文摘要
本發(fā)明的課題為提供一種鋁合金導(dǎo)體，其具有充分的導(dǎo)電率和拉伸強度，并且柔軟性、耐撓曲疲勞特性等優(yōu)異。用于解決上述課題的鋁合金導(dǎo)體為以下鋁合金導(dǎo)體。一種鋁合金導(dǎo)體，該鋁合金導(dǎo)體含有0.4質(zhì)量%～1.5質(zhì)量%的Fe、0.1質(zhì)量%～0.3質(zhì)量%的Mg、0.04質(zhì)量%～0.3質(zhì)量%的Si，其余由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其特征在于，在導(dǎo)體中存在3種金屬間化合物A、B、C，化合物A的粒徑為0.1μm以上且2μm以下，化合物B的粒徑為0.03μm以上且小于0.1μm，化合物C的粒徑為0.001μm以上且小于0.03μm，在所述導(dǎo)體中的任意的范圍中，化合物A的面積率a、化合物B的面積率b和化合物C的面積率c分別滿足1%≤a≤9%、1%≤b≤6%、1%≤c≤10%。
文檔編號C22F1/04GK102812140SQ201180010778
公開日2012年12月5日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26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