CN106605003A - 铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束和铝合金线材的制造方法 - Google Patents

铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束和铝合金线材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供具有高强度和柔软性且在实施180°等苛刻弯曲时也不易发生断线的铝合金线材。本发明的铝合金线材具有如下组成：Mg：0.1～1.0质量％、Si：0.1～1.0质量％、Fe：0.01～1.40质量％、Ti：0.000～0.100质量％、B：0.000～0.030质量％、Cu：0.00～1.00质量％、Ag：0.00～0.50质量％、Au：0.00～0.50质量％、Mn：0.00～1.00质量％、Cr：0.00～1.00质量％、Zr：0.00～0.50质量％、Hf：0.00～0.50质量％、V：0.00～0.50质量％、Sc：0.00～0.50质量％、Sn：0.00～0.50质量％、Co：0.00～0.50质量％、Ni：0.00～0.50质量％，余量为Al和不可避免的杂质，所述铝合金线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率为20％～65％。

Description

铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束和铝合金线材的制 造方法
技术领域
本发明涉及用作电气布线体的线材的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束和铝合金线材的制造方法。
背景技术
以往，作为汽车、电车、飞机等移动体的电气布线体或者工业用机器人的电气布线体，一直使用在包括铜或铜合金线材的电线上安装有铜或铜合金(例如黄铜)制的端子(连接器)的被称为线束(wire harness)的构件。近来，汽车的高性能化、高功能化迅速发展，与此相伴，存在各种车载的电气设备、控制设备等的配设数量增加，并且这些设备所用的电气布线体的配设数量也增加的倾向。此外，另一方面，为了环保要提高汽车等移动体的燃耗性，因此强烈期望移动体的轻量化。
作为用于实现这种移动体的轻量化的手段之一，例如在不断研究代替以往所用的铜或铜合金，而将电气布线体的线材换成更轻量的铝或铝合金的技术。铝的比重是铜的比重的大约1/3，铝的电导率是铜的电导率的大约2/3(在设纯铜为100％IACS的基准时，纯铝大约为66％IACS)，为了使铝导体流过与铜导体相同的电流，需要将铝导体的截面积增大到铜导体的截面积的大约1.5倍，但就算是使用这样增大了截面积的铝导体，铝导体的质量也才是铜导体的质量的一半左右，因此，从轻量化的观点考虑，使用铝导体是有利的。另外，上述的％IACS表示设国际退火铜标准(International Annealed Copper Standard)的电阻率1.7241×10－8Ωm为100％IACS时的电导率。
但是，在以电线用铝合金线材(JIS标准的A1060、A1070)为代表的纯铝线材中，通常拉伸耐久性、耐冲击性、弯曲特性等较差，这是公知的。因此，例如在进行向车身安装的作业时，无法耐受由于操作者、工业设备等而意外施加的负荷、电线和端子之间的连接部中的压接部处的拉伸、在门部等弯曲部受到的反复应力等。此外，增加各种添加元素而合金化后的材料虽然能够提高抗拉强度，但有时会由于添加元素向铝中固溶的现象而导致电导率下降，有时会由于在铝中形成了过剩的金属间化合物而在拉丝加工中发生由金属间化合物引起的断线。因此，必须通过限定或选择添加元素来使其具有充分的伸长特性，从而避免断线，此外，需要在确保现有水平的电导率和抗拉强度的前提下，提高耐冲击性、弯曲特性。
作为具有这种特性的铝合金线材，公知有例如含有Mg和Si的铝合金线材，作为该铝合金线材的代表例，可举出6000系铝合金(Al－Mg－Si系合金)线材。通常，6000系铝合金线材可以通过实施固溶热处理和时效处理来谋求高强度化。
作为用于移动体的电气布线体的以往的6000系铝合金线，例如在专利文献1中有所记载。专利文献1所记载的铝合金线实现了抗弯曲疲劳特性、抗拉强度和电导率优异的铝合金线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5367926号公报
发明内容
然而，在向车辆组装线束时，由于配置、组装关系的原因，要将线束在多个部位弯曲成波浪状，因此，强度越高，弯曲时需要的力越大，操作者的负担也就越重。此外，有时需要弯曲到180°左右，在要求这种苛刻弯曲的部分可能会发生断线。因此，近年来，在寻求具有也能够用作细径线的高强度，且能以最小限度的力进行弯曲的柔软的铝电线。但是，专利文献1等的现有例子中都未能充分应对这种要求。
本发明的目的在于，提供一种用作电气布线体的线材的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束以及铝合金线材的制造方法，这种线材由于强度高，因此也能够用作细径线，并且，由于具有柔软性而能够以较小的力进行弯曲，在实施180°等苛刻弯曲时也不易断线。
本发明人反复进行了各种研究，结果发现，通过控制铝合金线材制造工序的热处理条件而控制晶向，能够制造出能确保优异的抗拉强度同时又具有柔软性的铝合金线材，并基于该见解完成了本发明。
即，本发明的主旨结构如下。
(1)一种铝合金线材，其特征在于，
该铝合金线材具有如下组成：Mg：0.1质量％～1.0质量％、Si：0.1质量％～1.0质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Sn：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％、余量为Al和不可避免的杂质，
该铝合金线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率为20％～65％。
(2)根据上述(1)所述的铝合金线材，其特征在于，所述组成含有选自由Ti：0.001质量％～0.100质量％和B：0.001质量％～0.030质量％构成的组中的1种或2种。
(3)根据上述(1)或(2)所述的铝合金线材，其特征在于，所述铝合金线材含有选自由Cu：0.01质量％～1.00质量％、Ag：0.01质量％～0.50质量％、Au：0.01质量％～0.50质量％、Mn：0.01质量％～1.00质量％、Cr：0.01质量％～1.00质量％、Zr：0.01质量％～0.50质量％、Hf：0.01质量％～0.50质量％、V：0.01质量％～0.50质量％、Sc：0.01质量％～0.50质量％、Sn：0.01质量％～0.50质量％、Co：0.01质量％～0.50质量％和Ni：0.01质量％～0.50质量％构成的组中的1种或2种以上。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的铝合金线材，其特征在于，该线材的抗拉强度为200MPa以上，
0.2％屈服强度(YS)和抗拉强度(TS)之比(YS/TS)在0.4～0.7的范围内。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的铝合金线材，其特征在于，该铝合金线材的直径为0.10mm～0.50mm。
(6)一种铝合金绞线，其通过绞合多条上述(1)～(5)中任一项所述的铝合金线材而形成。
(7)一种包覆电线，其在上述(1)～(5)中任一项所述的铝合金线材或上述(6)所述的铝合金绞线的外周具有包覆层。
(8)一种线束，其包括上述(7)所述的包覆电线和安装在该包覆电线的去除了所述包覆层的端部的端子。
(9)一种上述(1)～(5)中任一项所述的铝合金线材的制造方法，其包括在熔解、铸造之后，经热加工形成粗轧线，然后至少依次进行第1热处理、拉丝加工、固溶热处理和时效热处理各工序，其特征在于，
第1热处理在加热到480℃～620℃的范围内的规定温度之后，以10℃/s以上的平均冷却速度至少冷却到200℃的温度。
根据本发明，通过上述结构，能够提供铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束和铝合金线材的制造方法，该铝合金线材由于具有高强度，因此也能够用作细径线，并且，由于具有柔软性而能够以较小的力进行弯曲，在实施180°等苛刻弯曲时也不易发生断线。这样的本发明作为搭载于移动体的电池电缆、线束或电机用导线、工业用机器人的布线体有用。此外，本发明的铝合金线材由于抗拉强度高，因此，还能够使电线直径小于以往电线的直径，此外，也能够很好地应用于要求高弯曲性的布线部分等。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式的铝合金线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角的示意图。
具体实施方式
本发明的实施方式(下称本实施方式)的铝合金线材具有如下组成：Mg：0.1质量％～1.0质量％、Si：0.1质量％～1.0质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Sn：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％，余量为Al和不可避免的杂质。此外，本实施方式的铝合金线材、长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率为20％～65％。
以下，示出本实施方式的铝合金线材的化学组成等的限定理由。
(1)化学组成
＜Mg：0.10质量％～1.00质量％＞
Mg(镁)是固溶于铝母材中而具有强化作用，且其一部分与Si化合形成析出物而具有提高抗拉强度的作用的元素。但是，当Mg含量不足0.10质量％时，上述作用效果不充分，此外，当Mg含量超过1.00质量％时，电导率会下降。因此，Mg含量设定为0.10质量％～1.00质量％。另外，对于Mg含量，在重视高强度的情况下优选设定为0.50质量％～1.00质量％，此外，在重视电导率的情况下优选设定为0.10质量％～0.50质量％，基于这样的观点综合考虑优选为0.30质量％～0.70质量％。
＜Si：0.10质量％～1.00质量％＞
Si(硅)是与Mg化合形成析出物而具有提高抗拉强度的作用的元素。当Si含量不足0.10质量％时，上述作用效果不充分，此外，当Si含量超过1.00质量％时，电导率会下降。因此，Si含量设定为0.10质量％～1.00质量％。另外，对于Si含量，在重视高强度的情况下优选设定为0.5质量％～1.0质量％，此外，在重视电导率的情况下优选设定为0.10质量％～0.50质量％，基于这样的观点综合考虑优选为0.30质量％～0.70质量％。
＜Fe：0.01质量％～1.40质量％＞
Fe(铁)主要是通过形成Al－Fe系的金属间化合物而有助于晶粒细化，并且提高抗拉强度的元素。Fe在655℃时在Al中只能固溶0.05质量％，在室温下则更少，因此，未能固溶于Al中的剩余的Fe以Al－Fe、Al－Fe－Si、Al－Fe－Si－Mg等金属间化合物的形态结晶或析出。该金属间化合物有助于晶粒细化，并且能提高抗拉强度。此外，Fe还通过固溶于Al中的Fe而具有提高抗拉强度的作用。当Fe含量不足0.01质量％时，这些作用效果不充分，此外，当Fe含量超过1.40质量％时，由于结晶物或析出物的粗大化，拉丝加工性会变差，电导率也会下降。因此，Fe含量设定为0.01质量％～1.40质量％，优选设定为0.10质量％～0.70质量％，更优选设定为0.105质量％～0.45质量％。
本实施方式的铝合金线材以Mg、Si和Fe为必需的含有成分，但根据需要，还可以含有选自由Ti和B构成的组中1种或2种；Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co和Ni中的1种或2种以上。
＜Ti：0.001质量％～0.100质量％＞
Ti是具有使熔解铸造时的铸锭的组织细化的作用的元素。当铸锭的组织粗大时，在铸造中会发生铸锭开裂，在线材加工工序中会发生断线，这在工业上是不希望出现的。当Ti含量不足0.001质量％时，不能充分发挥上述作用效果，此外，当Ti含量超过0.100质量％时，存在电导率下降的倾向。因此，Ti含量设定为0.001质量％～0.100质量％，优选设定为0.005质量％～0.050质量％，更优选设定为0.005质量％～0.030质量％。
＜B：0.001质量％～0.030质量％＞
B与Ti一样是具有使熔解铸造时的铸锭的组织细化的作用的元素。当铸锭的组织粗大时，在铸造中易发生铸锭开裂，在线材加工工序中易发生断线，这在工业上是不希望出现的。当B含量不足0.001质量％时，不能充分发挥上述作用效果，此外，当B含量超过0.030质量％时，存在电导率下降的倾向。因此，B含量设定为0.001质量％～0.030质量％，优选设定为0.001质量％～0.020质量％，更优选设定为0.001质量％～0.010质量％。
含有＜Cu：0.01质量％～1.00质量％＞、＜Ag：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Au：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Mn：0.01质量％～1.00质量％＞、＜Cr：0.01质量％～1.00质量％＞和＜Zr：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Hf：0.01质量％～0.50质量％＞、＜V：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Sc：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Sn：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Co：0.01质量％～0.50质量％＞＜Ni：0.01质量％～0.50质量％＞中的1种或2种以上
Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co和Ni均是具有使晶粒细化的作用的元素，此外，Cu、Ag和Au还是通过在晶界处析出而具有提高晶界强度的作用的元素，只要含有0.01质量％以上的这些元素中的至少1种，即可获得上述作用效果，从而能够提高抗拉强度、伸长率。另一方面，当Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co和Ni中的任一元素的含量分别超过上述的上限值时，含有该元素的化合物会粗大化而使拉丝加工性变差，因此容易发生断线，此外还存在电导率下降的倾向。因此，Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co和Ni的含量范围分别设定为上述范围。
此外，Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co和Ni含有得越多，越是存在电导率下降的倾向和拉丝加工性变差的倾向。因此，这些元素的合计含量优选设定为2.00质量％以下。在本发明的铝合金线材中，由于Fe是必需元素，因此，Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co和Ni的合计含量设定为0.01质量％～2.0质量％。这些元素的含量更优选为0.05质量％～1.0质量％。但是，在单独添加这些元素的情况下，含量越多，越是存在含有该元素的化合物粗大化的倾向，导致拉丝加工性变差，容易发生断线，因此，对各元素设定上述规定的含有范围。
＜余量：Al和不可避免的杂质＞
上述成分以外的余量为Al(铝)和不可避免的杂质。这里所说的不可避免的杂质是指在制造工序上不可避免地会含有的含有级别的杂质。不可避免的杂质根据含量也可能会成为使电导率下降的要因，因此，优选要考虑电导率的下降而将不可避免的杂质的含量抑制到某种程度。作为不可避免的杂质的成分，例如可举出Ga、Zn、Bi、Pb等。
在本实施方式中，以铝合金线材的长度方向为试样轴来规定晶向。晶向用以表示结晶轴相对于试样轴朝向哪个方向。
本实施方式的铝合金线材中，线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率为20％～65％。通过形成这样的再结晶织构，能够保持高抗拉强度而降低0.2％屈服强度，从而使线材具有柔软性。根据本发明人的研究得知，发生交滑移的难易度影响0.2％屈服强度，不易发生交滑移的、线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域较少出现为好。交滑移是指自某个滑移面转向另一滑移面的滑移。
在此，当线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率超过65％时，虽然能够获得更高的抗拉强度，但0.2％屈服强度也变高，难以使线材具有柔软性。此外，当线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率不足20％时，抗拉强度下降，无法使线材具有能够用于细径线的程度的抗拉强度。线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率优选为30％～60％。
图1是用于说明铝合金线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角的示意图。如图1所示，铝合金线材15的长度方向11和结晶14的＜111＞方向12所成的角度13是本实施方式中的线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角。另外，本实施方式的线材是以铝为主成分的合金，因此，考虑立方晶系的情况。
此外，所谓的线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域，若以结晶方向表示，则包含＜111＞方向、＜121＞方向、＜122＞方向等方向沿长度方向取向的结晶。
为了获得具有这种晶向的铝合金线材，可以通过如下那样控制铝合金线材的制造条件等，更优选的是如后述那样形成合金组成来实现。
以下，说明本实施方式的铝合金线的优选的制造方法。
(本实施方式的铝合金线材的制造方法)
本实施方式的铝合金线材可通过依次包括[1]熔解、[2]铸造、[3]热加工(槽辊加工等)、[4]第1拉丝加工处理、[5]第1热处理、[6]第2拉丝加工处理、[7]固溶热处理和[8]时效热处理的各工序的制造方法来制造。另外，也可以在固溶热处理前后或者是时效热处理之后，设置制成绞线的工序、对电线进行树脂包覆的工序。下面来说明[1]～[8]的工序。
[1]熔解
熔解工序是按照上述铝合金组成调整各成分的分量来进行熔炼。
[2]铸造和[3]热加工(槽辊加工等)
接着，使用组合铸造轮和带而成的普洛佩兹式连续铸轧机，用水冷后的铸模对熔融金属进行铸造并连续地进行轧制，制成例如直径为的适当粗细的棒材。从防止Fe系结晶物的粗大化和防止由Fe的强制固溶所导致的电导率下降的观点考虑，此时的铸造时的冷却速度优选为1℃/s～20℃/s，但不限定于此。铸造和热轧也可以通过锭坯铸造和挤出法等来进行。
[4]第1拉丝加工
接着，制成例如直径为的适当粗细的棒材，对其进行冷拉丝加工。在拉丝加工前，有时也会进行表面的去皮而使表面洁净化，但也可以不进行去皮。
[5]第1热处理
对冷拉丝后的加工件实施第1热处理。以往的热处理是为了使加工硬化后的拉丝件恢复柔软性而使其软化的热处理，是在拉丝的中间工序中实施的，但本发明的第1热处理与以往的热处理不同，是为了形成期望的晶向而进行的。由于是高温下的热处理，结果有时也会同时出现Mg和Si的化合物的固溶。具体而言，第1热处理是加热到480℃～620℃的范围内的规定温度之后，以10℃/s以上的平均冷却速度至少冷却到200℃的温度的热处理。当第1热处理的加热时的规定温度高于620℃时，含有添加元素的铝合金线会发生局部熔融，抗拉强度和弯曲性下降，此外，当规定温度低于480℃时，得不到期望的晶向，抗拉强度和0.2％屈服强度变高，柔软性变差。第1热处理中的加热时的规定温度优选设定为480℃～580℃的范围。
作为进行第1热处理的方法，例如可以是分批式热处理，也可以是高频加热、通电加热、移动加热等连续热处理。
采用高频加热、通电加热时，通常是使线材持续流过电流的构造，因此，线材温度随着时间经过而上升。因此，当持续流过电流时，线材可能会熔融，因此需要在适当的时间范围内进行热处理。即使在采用移动加热的情况下，由于要进行的是短时间的退火，因此通常移动退火炉的温度要设定得比线材温度高。若进行长时间的热处理，则线材可能会熔融，因此，需要在适当的时间范围内进行热处理。以下，说明各方法的热处理。
高频加热的连续热处理是利用焦耳热进行的热处理，该焦耳热是通过使线材从高频的磁场中连续通过，由线材自身在感应电流的作用下而产生的。包括急热、急冷工序，可以在线材温度和热处理时间上进行控制而对线材进行热处理。冷却是在急热之后通过使线材从水中或氮气气氛中连续通过来进行的。其热处理时间为0.01s～2s，优选为0.05s～1s，更优选为0.05s～0.5s。
连续通电热处理是利用焦耳热进行的热处理，该焦耳热是通过使连续经过2个电极滚轮的线材中流过电流而由线材自身产生的。包括急热、急冷工序，可以通过控制线材温度和热处理时间而对线材进行热处理。冷却是在急热之后通过使线材从水中、大气中或氮气气氛中连续通过来进行的。其热处理时间为0.01s～2s，优选为0.05s～1s，更优选为0.05s～0.5s。
连续移动热处理是通过使线材从保持高温的热处理炉中连续通过来进行热处理的。包括急热、急冷工序，可以通过控制热处理炉内温度和热处理时间而对线材进行热处理。冷却是在急热之后通过使线材从水中、大气中或氮气气氛中连续通过来进行的。其热处理时间为0.5s～120s，优选为0.5s～60s，更优选为0.5s～20s。
分批式热处理是将线材投入退火炉中，在规定的设定温度、设定时间下进行热处理的方法。线材自身在规定温度下加热数十秒左右即可，但由于在工业使用上会投入大量的线材，因此，为了抑制线材的热处理不均，优选进行30分钟以上。热处理时间的上限没有特别限制，只要在线材的半径方向上数出的晶粒为5个以上即可，以短时间进行的话，在线材的半径方向上数出的晶粒容易达到5个以上，在工业使用上生产率也良好，因此，在10小时以内，优选6小时以内进行热处理。
在线材温度或热处理时间这两项中的一项或两项低于上述定义的条件时，得不到期望的晶向，抗拉强度和0.2％屈服强度变高，柔软性变差。在线材温度或退火时间这两项中的一项或两项高于上述定义的条件时，含有添加元素的铝合金线会发生局部熔融，抗拉强度和弯曲性下降，操作线材时容易引起断线。
第1热处理中的冷却以10℃/s以上的平均冷却速度至少进行到200℃的温度。当所述平均冷却速度低于10℃/s时，在冷却过程中，会生成Mg、Si等的析出物，导致在后续的固溶热处理工序中晶粒粗大化而使抗拉强度下降。另外，所述平均冷却速度优选为15℃/s以上，更优选为20℃/s以上。Mg和Si的析出温度带的峰值位于250℃～400℃，因此，为了抑制在冷却过程中析出Mg和Si，优选至少在该温度下加快冷却速度。
[6]第2拉丝加工
在上述第1热处理之后，再次实施冷拉丝加工。
[7]固溶热处理(第2热处理)
对冷拉丝后的加工件进行固溶热处理。固溶热处理是使Mg和Si等的化合物溶入铝中的工序。固溶热处理与第1热处理同样，可以通过分批式退火来进行，此外，也可以通过高频加热、通电加热、移动加热等连续退火来进行。
固溶热处理的加热温度设为460℃以上且小于580℃。当固溶热处理的加热温度低于460℃时，固溶不完全，在后续时效热处理中，不能充分析出Mg、Si等，导致抗拉强度下降。此外，当所述加热温度为580℃以上时，会形成粗大晶粒，导致抗拉强度、弯曲性变差。此外，固溶热处理的加热温度优选为480～560℃。
此外，固溶热处理中的冷却以10℃/s以上的平均冷却速度至少进行到200℃的温度。这是因为，当所述平均冷却速度小于10℃/s时，在冷却过程中，会生成以Mg2Si为代表的Mg、Si等的析出物，从而限制后续时效热处理工序的提高抗拉强度的效果，存在无法获得充分的抗拉强度的倾向。另外，所述平均冷却速度优选为15℃/s以上，更优选为20℃/s以上。
此外，在固溶热处理的冷却中，若以10℃/s以上的平均冷却速度至少进行到250℃的温度，则能够抑制Mg和Si的析出，从而发挥提高后续时效热处理工序的抗拉强度的效果，因此是优选的。Mg和Si的析出温度带的峰值位于250℃～400℃，因此，为了抑制在冷却过程中析出Mg和Si，优选至少在该温度下加快冷却速度。
[8]时效热处理
接着，实施时效热处理。时效热处理是为了使Mg和Si的聚集体或析出物出现而进行的。时效热处理中的加热温度优选为100℃～250℃。当所述加热温度低于100℃时，不能充分出现Mg和Si的聚集体或析出物，抗拉强度和电导率容易不够。此外，当所述加热温度高于250℃时，Mg和Si的析出物的尺寸变大，因此，电导率上升，但抗拉强度容易不够。时效热处理中的加热温度优选为100℃～200℃。另外，加热时间的最佳时间根据温度不同而有所变化。从提高抗拉强度的方面考虑，优选在低温下进行长时间的加热，在高温下进行短时间的加热。当考虑生产率时，时间较短为好，优选为15小时以下，更优选为10小时以下。另外，为了防止特性不均衡，时效热处理中的冷却优选尽可能加快冷却速度。但是，在制造工序上不能快速冷却时，可以将冷却过程中Mg和Si的析出物量发生变化的现象纳入考虑范畴，从而适当设定时效条件。
本实施方式的铝合金线材的线料直径没有特别限制，可以根据用途适当设定，但在细线的情况下，优选直径为0.10mm～0.50mm，在中细线的情况下，优选直径为0.50mm～1.5mm。本实施方式的铝合金线材的优点之一是可以以较细的单线作为铝合金线来使用，但是，也可以作为集束并绞合多条线材而得到的铝合金绞线来使用，在构成上述本实施方式的制造方法的上述[1]～[8]的工序中，也可以在将多条依次进行了[1]～[6]的各工序的铝合金线集束并绞合之后，再进行[7]固溶热处理和[8]时效热处理的工序。
此外，在本实施方式中，作为追加工序，也可以在连续铸轧之后，进行现有方法中所进行的那种均质化热处理。均质化热处理能够使添加元素的析出物(主要是Mg－Si系化合物)均匀分散，因此，通过后续的第1热处理，容易得到均匀的结晶组织，结果能够更稳定地获得抗拉强度、弯曲性。均质化热处理优选以450℃～600℃的加热温度、1小时～10小时的加热时间来进行，更优选为500℃～600℃。此外，从容易获得均匀的化合物方面考虑，均质化加热处理中的冷却优选以0.1℃/分钟～10℃/分钟的平均冷却速度慢慢冷却。
本实施方式的铝合金线材能够作为铝合金线，或绞合多条铝合金线而得到的铝合金绞线来使用，并且，还可以作为在铝合金线或铝合金绞线的外周进一步具有包覆层的包覆电线来使用，除此之外，还可以作为包括包覆电线和安装于该包覆电线的去除了包覆层的端部的端子的线束(铠装线)来使用。
实施例
基于以下的实施例详细说明本发明。另外，本发明并不限定于以下所示的实施例。
(实施例、比较例)
使Mg、Si、Fe、Al和选择性添加的Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co、Ni成为表1所示的含量(质量％)，使用普洛佩兹式连续铸轧机，用水冷后的铸模对熔融金属连续地进行铸造并进行轧制，制成了大约的棒材。此时的铸造时的冷却速度设为大约15℃/s。接着，实施第1拉丝加工，在表3所示的条件下实施第1热处理，然后进行第2拉丝加工，直到线径达到接下来，在表3所示的条件下实施了固溶热处理。第1热处理和固溶热处理均在分批式热处理中对线材卷绕热电偶而测定了线材温度。在连续通电热处理中，从设备上来讲难以在线材的温度变得最高的部分进行测定，因此，使用光纤型放射温度计(Japan Sensor Corporation生产)在线材的温度变得最高的部分的前边的位置测定温度，再考虑焦耳热和散热而计算出了最高到达温度。在高频加热和连续移动热处理中，测定了热处理区间出口附近的线材温度。在固溶热处理之后，在表3所示的条件下实施时效热处理，制造出了铝合金线。
此外，对于比较例，以达到表2所示含量的方式同样进行了制备，在表4所示的条件下依次实施第1热处理、固溶热处理、时效热处理，制造出了铝合金线。另外，在比较例3中，使用了相当于纯铝的组成的材料。
对于制作出的各实施例和比较例的铝合金线，按照以下所示的方法测定并评价了各特性。
(A)线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率
晶向的分析采用了EBSD法。观察面采取与线材的长度方向垂直的截面，观察范围采用边长为线材直径以上的正方形，条件是能够识别平均结晶粒径的1/10以下的晶粒方位。具体而言，在线材的与长度方向垂直的截面中，主要对直径约为310μm的试样面积进行了晶向的观察。如下计算线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率(％)：(线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积)/(试样测定面积)×100。使用了热场发射型扫描电镜(日本电子(JEOL)公司生产、装置名为“JSM－7001FA”)、分析软件“OIM Analysis”进行观察和分析，观察范围为800μm×500μm，扫描步长(scan step)(分辨率)为1μm。
(B)抗拉强度(TS)、0.2％屈服强度(YS)和YS/TS的测定
基于JIS Z2241，对3条样本(铝合金线)分别进行了拉伸试验，求出了其平均值。为了与以往相同地使用，即、能够在应用于截面积小的细径线时也不会发生断线，要求高抗拉强度，因此，在本发明中，也是视200MPa以上为合格水平。此时，通常存在抗拉强度越高，0.2％屈服强度也越高的倾向，因此，视0.2％屈服强度(YS)与抗拉强度(TS)之比(YS/TS)在0.4以上为合格水平。此外，在本发明中，为了即使提高抗拉强度也能抑制0.2％屈服强度的提高，并且能够以最小限度的力进行向车辆的组装，视(YS/TS)在0.7以下为合格水平。
(C)180°弯曲试验
将铝合金线卷绕在直径为其线径的10倍的圆棒上进行180°弯曲试验，观察了弯曲部的外周部产生的裂纹。裂纹的观察使用了显微镜(基恩士公司生产、装置名“VHX－1000”)。视弯曲部的外周部产生的裂纹的长度(大小)在0.1mm以内的情况为合格“〇”，超过0.1mm的情况为不合格“×”。
用上述方法对实施例、比较例进行测定、评价的结果示于表3和表4。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
根据表3和表4的结果可知，发明例1～21的铝合金线的线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率均在本发明的范围内，抗拉强度和柔软性都优异。此外，在180°弯曲试验中，外周部未产生裂纹。
另一方面，在比较例1中，线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率小于本发明的范围，抗拉强度和YS/TS都较差，而且在180°弯曲试验中，外周部产生了裂纹。此外，在比较例2中，线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率大于本发明的范围，YS/TS较差。在比较例3(纯铝)中，抗拉强度较差，在180°弯曲试验中，外周部产生了裂纹。
产业上的可利用性
本发明能够提供一种铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束，以及提供铝合金线材的制造方法，本发明的铝合金线材以使用含有Mg和Si的铝合金为前提，可确保优异的抗拉强度并具有柔软性，能够用作电气布线体的线材，该铝合金线材作为搭载于移动体的电池电缆、线束或电机用导线、工业用机器人的布线体有用。此外，本发明的铝合金线材由于抗拉强度高，因此，还能够使电线直径小于以往电线的直径，此外，也能够很好地应用于要求高弯曲性的布线部分等。
附图标记说明
11：线材的长度方向；12：结晶的＜111＞方向；13：线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角；14：结晶；15：铝合金线材。

Claims (9)

1.一种铝合金线材，其特征在于，
该铝合金线材具有如下组成：Mg：0.1质量％～1.0质量％、Si：0.1质量％～1.0质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Sn：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％，余量为Al和不可避免的杂质，
所述铝合金线材的长度方向和结晶的＜111＞方向所成的角在20°以内的区域的面积率为20％～65％。
2.根据权利要求1所述的铝合金线材，其特征在于，
所述组成含有选自由Ti：0.001质量％～0.100质量％和B：0.001质量％～0.030质量％构成的组中的1种或2种。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金线材，其特征在于，
所述铝合金线材含有选自由Cu：0.01质量％～1.00质量％、Ag：0.01质量％～0.50质量％、Au：0.01质量％～0.50质量％、Mn：0.01质量％～1.00质量％、Cr：0.01质量％～1.00质量％、Zr：0.01质量％～0.50质量％、Hf：0.01质量％～0.50质量％、V：0.01质量％～0.50质量％、Sc：0.01质量％～0.50质量％、Sn：0.01质量％～0.50质量％、Co：0.01质量％～0.50质量％和Ni：0.01质量％～0.50质量％构成的组中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的铝合金线材，其特征在于，
该铝合金线材的抗拉强度为200MPa以上，
0.2％屈服强度、即YS和抗拉强度、即TS之比、即YS/TS在0.4～0.7的范围内。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的铝合金线材，其特征在于，
该铝合金线材的直径为0.10mm～0.50mm。
6.一种铝合金绞线，其通过绞合多条权利要求1～5中任一项所述的铝合金线材而形成。
7.一种包覆电线，其在权利要求1～5中任一项所述的铝合金线材或权利要求6所述的铝合金绞线的外周具有包覆层。
8.一种线束，其包括权利要求7所述的包覆电线和安装在该包覆电线的去除了所述包覆层的端部的端子。
9.一种权利要求1～5中任一项所述的铝合金线材的制造方法，其包括在熔解、铸造之后，经热加工形成粗轧线，然后至少依次进行第1热处理、拉丝加工、固溶热处理和时效热处理各工序，其特征在于，
第1热处理在加热到480℃～620℃的范围内的规定温度之后，以10℃/s以上的平均冷却速度至少冷却到200℃的温度。
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