CN103003456B - 铝合金导体 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供具有充分的电导率与拉伸强度、耐弯曲疲劳特性优异的铝合金导体。本发明的铝合金导体具有再结晶集合组织，该再结晶集合组织中，具有(111)面的晶粒的面积率为40%以上，该(111)面位于与线材拉丝方向的垂直截面平行的位置；在线材拉丝方向的垂直截面上的结晶粒径为1μm～30μm。
Description
【技术领域】
本发明涉及用作电气配线体的导体的铝合金导体。
【背景技术】
以往，作为汽车、电车、航空器等移动体的电气配线体，使用被称为束线(ワイヤーハーネス)的部件，该部件在含有铜或铜合金导体的电线上安装有铜或铜合金(例如黄铜)制的端子(接插件)，但近年来，在移动体的轻量化中，正在研究使用比铜或铜合金更轻量的铝或铝合金作为电气配线体的导体。
铝的相对密度约为铜的1/3，铝的电导率约为铜的2/3(以纯铜为100%IACS的基准的情况下，纯铝为约66%IACS)，为了在纯铝导体线材中流通与纯铜的导体线材相同的电流，需要使纯铝导体线材的截面积为纯铜导体线材的约1.5倍，但即使这样，仍然具有重量约为铜的一半这样的优势。
需要说明的是，上述的%IACS表示以万国标准软铜(International Annealed CopperStandard)的电阻率1.7241×10-8Ωm为100%IACS时的电导率。
为了将该铝用作移动体的电气配线体存在着几个问题。其中一个是耐弯曲疲劳特性的提高。要求该耐弯曲疲劳特性的原因在于安装于门等的束线因门的开关而反复承受弯曲应力。对于铝等金属材料，若如门的开关那样反复对其施加、解除负荷，即使是在一次负荷下不会发生断裂的这样的低负荷，也会在某一反复次数下发生断裂(疲劳破坏)。在将上述铝导体用于开关部时，如果耐弯曲疲劳特性差，则其在使用中可能发生导体断裂，缺乏耐久性、可靠性。
一般来说，强度越高的材料，疲劳特性越好。因此，可适当采用强度高的铝线材，但对于束线来说，要求其在进行设置时要容易进行处理(车体上的安装作业)，因此一般来说大多使用能够确保伸长率为10%以上的韧材(退火材)。
因此，对于移动体的电气配线体中所使用的铝导体，除在处理和安装时所需的拉伸强度以及为流通较大电流所需的电导率之外，还要求该材料的耐弯曲疲劳特性优异。
针对具有这样要求的用途，以输电线用铝合金线材(JISA1060、JISA1070)为代表的纯铝系无法充分耐受由于门等的开关而产生的反复弯曲应力。另外，加入了各种添加元素的合金化材料虽然在强度方面优异，但由于添加元素向铝中的固溶现象而导致电导率的降低，由于在铝中形成过量的金属间化合物而在拉丝加工中发生金属间化合物所致的断线。因此，需要对添加元素进行限定、选择来防止断线，并且需要防止电导率降低、提高强度和耐弯曲疲劳特性。
作为移动体的电气配线体中所用的铝导体，代表性的有专利文献1～4所述的物质。但是，在专利文献1中记载的电线导体中，拉伸强度过高，难以进行车体上的安装作业。在专利文献2的记载中，利用通电进行连续热处理，尽管记载有温度与时间作为大致的热处理条件的记载，但还有进一步详细研究的余地。进一步地，作为构成成分之一的Sb被认为是环境负荷物质，需要替换为替代产品。在专利文献3中所具体记载的铝导电线中，未进行最终(仕上げ)退火。车体的安装作业希望柔软性进一步提高的铝导电线。在专利文献4中公开了轻量、柔软且弯曲性优异的铝导电线，其只是强烈要求移动体电气配线体的特性改善，希望特性进一步提高。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2008-112620号公报
专利文献2：日本特公昭55-45626号公报
专利文献3：日本特开2006-19163号公报
专利文献4：日本特开2006-253109号公报
【发明内容】
【发明所要解决的课题】
本发明的课题在于提供一种铝合金导体，其具有充分的电导率与拉伸强度，耐弯曲疲劳特性优异。
【解决课题的手段】
本发明人反复进行了各种研究，结果发现，通过对铝合金热处理前的加工度、连续热处理等的制造条件进行控制来控制再结晶集合组织，可制造出具备优异的耐弯曲疲劳特性、强度以及电导率的铝合金导体，基于该技术思想而完成了本发明。
即，本发明提供以下的解决手段。
(1)一种铝合金导体，该铝合金导体的特征在于，其具有再结晶集合组织，该再结晶集合组织中，具有(111)面的晶粒的面积率为40%以上，该(111)面位于与线材拉丝(伸線)方向的垂直截面平行的位置；在线材拉丝方向的垂直截面上的结晶粒径为1μm～30μm。
(2)如(1)所述的铝合金导体，其特征在于，该铝合金导体进一步具有下述的再结晶集合组织，在该再结晶集合组织中，将线材的半径设为R，以线材拉丝方向的垂直截面上的线材中心为圆心，以半径(9/10)R作圆，从线材整体中扣除该圆所包含的部分后的范围内，具有(111)面的晶粒的面积率为25%以上、且具有(112)面的晶粒的面积率为25%以上，该(111)面与该(112)面位于与线材拉丝方向的垂直截面平行的位置。
(3)如(1)或(2)所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体是如下进行制造的：在以加工度1～6进行拉丝加工后，在包括急热、急冷工序的连续热处理中实施连续通电热处理，该连续通电热处理中，线材温度y(℃)与退火时间x(秒)满足0.03≦x≦0.55、且26x-0.6+377≦y≦23.5x-0.6+423的关系。
(4)如(1)或(2)所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体是如下进行制造的：在以加工度1～6进行拉丝加工后，在包括急热、急冷工序的连续热处理中实施连续运转热处理(連続走間熱処理)，在该连续运转热处理中，退火炉温度z(℃)与退火时间x(秒)满足1.5≦x≦5、且-50x+550≦z≦-36x+650的关系。
(5)如(1)～(4)的任一项所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体含有0.01质量%～0.4质量%的Fe、0.1质量%～0.3质量%的Mg、0.04质量%～0.3质量%的Si、以及0.1质量%～0.5质量%的Cu，进一步合计含有0.001质量%～0.01质量%的Ti与V，余量由Al和不可避免的杂质构成。
(6)如(1)～(4)的任一项所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体含有0.4质量%～1.5质量%的Fe，余量由Al和不可避免的杂质构成。
(7)如(1)～(4)的任一项所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体含有0.4质量%～1.5质量%的Fe、0.1质量%～0.3质量%的Mg、以及0.04质量%～0.3质量%的Si，余量由Al和不可避免的杂质构成。
(8)如(1)～(4)的任一项所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体含有0.01质量%～0.5质量%的Fe、0.3质量%～1.0质量%的Mg、0.3质量%～1.0质量%的Si、以及0.01质量%～0.2质量%的Cu，余量由Al和不可避免的杂质构成。
(9)如(1)～(8)的任一项所述的铝合金导体，其特征在于，该铝合金导体用于移动体内的电池缆线、线束(ハーネス)、或发动机用导线。
(10)如(9)所述的铝合金导体，其特征在于，上述移动体为汽车、电车、或航空器。
【发明的效果】
本发明的铝合金导体的强度以及电导率优异，作为搭载于移动体的电池缆线、线束或者发动机用导线是有用的。并且还能够适当地用于要求非常高的耐弯曲疲劳特性的门或箱、机罩等中。
对于本发明的上述及其它特征和优点，可适当参照所附的附图由下述记载来更加明确。
【附图说明】
图1是如下范围的说明图：以在线材拉丝方向的垂直截面上的线材中心为圆心，作出半径为9/10R的圆，从线材整体中扣除该圆所包含的部分后的范围。
图2为在实施例中所进行的对反复断裂次数进行测定的试验的说明图。
【具体实施方式】
本发明的铝合金导体通过具有如下规定的再结晶集合组织，可具备优异的耐弯曲疲劳特性、以及充分的柔软性、强度和电导率。
(再结晶集合组织)
本发明中，使用从拉丝方向观察到的结晶面来规定再结晶集合组织。再结晶集合组织是在再结晶过程中得到的，其为由某一定晶体取向大量集合的多晶粒构成的组织。本发明的铝合金导体的再结晶集合组织中，具有(111)面的晶粒的面积率为40%以上，该(111)面位于与线材内拉丝方向的垂直截面平行的位置。进一步优选的是，将线材的半径设为R，以在线材拉丝方向的垂直截面中的线材中心为圆心，以半径(9/10)R作圆，从线材整体中扣除该圆所包含的部分的范围内，具有(111)面的晶粒的面积率为25%以上、且具有(112)面的晶粒的面积率为25%以上，该(111)面与该(112)面位于与线材拉丝方向的垂直截面平行的位置。通过采用这样的再结晶集合组织，在如图2所示将线材相对于拉丝方向进行弯曲时，可使具有(111)面和(112)面的晶粒的耐弯曲疲劳特性得到提高。特别是若进行表层部的组织控制，则可抑制疲劳裂纹的发生、进一步可提高耐弯曲疲劳特性，因而优选进行表层部的组织控制。
另外，本发明中的各晶体取向的面积率为通过EBSD法测定的值。EBSD法为电子背散射衍射法(Electron Back Scatter Diffraction)的简称，其为利用在扫描电子显微镜(SEM)内对试样照射电子射线时所产生的反射电子菊池线衍射而进行的晶体取向解析技术。各取向的面积率为以(111)面、(112)面等理想结晶面基准在±10°以内的范围内倾斜的晶粒的面积相对于总测定面积的比例。在基于EBSD的取向解析中所得到的信息包括电子射线入侵到试样中直至数十纳米深度的取向信息，但由于其相对于所测定的广度(広さ)充分小，因而在本说明书中作为面积率处理。
如下文所详述，适当实施热处理进行制作的本发明的铝合金导体为上述具有特定面的晶粒的集合状态(集合组织)，此外还具有再结晶组织。所谓再结晶组织为由下述晶粒构成的组织状态，该晶粒是由塑性加工而导入的位移(転位)等晶格缺陷少的晶粒。由于具有再结晶组织，拉伸断裂伸长率、电导率恢复，可得到充分的柔软性。
(结晶粒径)
在本发明中，使铝线材拉丝方向的垂直截面上的结晶粒径为1μm～30μm。若结晶粒径过小，则部分再结晶组织残留，不仅得不到目的再结晶集合组织，还会使伸长率显著降低。若结晶粒径过大、形成粗大的组织，则变形行为不均匀，与结晶粒径过小的情况同样地会降低伸长率，并且强度显著降低。结晶粒径更优选为1μm～20μm。
另外，本发明中的“结晶粒径”利用光学显微镜进行观察、通过交叉法进行粒径测定得到的平均粒径，为50～100个晶粒的平均值。
为了得到具有这样的再结晶集合组织与结晶粒径的铝合金导体，可通过使合金组成如后所述以及如下控制连续热处理前的加工度、连续热处理条件等来实现。优选的制造方法与合金组成如下文所述。
(制造方法)
本发明的铝合金导体可通过经由如下各工序来进行制造：[1]熔解、[2]铸造、[3]热或冷加工(槽辊加工等)、[4]拉丝加工、[5]热处理(中间退火)、[6]拉丝加工、[7]热处理(最终退火)。
在熔解中，以后述铝合金组成达到各实施方式的浓度这样的分量进行熔炼。
接下来，使用组合有铸造轮与传动带的普罗佩兹式(プロペルチ式)连续铸造压延机，一边用水冷后的铸模连续地对金属熔液进行铸造一边进行压延，制成约的棒材。此时的铸造冷却速度为1℃/秒～20℃/秒。铸造和热压延可以通过钢坯铸造以及挤出法等来进行。
接下来，实施表面剥皮(皮むき)，制成对其进行拉丝加工。加工度优选为1～6。此处，若将拉丝加工前的线材截面积设为A0、将拉丝加工后的线材截面积设为A1，则加工度η以η=ln(A0/A1)表示。此时的加工度若过小，则在下面工序的热处理中，再结晶粒粗大化，强度和伸长率显著降低，也会成为断线的原因。若过大，则拉丝加工困难，在拉丝加工中产生断线等，在品质方面出现问题。通过进行表面剥皮，可使表面洁净化，但也可不进行表面剥皮。
对进行了冷拉丝的加工材实施中间退火。进行中间退火主要是为了使经拉丝加工变硬的线材恢复柔软性。中间退火温度过高或过低，均会在后面的拉丝加工中产生断线，得不到线材。中间退火温度优选为300℃～450℃、更优选为350℃～450℃。中间退火的时间为10分钟以上。这是由于，该时间若小于10分钟，则再结晶粒形成和成长所需要的时间不足，线材无法恢复柔软性。优选为1～6小时。另外，从中间退火时的热处理温度降到100℃的平均冷却速度没有特别规定，优选为0.1℃/分钟～10℃/分钟。
进一步实施拉丝加工。为得到如上述那样的再结晶集合组织，使此时的加工度(连续热处理前的加工度)为1～6。加工度会对再结晶粒形成和成长带来很大影响。加工度若过小，则在下面工序的热处理中，再结晶粒粗大化，强度和伸长率显著降低，可能会成为断线的原因。另外，驱动再结晶晶界移动的驱动力不充分，可能无法形成目的再结晶集合组织。若过大，则拉丝加工困难，在拉丝加工中产生断线等，在品质方面出现问题。加工度优选为2以上6以下。
另外，为得到目标再结晶集合组织而对拉丝速度进行控制。拉丝速度优选为500米/分钟～2000米/分钟。若拉丝速度小于500米/分钟，则在下面工序的最终退火时无法得到目的再结晶集合组织的可能性增高。拉丝速度若超过2000米/分钟，则线材所负载的摩擦力增大，在下面工序的最终退火时得不到目的再结晶集合组织的可能性增高，并且在拉丝加工中产生断线等，在品质方面出现问题。拉丝速度更优选为800米/分钟～1800米/分钟。
通过连续热处理对冷拉丝后的加工材进行最终退火。连续热处理可通过连续通电热处理、连续运转热处理(continuous running heat treatment)这2种方法中的任意一种来进行。
连续通电热处理是利用焦耳热来进行退火的，该焦耳热是通过向连续通过2个电极轮的线材通电流而由自身所产生的。其包括急热、急冷工序，可在控制线材温度与退火时间的条件下对线材进行退火。冷却是通过在急热后使线材连续通过水中或氮气气氛中而进行的。在线材温度过低和/或退火时间过短的情况下，得不到车载安装时所需要的柔软性；另一方面，在线材温度过高或退火时间过长的一种或两种情况下，由于过退火而使晶体取向过度旋转，得不到目的再结晶集合组织，并且耐弯曲疲劳特性也变差。从而，若在满足以下关系的条件下进行，则可制成上述所期望的再结晶集合组织。
在连续通电热处理中，在线材温度为y(℃)、退火时间为x(秒)时，按照满足0.03≦x≦0.55、且26x-0.6+377≦y≦23.5x-06+423来进行。
另外，线材温度y(℃)表示作为线材的温度最高的、在刚要通过冷却工序之前的温度。y(℃)通常为414～616(℃)的范围内。
连续运转热处理为使线材连续地通过保持于高温的退火炉中来进行退火的处理。其包括急热、急冷工序，可在控制退火炉温度与退火时间的条件下对线材进行退火。冷却是通过在急热后使线材连续通过水中或氮气气氛中而进行的。在退火炉温度过低和/或退火时间过短的情况下，得不到车载安装时所需要的柔软性；另一方面，在退火炉温度过高或退火时间过长的一种或两种情况下，由于过退火而使晶体取向过度旋转，得不到目的再结晶集合组织，并且耐弯曲疲劳特性也变差。从而，若在满足以下关系的条件下进行，则可制成上述所期望的再结晶集合组织。
在连续运转热处理中，在退火炉温度设为z(℃)、退火时间设为x(秒)时，在满足1.5≦x≦5且-50x+550≦z≦-36x+650的条件下进行。
另外，退火炉温度z(℃)表示作为线材的温度达到最高的、即将通过冷却工序的温度。z(℃)通常为300～596(℃)的范围内。
另外，最终退火除上述2种方法之外，还可以为使线材连续通过磁场中来进行退火的感应加热。
(合金组成)
本发明优选的第1实施方式的成分构成中含有0.01质量%～0.4质量%的Fe、0.1质量%～0.3质量%的Mg、0.04质量%～0.3质量%的Si、以及0.1质量%～0.5质量%的Cu，进一步合计含有0.001质量%～0.01质量%的Ti与V，余量由Al和不可避免的杂质构成。
在本实施方式中，使Fe的含量为0.01质量%～0.4质量%的原因主要在于利用Al-Fe系金属间化合物产生的各种效果。Fe在655℃下在铝中仅有0.05质量%固溶，在室温下更少。余下的Fe以Al-Fe、Al-Fe-Si、Al-Fe-Si-Mg、Al-Fe-Cu-Si等金属间化合物的形式结晶或析出。该结晶物或析出物作为晶粒的微细化材而发挥作用，同时使强度以及耐弯曲疲劳特性提高。另一方面，Fe的固溶还会使强度上升。若Fe的含量过少，则这些效果不充分；若过多，则会由于结晶物的粗大化而使拉丝加工性变差，得不到目的耐弯曲疲劳特性。另外，若为过饱和固溶状态，则电导率也会降低。Fe的含量优选为0.15质量%～0.3质量%、进一步优选为0.18质量%～0.25质量%。
本实施方式中，使Mg的含量为0.1质量%～0.3质量%的原因在于，Mg在铝母材中固溶、补强，同时其一部分与Si形成析出物，可使强度、耐弯曲疲劳特性以及耐热性提高。Mg的含量若过少，则效果不充分；若过多，则电导率降低。另外，若Mg的含量多，则屈服强度(耐力)过剩，使成型性、捻合(撚り)性变差，加工性变差。Mg的含量优选为0.15质量%～0.3质量%、进一步优选为0.2质量%～0.28质量%。
本实施方式中，使Si的含量为0.04质量%～0.3质量%的原因在于，如上所述，Si与Mg形成化合物(析出物)，显示出提高强度、耐弯曲疲劳特性以及耐热性的作用。Si的含量若过少，则效果不充分；若过多，则电导率降低。Si的含量优选为0.06质量%～0.25质量%、进一步优选为0.10质量%～0.25质量%。
本实施方式中，使Cu的含量为0.1质量%～0.5质量%的原因在于，使Cu在铝母材中固溶、补强。另外，其有助于耐蠕变性、耐弯曲疲劳特性、耐热性的提高。Cu的含量若过少，则效果不充分；若过多，则会招致耐蚀性和电导率的降低。Cu的含量优选为0.20质量%～0.45质量%、进一步优选为0.25质量%～0.40质量%。
本实施方式中，Ti与V一起作为熔解铸造时铸块的微细化材发挥作用。若铸块的组织粗大，则在线材加工工序中发生破裂，在工业上不优选。Ti与V的含量若过少，则效果不充分；若过多，则电导率大大降低，其效果也饱和。Ti与V的合计含量优选为0.002质量%～0.008质量%、进一步优选为0.003质量%～0.006质量%。
本发明优选的第2实施方式的成分构成中含有0.4质量%～1.5质量%的Fe，余量由Al和不可避免的杂质构成。
在第2的实施方式中，使Fe的含量为0.4质量%～1.5质量%的原因如第1实施方式所述在于利用金属间化合物产生的各种效果。Fe的含量若过少，则由于第2实施方式中不含有Cu、Mg，因而拉伸强度降低；若过多，则再结晶粒生长时Al-Fe系金属间化合物妨碍再结晶晶界的移动，从而得不到目的再结晶集合组织，耐弯曲疲劳特性差。Fe的含量优选为0.6质量%～1.3质量%、进一步优选为0.8质量%～1.1质量%。
本发明优选的第3实施方式的成分构成中含有0.4质量%～1.5质量%的Fe、0.1质量%～0.3质量%的Mg、以及0.04质量%～0.3质量%的Si，余量由Al和不可避免的杂质构成。
在第3实施方式中，与上述第1实施方式的合金组成相比，Fe的含量多、不含有Cu。使Fe的含量为0.4质量%～1.5质量%的原因主要在于利用基于Al-Fe系金属间化合物的各种效果。其效果如第1实施方式中所述。Fe的含量若过少，则第3实施方式中由于不含有Cu，因而拉伸强度低；若过多，则再结晶粒成长时Al-Fe系金属间化合物妨碍再结晶晶界的移动，从而得不到目的再结晶集合组织、耐弯曲疲劳特性差。并且呈过饱和固溶状态，电导率也降低。Fe的含量优选为0.6质量%～1.3质量%、进一步优选为0.8质量%～1.1质量%。
关于其它合金组成及其作用与上述第1的实施方式相同。
本发明优选的第4实施方式为下述铝合金导体：其成分构成中含有0.01质量%～0.5质量%的Fe、0.3质量%～1.0质量%的Mg、0.3质量%～1.0质量%的Si、以及0.01质量%～0.2质量%的Cu，余量由Al和不可避免的杂质构成。
本实施方式中，使Fe的含量为0.01质量%～0.5质量%的原因如第1实施方式中所述那样在于利用金属间化合物产生的各种效果。其原因在于，Fe的含量若过少，则效果不充分；若过多，则结晶物的粗大化使得拉丝加工性变差，得不到目的耐弯曲疲劳特性。Fe的含量优选为0.15质量%～0.3质量%、进一步优选为0.18质量%～0.25质量%。
使Mg的含量为0.3质量%～1.0质量%的原因在于使Mg-Si系析出物大量析出、在适当保持电导率的同时使强度提高。Mg的含量若过少，则不太能期待强度的上升；若过多，则在再结晶粒成长时Mg-Si系金属间化合物会妨碍再结晶晶界的移动，从而得不到目的再结晶集合组织。Mg的含量优选为0.4质量%～0.9质量%、进一步优选为0.5质量%～0.8质量%。
使Si的含量为0.3质量%～1.0质量%的原因与上述Mg同样地在于使Mg-Si系析出物大量析出、在适当保持电导率的同时使强度提高。Si的含量若过少，则不太能期待强度的上升；若过多，则在再结晶粒成长时Mg-Si系的金属间化合物会妨碍再结晶晶界的移动，从而得不到目的再结晶集合组织。并且，过剩量的金属间化合物在拉丝加工中会招致断线。Si的含量优选为0.4质量%～0.9质量%、进一步优选为0.5质量%～0.8质量%。
使Cu的含量为0.01质量%～0.2质量%的原因在于使Cu在铝母材中固溶、补强。Cu的含量若过少，则效果不充分；若过多，则由于在本实施方式中含有大量Mg、Si，因而电导率会进一步降低。Cu的含量优选为0.05质量%～0.2质量%、进一步优选为0.1质量%～0.2质量%。
本发明的铝合金导体由于具有高强度、高电导率，因而可优选用作移动体所搭载的电池缆线、线束、或发动机用导线。作为上述移动体，可以举出汽车或电车等车辆、航空器。本发明的铝合金导体由于耐弯曲疲劳特性优异，因而也可适当地用于这些移动体的门、箱、机罩等。
【实施例】
基于下述实施例详细说明本发明。另外，本发明并不限于以下所示的实施例。
实施例1～4、比较例1～4、现有例1～4
如下制作各实施例、比较例、现有例的线材。其中，对于比较例1-No.12、比较例3-No.8、比较例3-No.9的线材，如后所述，采用其它方法制作。
使Fe、Mg、Si、Cu、Ti、V和Al为表1～4所示量(质量%)，使用普罗佩兹式连续铸造压延机，一边以进行了水冷的铸模连续地对金属熔液进行铸造一边进行压延，制成约的棒材。此时的铸造冷却速度为1℃/秒～20℃/秒。
接下来，实施表面剥皮，制成约按得到预定加工度的方式对其进行拉丝加工。接着，如表1～4所示，对该冷拉丝后的加工材在温度300～450℃下实施0.5～4小时的中间退火，进一步进行拉丝加工至预定线径。此处，拉丝速度为400米/分钟～2100米/分钟。
另外，拉丝加工历史与连续热处理前的加工度η的对应如下。
中间退火
中间退火
中间退火
中间退火
中间退火
中间退火
中间退火
中间退火
关于以加工度为6以上进行拉丝，在加工度达到6.2或6.3时的线径(分别为或下发生断线。
最后，作为最终退火，在温度421℃～605℃进行时间为0.03秒～0.54秒的连续通电热处理，在温度326℃～586℃进行时间为1.5秒～5.0秒的连续运转热处理。对于温度，使用光纤型放射温度计(Japan Sensor社制造)测定线材温度达到最高的、即将通过水中的线材温度y(℃)(连续通电热处理时)或退火炉温度z(℃)(连续运转热处理时)。另外，作为现有例，在热处理炉温度350℃～450℃、时间3600秒的条件下进行分批式热处理。
比较例1-No.12
如后述表1所示，以预定量比(质量%)使用Fe、Cu、Mg以及Al，按常规方法熔解，浇铸到25.4mm见方的铸模中，从而得到铸块。接着，在400℃将铸块保持1小时，利用槽辊进行热压延，加工成线径9.5mm的粗引线(荒引線)。
接下来，对该粗引线进行拉丝加工至线径为0.9mm后，在350℃施加保持2小时的热处理进行淬火后，进一步继续进行拉丝加工，制作线径为0.32mm的铝合金单丝(素線)。
最后，对所制作的线径为0.32mm的铝合金单丝在350℃施加保持2小时的热处理，缓缓冷却。
比较例3-No.8
如后述表3所示，以预定量比(质量%)使用Fe、Mg、Si和Al，按常规方法熔解，通过连续铸造压延法加工成线径为9.5mm的粗引线。
接下来，对该粗引线进行拉丝加工至线径为2.6mm后，在350℃施加保持2小时的热处理使热处理完成的拉伸强度为150MPa以下，进一步继续进行拉丝加工，制作线径为0.32mm的铝合金单丝。
比较例3-No.9
如后述表3所示，以预定量比(质量%)使用Fe、Mg、Si和Al，利用连续铸造机对熔炼后的合金金属熔液进行铸造，制作铸条(キャストバー)。接下来，利用热压延机制作的盘条(ワイヤロッド)，对所得到的盘条实施冷拉丝加工，制作的电线单丝。接下来，将7根电线单丝捻合，制成捻线。其后进行溶体化处理、冷却、时效热处理，得到电线导体。此时的溶体化处理温度为550℃、时效热处理的回火温度为170℃、回火时间为12小时。另外，表3所示的各特性是拆开捻线成1根单丝来进行评价的。
对于所制作的各实施例、比较例、现有例的线材，按下述记载的方法对各特性进行测定。其结果示于表1～4中。
(a)结晶粒径(GS)
将在拉丝方向垂直切出的试验材的横截面埋入树脂中，进行机械磨光后，进行电解磨光。电解磨光条件如下：磨光液为高氯酸20%的乙醇溶液、液温为0℃～5℃、电压为10V、电流为10mA、时间为30秒～60秒。接着，为了得到晶粒衬度，使用2%氢氟硼酸，在电压为20V、电流为20mA、时间为2分钟～3分钟的条件下进行阳极氧化精制。利用200倍～400倍的光学显微镜对该组织进行拍照，进行基于交叉法的粒径测定。具体来说，在所拍照的照片上任意画出直线，对该直线的长度和晶界交叉的数量进行测定，求出平均粒径。需要说明的是，评价时，改变直线的长度和条数，以便能够数出50个～100个粒径。
(b)各晶体取向的面积率
本发明的晶体取向解析中使用EBSD法。在线材拉丝方向的垂直截面中，主要对直径310μm部分的试样面积进行取向解析。对于每一试样进行测定面积和扫描步骤的调整，测定面积基于图1确定范围，将扫描步骤设定为试样平均晶粒尺寸的约1/5～1/10。各取向的面积率为在拉丝方向上在(111)面、(112)面等理想结晶面的±10°以内的范围倾斜着的晶粒的面积相对于总测定面积的比例。
另外，表中以“整体”表示的值为试样面积整体的测定值，以“表层”表示的值为以下范围（参考图1）内的测定值：以线材拉丝方向的垂直截面的线材中心为圆心，作出半径为(9/10)R的圆，从线材整体中扣除该圆所包含的部分后的范围。
(c)拉伸强度(TS)和柔软性(拉伸断裂伸长率、El)
基于JISZ2241，各自对3根进行试验，求出其平均值。拉伸强度为80MPa以上记为合格。柔软性中，拉伸断裂伸长率为10%以上记为合格。
(d)电导率(EC)
将长度为300mm的试验片保持于20℃(±0.5℃)的恒温槽中，使用四端子法测定各3根的比电阻，算出其平均导电率。端子间距离为200mm。对于电导率，在实施例1、3中将55%IACS以上记为合格。在实施例2中将60%IACS以上记为合格。在实施例4中将45%IACS以上记为合格。
(e)反复断裂次数
以常温下的振幅畸变(ひずみ振幅)为±0.17%作为耐弯曲疲劳特性的基准。耐弯曲疲劳特性随振幅畸变而发生变化。振幅畸变大的情况下，疲劳寿命变短；振幅畸变小的情况下，疲劳寿命变长。振幅畸变可以通过图2所述的线材1的线径和弯曲卡具2、3的曲率半径来决定，因此可以任意设定线材1的线径和弯曲卡具2、3的曲率半径来实施耐弯曲疲劳试验。
使用藤井精机株式会社(现为株式会社Fujii)制造的交变(両振)弯曲疲劳试验机，使用能够给予0.17%弯曲应变的卡具，实施反复弯曲，由此测定反复断裂次数。反复断裂次数是通过各自选取4条来进行测定，求出其平均值。如图2的说明图所示，使弯曲卡具2和3之间隔开1mm插入线材1，以沿着卡具2和3这样的方式进行反复运动。为了能够实施反复弯曲，线材的一端固定于按压卡具5，另一端上悬挂有约10g的重物4。试验中，按压卡具5摆动，因此固定于其上的线材1也摆动，从而能够实施反复弯曲。采用下述方案：反复在1分钟内为100次的条件下进行，线材试验片1断裂时，重物4掉落下来，停止计数。
对于反复断裂次数，在实施例1中以80000次以上为合格。在实施例2中以55000次以上为合格。在实施例3中以65000次以上为合格。在实施例4中以80000次以上为合格。另外，在各实施例中，将反复断裂次数与现有例比较提高1.3倍以上的情况作为合格。
【表1】
※1通过再现日本特开2006-253109的实施例2的方法进行制作。详细内容参照说明书正文。
在比较例1-No.1～5的铝合金组成中，未得到本发明中规定的再结晶集合组织。因此，全部的比较例1-No.1～5中，反复断裂特性差。比较例1-No.6～12为利用铝合金的制造条件得不到本发明规定的铝合金导体的示例。在比较例1-No.6中，反复断裂特性差。比较例1-No.7中，在拉丝加工中发生断线。比较例1-No.8中，反复断裂特性差。比较例1-No.9中，在拉丝加工中断线。比较例1-No.10中为未退火状态，因而柔软性差。比较例1-No.11中，反复断裂特性、拉伸强度、柔软性差。比较例1-No.12再现了日本特开2006-253109的实施例2，但反复断裂特性差。现有例1-No.1为利用现有的制法进行制作的示例，但反复断裂特性差。与此相对，在实施例1-No.1～12中，得到了反复断裂特性(耐弯曲疲劳特性)、拉伸强度、柔软性和电导率优异的铝合金导体。
【表2】
在比较例2-No.1～2的铝合金组成中，未得到本发明中规定的再结晶集合组织。比较例2-No.1、2的反复断裂特性均较差，比较例2-No.1中拉伸强度也较差。现有例2-No.1为利用现有的制法进行制作的示例，但反复断裂特性差。与此相对，在实施例2-No.1～7中，得到了反复断裂特性(耐弯曲疲劳特性)、拉伸强度、柔软性和电导率优异的铝合金导体。
【表3】
※2利用再现日本特开2006-19163的实施例6的方法进行制作。详细参照说明书正文。
※3利用再现日本特开2008-112620的实施例3的方法制作。详细参照说明书正文。
在比较例3-No.1～3的铝合金组成中，未得到本发明中规定的再结晶集合组织。比较例3-No.1中，在拉丝加工中发生断线。比较例3-No.2中，反复断裂特性差。比较例3-No.3中，反复断裂特性、电导率差。比较例3-No.4～9为利用铝合金的制造条件得不到本发明规定的铝合金导体的示例。比较例3-No.4中为未再结晶状态(退火不充分的状态)，因而柔软性差。比较例3-No.5中，反复断裂特性、拉伸强度、柔软性差。比较例3-No.6中，反复断裂特性差。比较例3-No.7中，在拉丝加工中发生断线。比较例3-No.8为再现日本特开2006-19163的实施例6的示例，但柔软性差。比较例3-No.9为再现日本特开2008-112620的实施例3的示例，但电导率、柔软性差。现有例3-No.1为利用现有的制法进行制作的示例，但反复断裂特性差。与此相对，实施例3-No.1～8中，得到了反复断裂特性(耐弯曲疲劳特性)、拉伸强度、柔软性和电导率优异的铝合金导体。
【表4】
在比较例4-No.1～2的铝合金组成中，未得到本发明中规定的再结晶集合组织。比较例4-No.1、2的反复断裂特性、柔软性均较差。比较例4-No.3～6为利用铝合金的制造条件得不到本发明规定的铝合金导体的示例。比较例4-No.3中，反复断裂特性差。比较例4-No.4中，在拉丝加工中发生断线。比较例4-No.5中，反复断裂特性差。比较例4-No.6中，在拉丝加工中发生断线。现有例4-No.1为利用现有的制法进行制作的示例，但反复断裂特性差。与此相对，在实施例4-No.1～12中，得到了反复断裂特性(耐弯曲疲劳特性)、拉伸强度、柔软性和电导率优异的铝合金导体。
以上将本发明与其实施方式一同进行了说明，但可认为，只要发明人没有特别指定，则本发明并非限定于说明的任何细节中，应该可以在不违反附加的权利要求书所示的发明精神和范围的前提下作出宽泛的解释。
本申请主张基于2010年7月15日在日本进行了专利申请的日本特愿2010-161116的优先权，在本文中以参考的形式将其内容引入作为本说明书记载的一部分。
【符号的说明】
1 试验片(线材)
2、3 弯曲卡具
4 重物
5 按压卡具
Claims (10)
1.一种铝合金导体，该铝合金导体的特征在于，其具有再结晶集合组织，该再结晶集合组织的具有(111)面的晶粒的面积率为40%以上，该(111)面位于与线材拉丝方向的垂直截面平行的位置；在线材拉丝方向的垂直截面上的结晶粒径为1μm～30μm。
2.如权利要求1所述的铝合金导体，其特征在于，该铝合金导体进一步具有下述的再结晶集合组织：将线材的半径设为R，以线材拉丝方向的垂直截面上的线材的中心为圆心，以半径(9/10)R作圆，在从线材整体中扣除该圆所包含的部分后的范围内，该再结晶集合组织的具有(111)面的晶粒的面积率为25%以上，该(111)面位于与线材拉丝方向的垂直截面平行的位置，并且该再结晶集合组织的具有(112)面的晶粒的面积率为25%以上，该(112)面位于与线材拉丝方向的垂直截面平行的位置。
3.如权利要求1或权利要求2所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体是如下进行制造的：在以加工度1～6进行拉丝加工后，在包括急热、急冷工序的连续热处理中实施连续通电热处理，
该连续通电热处理中，线材温度y(℃)与退火时间x(秒)满足0.03≦x≦0.55、且26x-0.6+377≦y≦23.5x-0.6+423的关系。
4.如权利要求1或权利要求2所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体是如下进行制造的：在以加工度1～6进行拉丝加工后，在包括急热、急冷工序的连续热处理中实施连续运转热处理，
在该连续运转热处理中，退火炉温度z(℃)与退火时间x(秒)满足1.5≦x≦5、且-50x+550≦z≦-36x+650的关系。
5.如权利要求1～4的任一项所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体含有0.01质量%～0.4质量%的Fe、0.1质量%～0.3质量%的Mg、0.04质量%～0.3质量%的Si、以及0.1质量%～0.5质量%的Cu，进一步合计含有0.001质量%～0.01质量%的Ti与V，余量由Al和不可避免的杂质构成。
6.如权利要求1～4的任一项所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体含有0.4质量%～1.5质量%的Fe，余量由Al和不可避免的杂质构成。
7.如权利要求1～4的任一项所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体含有0.4质量%～1.5质量%的Fe、0.1质量%～0.3质量%的Mg、以及0.04质量%～0.3质量%的Si，余量由Al和不可避免的杂质构成。
8.如权利要求1～4的任一项所述的铝合金导体，其中，该铝合金导体含有0.01质量%～0.5质量%的Fe、0.3质量%～1.0质量%的Mg、0.3质量%～1.0质量%的Si、以及0.01质量%～0.2质量%的Cu，余量由Al和不可避免的杂质构成。
9.如权利要求1～8的任一项所述的铝合金导体，其特征在于，该铝合金导体用作移动体内的电池缆线、线束或发动机用导线。
10.如权利要求9所述的铝合金导体，其特征在于，所述移动体为汽车、电车或航空器。
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