CN107109545A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明提供强度高且具有优异的耐冲击性的、还可用于细径线的、不易断线的、并用作电气布线体的铝合金线材等。本发明的铝合金线材的特征在于，具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.00质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0质量％～0.100质量％、B：0质量％～0.030质量％、Cu：0质量％～1.00质量％、Ag：0质量％～0.50质量％、Au：0质量％～0.50质量％、Mn：0质量％～1.00质量％、Cr：0质量％～1.00质量％、Zr：0质量％～0.50质量％、Hf：0质量％～0.50质量％、V：0质量％～0.50质量％、Sc：0质量％～0.50质量％、Sn：0质量％～0.50质量％、Co：0质量％～0.50质量％、Ni：0质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质，(Al合金线材的结晶粒径的标准偏差)/(Al合金线材的平均结晶粒径)之比为0.57以下，且(Al合金线材的直径)/(Al合金线材的平均结晶粒径)之比为10以上。

Description

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
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(wire harness)以及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的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)的被称为线束的部件。近年来，汽车的高性能化、高功能化迅速发展，与此相伴，存在以下倾向：车载的各种电气设备、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。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，将电气布线体的线材替换成更轻量的铝或铝合金的技术。铝之比重是铜之比重的大约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，但即使是使用增大了截面积的铝导体，铝导体的质量也才是纯铜的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，已知在以电线用铝合金线材(JIS基准的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。因此，例如在向车身进行安装作业时，无法经受住由于操作者、工业设备等而意外受到的负荷、电线和端子的连接部的压接部处的拉伸、在门部等弯曲部受到的反复应力等。此外，加入各种添加元素而合金化的材料虽然能够提高抗拉强度，但是添加元素向铝中固溶的现象会导致电导率降低，由于会在铝中形成过剩的金属间化合物，有时在拉丝加工中会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而使其具有充分的拉伸特性，从而避免断线，此外，需要既确保现有级别的电导率和抗拉强度，又提高耐冲击性、弯曲特性。
作为具有这种特性的铝合金线材，例如公知有含有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。6000系铝合金线材通常可以通过实施固溶处理和时效处理而谋求高强度化。
作为用在移动体的电气布线体上的现有的6000系铝合金线，例如在本申请人提出的专利文献1中有所记载。专利文献1所记载的铝合金线通过控制外周部和内部的粒径，特别是能够实现尽管是极细线，也能具有高电导率、高耐弯曲疲劳特性、适当的屈服强度以及高伸长性的铝合金线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5607853号公报
发明内容
但是，近年来，为了环保要提高汽车等移动体的燃耗性，因此，连移动体的细微部分也要求轻量化，期望将铝应用在线径更小的细径线上。由于截面积小到细径线那种程度，并且无法经受住制造时的线张力或是在向车身进行安装作业时由于操作者、工业设备等而意外受到的负荷，从而导致发生断线的可能性高，因此，难以将铝用作移动体的细径电线。这样，设想一下用于近年来还进一步要求耐冲击性那样的严苛的用途的情况，在该情况下，即使是专利文献1中记载的铝合金线材，也可能无法充分符合要求，需要进一步进行改良。
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，该线材强度高且具有优异的耐冲击性，也可以用于细径线，不易断线。
本发明人反复进行了各种研究，结果发现，通过控制制造铝合金线材时的热处理条件，谋求晶粒组织的最佳化，能够制造出既确保了高抗拉强度又具备优异的耐冲击性的铝合金线材，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：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.00质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0质量％～0.100质量％、B：0质量％～0.030质量％、Cu：0质量％～1.00质量％、Ag：0质量％～0.50质量％、Au：0质量％～0.50质量％、Mn：0质量％～1.00质量％、Cr：0质量％～1.00质量％、Zr：0质量％～0.50质量％、Hf：0质量％～0.50质量％、V：0质量％～0.50质量％、Sc：0质量％～0.50质量％、Sn：0质量％～0.50质量％、Co：0质量％～0.50质量％、Ni：0质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质，(铝合金线材的结晶粒径的标准偏差)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比为0.57以下，并且，(铝合金线材的直径)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比为10以上。另外，在上述化学组成中列举了含有范围的元素之中，含有范围的下限值记载为“0质量％”的元素均表示根据需要任意添加的选择添加元素。即，规定的添加元素为“0质量％”时，表示不含该添加元素。
(2)根据上述(1)所述的铝合金线材，其中，所述化学组成含有Ti：0.001质量％～0.100质量％和B：0.001质量％～0.030质量％中的二者或其中任一者。
根据上述(1)或(2)所述的铝合金线材，其中，所述化学组成含有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％、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％以及Ni：0.01质量％～0.50质量％中的至少一种元素。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的铝合金线材，其中，该铝合金线材的直径为0.10～0.50mm。
(5)一种铝合金绞线，其通过捻合多条上述(1)～(4)中任一项所述的铝合金线材而成。
(6)根据上述(5)所述的铝合金绞线，其特征在于，在评价所述铝合金绞线的耐冲击性的方法中，所述铝合金绞线在2.94N(300gf)的载荷下未发生断线。
(7)一种包覆电线，其在上述(1)～(4)中任一项所述的铝合金线材或上述(5)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)根据上述(8)所述的线束，其特征在于，在评价压接有端子的电线的耐冲击性的方法中，所述线束在4.90N即500gf的载荷下未发生断线。
(10)一种铝合金线材的制造方法，该铝合金线材的制造方法包括将铝合金原料熔解、铸造，然后经热加工形成粗轧线，然后进行拉丝加工，再依次进行固溶处理和时效热处理的各工序，其中，固溶热处理通过加热到300℃～400℃的温度并进行保持的第1步骤和加热到500℃以上的第2步骤这两个阶段的热处理来进行，所述铝合金原料具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.00质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0质量％～0.100质量％、B：0质量％～0.030质量％、Cu：0质量％～1.00质量％、Ag：0质量％～0.50质量％、Au：0质量％～0.50质量％、Mn：0质量％～1.00质量％、Cr：0质量％～1.00质量％、Zr：0质量％～0.50质量％、Hf：0质量％～0.50质量％、V：0质量％～0.50质量％、Sc：0质量％～0.50质量％、Sn：0质量％～0.50质量％、Co：0质量％～0.50质量％、Ni：0质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质。
根据本发明，通过上述结构能够提供强度高且具备优异的耐冲击性的、可用于细径线的、不易断线的、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。本发明特别是作为搭载于移动体的电池线缆、线束或电机用导线、工业用机器人的布线体是有用的。此外，本发明的铝合金线材由于具有高抗拉强度和优异的耐冲击性，因此也能够使电线的直径小于现有电线的直径。
附图说明
图1是评价铝合金线材的耐冲击性的方法即载荷冲击试验的说明图。
图2是评价压接有端子的电线的耐冲击性的方法即载荷冲击试验的说明图。
具体实施方式
本发明的实施方式(以下简称“本实施方式”)的铝合金线材的特征在于，其具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.00质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0质量％～0.100质量％、B：0质量％～0.030质量％、Cu：0质量％～1.00质量％、Ag：0质量％～0.50质量％、Au：0质量％～0.50质量％、Mn：0质量％～1.00质量％、Cr：0质量％～1.00质量％、Zr：0质量％～0.50质量％、Hf：0质量％～0.50质量％、V：0质量％～0.50质量％、Sc：0质量％～0.50质量％、Sn：0质量％～0.50质量％、Co：0质量％～0.50质量％、Ni：0质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质，(铝合金线材的结晶粒径的标准偏差)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比为0.57以下，且(铝合金线材的直径)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比为10以上。
以下，列出本实施方式的铝合金线材的化学组成和结晶粒径的限定理由。
(1)化学组成
＜Mg：0.10质量％～1.00质量％＞
Mg(镁)是能固溶于铝母材中而具有强化作用，且其一部分能与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大于等于0.10质量％且小于0.50质量％，基于这样的观点综合考虑优选设定为0.30质量％～0.70质量％。
＜Si：0.10质量％～1.00质量％＞
Si(硅)是能与Mg一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0.50质量％～1.00质量％，此外，在重视电导率的情况下优选设定为大于等于0.10质量％且小于0.50质量％，基于这样的观点综合考虑优选设定为0.30质量％～0.70质量％。
＜Fe：0.01质量％～1.40质量％＞
Fe(铁)是主要通过形成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作为Al－Fe、Al－Fe－Si、Al－Fe－Si－Mg等的金属间化合物结晶或析出。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，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0.10质量％～0.45质量％。
本实施方式的铝合金线材以Mg、Si及Fe为必须的含有成分，但根据需要还可以含有Ti和B中的两种或任一种元素、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co以及Ni中的至少一种元素。
＜Ti：0.001质量％～0.100质量％＞
Ti(钛)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(硼)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％＞、＜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％＞以及＜Ni：0.01质量％～0.50质量％＞中的至少一种元素
Cu(铜)、Ag(银)、Au(金)、Mn(锰)、Cr(铬)、Zr(锆)、Hf(铪)、V(钒)、Sc(钪)、Sn(锡)、Co(钴)以及Ni(镍)均是具有使晶粒细化的作用的元素，此外，Cu、Ag以及Au还具有通过在晶界处析出而提高晶界强度的作用，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以及伸长率。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过各自的上述上限值时，含有该元素的化合物会变得粗大，从而使拉丝加工性变差而容易发生断线，此外，存在电导率下降的倾向。因此，Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co以及Ni的含量的范围分别设定为上述的范围。
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，Fe是必须元素，因此，优选Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co以及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设定为0.05质量％～1.0质量％。但是，在单独添加这些元素时，含量越多，越是存在含有该元素的化合物变得粗大的倾向，使得拉丝加工性变差，容易发生断线，因此，对于各元素，设定了上述所规定的含有范围。
＜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。作为能够列作不可避免的杂质的成分，例如可举出Ga(镓)、Zn(锌)、Bi(铋)、Pb(铅)等。
(2)结晶粒径
本发明除了具有上述化学组成之外，(铝合金线材的结晶粒径的标准偏差)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比需要为0.57以下，且(铝合金线材的直径)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比需要为10以上。在本发明中，通过限定为这样的结构，能够确保高抗拉强度，且具有优异的耐冲击性。本发明人通过研究发现，材料的易变形度是由晶粒尺寸引起的，由此可知，在晶粒组织均匀分散的情况下，能够获得优异的耐冲击性。当(铝合金线材的结晶粒径的标准偏差)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比高于0.57时，由于晶粒大，因此容易引起变形，容易发生断线，不能很好地用于要求耐冲击性的细径电线。此外，当(铝合金线材的直径)/(铝合金的平均结晶粒径)之比小于10时，在结晶粒径和线径之间的关系上，结晶粒径相对较大，材料的变形显著出现不均匀性，耐冲击性下降。另外，“结晶粒径的标准偏差”和“平均结晶粒径”可以通过以下方法进行测定。首先，在线材长度方向上，包含线材的中心线地平行地切出试样的截面，用树脂盖住该截面，进行机械抛光，再进行电解抛光，然后，用200倍～400倍的光学显微镜拍摄该试样的截面组织，基于JISH0501－1986(铜和铜合金制品晶粒度试验方法)通过采用切断法的粒径测定来进行测定。具体而言，为了避免测定方法出现偏差，在拍摄的照片上引出与线材长度方向具有45°的角度的直线，将与该直线相交的各粒界间的直线距离除以拍摄倍率所得的计算值作为结晶粒径。通过该测定方法，例如可以求出50个晶粒的结晶粒径，根据求得(50个晶粒的)的结晶粒径计算标准偏差和平均粒径。此外，(50个的)结晶粒径可以通过使用多条直线等并调节直线的长度和数量来进行测定。
另外，本申请人在专利文献1中公开了通过控制外周部和内部的晶粒组织，从而显示出高导电性、高耐弯曲疲劳特性、适当的屈服强度和高伸长性的电气布线体的线材，但对于上述的晶粒均匀性和耐冲击性之间的关系，在申请专利文献1时尚不明确，因此，在专利文献1中没有任何记载。
为了获得具有本实施方式那样的晶粒组织的铝合金线材，可通过如下这样控制铝合金线材的制造条件等来实现。以下，说明本实施方式的铝合金线的优选的制造方法。
(本发明的一实施例的铝合金线材的制造方法)
本发明的一实施例的铝合金线材能够通过如下方法来制造，该铝合金线材的制造方法包括将铝合金原料熔解、铸造，然后经热加工形成粗轧线，然后进行拉丝加工，再依次进行固溶处理和时效热处理的各工序，其中，固溶热处理通过加热到300℃～400℃的温度并进行保持的第1步骤和加热到500℃以上的第2步骤这两个阶段的热处理来进行，所述铝合金原料具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.00质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0质量％～0.100质量％、B：0质量％～0.030质量％、Cu：0质量％～1.00质量％、Ag：0质量％～0.50质量％、Au：0质量％～0.50质量％、Mn：0质量％～1.00质量％、Cr：0质量％～1.00质量％、Zr：0质量％～0.50质量％、Hf：0质量％～0.50质量％、V：0质量％～0.50质量％、Sc：0质量％～0.50质量％、Sn：0质量％～0.50质量％、Co：0质量％～0.50质量％、Ni：0质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质。
对于本实施方式的铝合金线材，作为具体例子，可举出如下制造方法，该制造方法包括依次进行[1]熔解、[2]铸造、[3]热加工(槽辊加工等)、[4]第1拉丝加工、[5]中间热处理、[6]第2拉丝加工、[7]固溶热处理以及[8]时效热处理的各工序的工艺。另外，也可以在固溶热处理的前后或时效热处理之后设置制作绞线的工序、对电线进行树脂包覆的工序。以下，说明[1]～[8]的工序。
[1]熔解
在熔解工序中，准备各成分的分量被调整成上述的铝合金组成的材料，将其熔解。
[2]铸造和[3]热加工(槽辊加工等)
接下来，使用组合铸造轮和带而成的普洛佩兹式连续铸轧机，用水冷过的铸模对熔融金属进行铸造，并连续进行轧制，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于Fe的强制固溶而导致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
接下来，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进行表面的去皮，以使表面洁净化，但也可以不进行。
[5]中间热处理
对冷拉丝后的加工件实施中间热处理。作为使因加工而硬化的拉丝件恢复柔软性的软化热处理，优选保持在300℃～450℃。只要能获得均热即可，对时间没有特别限制，但考虑到生产率，优选将保持时间设定在5小时以下。
[6]第2拉丝加工
在上述中间热处理之后，再度实施冷拉丝加工。
[7]固溶热处理
对冷拉丝后的加工件进行固溶热处理。固溶是使Mg和Si等的化合物溶入铝中的工序。本发明的固溶热处理需要通过加热到300℃～400℃的温度并进行保持的第1步骤和加热到500℃以上的第2步骤这两个阶段的热处理来进行。当第一步骤的热处理温度低于300℃时，再结晶进行得不充分，在第二步骤中晶粒会成长得不均匀，粒径产生偏差，会导致耐冲击性降低。此外，当第一步骤的热处理温度高于400℃时，晶粒会变得过大，在第二步骤中，在粒径和线材的线径之间的关系上，结晶粒径变得相对较大，还是会导致耐冲击性降低。为了抑制晶粒尺寸的偏差，第一步骤的热处理时间优选为10分钟以上，此外，若考虑生产率，则优选为5小时以内。当第二步骤的热处理温度低于500℃时，固溶进行得不充分，不仅无法期待固溶元素产生的强化，而且在后面的时效热处理中无法得到充分的析出物，会导致强度降低。因此，使本发明的固溶热处理通过加热到300℃～400℃的温度并进行保持的第1步骤和加热到500℃以上的第2步骤这两个阶段的热处理来进行。另外，当第2步骤的热处理温度的上限值高于580℃时，从晶界处优先熔融，存在使抗拉强度和耐冲击性降低的倾向，因此，优选设定在580℃。
此外，固溶热处理中的冷却优选以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，在随后进行的时效热处理工序中，抗拉强度的提高效果受限，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。
[8]时效热处理
接下来，实施时效热处理。时效热处理是为了使Mg和Si的集合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，无法充分使Mg和Si的集合体或析出物出现，抗拉强度和电导率容易不足。此外，当所述加热温度高于250℃时，Mg和Si的析出物的尺寸会变得过大，因此，虽然电导率上升，但抗拉强度容易不足。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而有所变化。低温下长时间、高温下短时间的加热在提高抗拉强度方面是优选的。考虑生产率时，短时间为好，优选为15小时以下，更优选为10小时以下。另外，为了防止特性的不均，时效热处理中的冷却优选尽可能加快冷却速度。但是，当在制造工序上无法快速冷却时，可以还考虑冷却过程中产生的Mg和Si的析出物的量的变化来适当设定时效条件。
本实施方式的铝合金线材的线料直径没有特别限制，可以根据用途适当确定。在细线的情况下，例如为在中细线的情况下为 本实施方式的铝合金线材作为铝合金线的优点之一是能够以较细的单线使用，但也可以作为将多条单线捻合成束所得的铝合金绞线来使用，也可以在将多条依次进行了构成本实施方式的制造方法的上述[1]～[8]的工序中的[1]～[6]的各工序的铝合金线捻合成束之后，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，作为追加的工序，也可以在连续铸轧之后进行在以往方法中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，在随后的第1热处理中容易获得均匀的结晶组织，结果能更稳定地获得高抗拉强度和良好的弯曲性。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，均质化加热处理中的冷却以0.1℃/分钟～10℃/分钟的平均冷却速度进行慢慢冷却，在容易获得均匀的化合物方面是优选的。
本实施方式的铝合金线材能够作为铝合金线或者是捻合多条铝合金线而得到的铝合金绞线来使用，并且，还能够作为在铝合金线或铝合金绞线的外周具有包覆层的包覆电线来使用，除此之外，还能够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。此外，优选的是，本发明的铝合金绞线构成为，在评价耐冲击性的方法中，在2.94N(300gf)的载荷下未发生断线，此外，本发明的线束构成为在评价压接有端子的电线的耐冲击性的方法中，在4.90N(500gf)的载荷下未发生断线。
实施例
基于以下的实施例详细说明本发明。另外，本发明不限定于以下所示的实施例。
(实施例、比较例)
将Mg、Si、Fe和Al以及选择性添加的Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Sn、Co、Ni以达到表1所示的含量(质量％)的方式下料，使用普洛佩兹式连续铸轧机，调和熔融金属，再用水冷后的铸模对熔融金属一边进行连续铸造一边进行轧制，制成大约的棒材。此时的铸造时的冷却速度设定为大约15℃/s。接下来，实施第1拉丝加工，再实施350℃、2小时的中间热处理，然后进行第2拉丝加工直到线径达到接下来，在表2所示的条件下实施了固溶热处理。中间热处理和固溶热处理均在线材上卷绕热电偶而测定了线材温度。在固溶热处理之后，在表2所示的条件下实施时效热处理，制造出了铝合金线。
通过以下所示的方法，对制作出的各实施例和比较例的铝合金线的各特性进行了测定、评价。
(A)结晶粒径的标准偏差和平均结晶粒径的测定
“结晶粒径的标准偏差”和“平均结晶粒径”的测定通过以下的方法来进行。首先，在线材长度方向上，以包含线材的中心线的方式平行地切出试样的截面，用树脂盖住该截面，进行机械抛光，再进行电解抛光，然后，用200倍～400倍的光学显微镜拍摄该试样的截面组织，基于JISH0501－1986(铜和铜合金制品晶粒度试验方法)通过采用切断法进行粒径测定。具体而言，为了避免测定方法出现偏差，在拍摄的照片上引出与线材长度方向具有45°的角度的直线，将与该直线相交的各粒界间的直线距离除以拍摄倍率所得的计算值作为结晶粒径。通过该测定方法，例如求出50个晶粒的结晶粒径，根据求得(50个晶粒的)的结晶粒径算出了标准偏差和平均粒径。此外，(50个晶粒的)结晶粒径通过使用多条直线等并调节直线的长度和数量来进行测定。
(B)抗拉强度(TS)的测定
基于JIS Z2241：2011，对各3条试样(铝合金线)进行了拉伸试验，求出了它们的平均值。与以往同样，为了能够即使应用于截面积小的细径线也不会发生断线，要求具有高抗拉强度，因此，在本发明中也是以200MPa以上为合格级别。
(C)铝合金绞线的耐冲击性(I)的测定
如图1所示，将时效热处理结束后的铝合金绞线11的一端12固定，在另一端13挂上300g的锤，使一端12到另一端13的绞线长度为300mm，将锤向垂直上方提起到300mm的高度，然后让其自由落下，测试此时绞线是否发生断线，评价了耐冲击性。另外，表3中所示的耐冲击性以绞线未发生断线的情况为合格，以“○”表示，将发生了断线的情况视为次品，以“×”表示。
(D)线束的耐冲击性(II)的测定
将压接有端子的线束的铝电线21的端子固定部分22固定，在电线端23上挂上500g的锤，使端子固定部分22到电线端23的电线长度为300mm，将锤向垂直上方提起到300mm的高度，然后让其自由落下，测试此时铝电线21是否发生断线，并评价耐冲击性。另外，表3中所示的耐冲击性以电线未发生断线的情况为合格，以“○”表示，将发生了断线的情况视为次品，以“×”表示。
通过上述方法对实施例、比较例进行测定，将评价结果示于表3。
[表1]
(注)表中带下划线的数值表示该数值在本发明的适当范围外。
[表2]
(注)表中带下划线的数值表示该数值在本发明的适当范围外。
[表3]
(注)表中带下划线的部分表示数值在本发明的适当范围外的情形以及性能评价的项目为不合格级别的情形。
由表3的结果可知，实施例1～9中，(铝合金线材的结晶粒径的标准偏差)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比以及(铝合金线材的直径)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比均在本发明的范围内，因此，铝合金线材的抗拉强度、铝合金绞线的耐冲击性(I)和线束的耐冲击性(II)都很优异。另一方面，比较例1～6中(铝合金线材的结晶粒径的标准偏差)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比以及(铝合金线材的直径)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比中至少一项在本发明的范围外，因此，铝合金绞线的耐冲击性(I)和线束的耐冲击性(II)都较差，此外，比较例4～6的抗拉强度也较差。
根据本发明，通过上述结构，能够提供强度高且具有优异的耐冲击性的、也可用于细径线的、不易断线的、用作电气布线体的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束以及铝合金线材的制造方法。本发明特别是作为搭载于移动体的电池线缆、线束或电机用导线、工业用机器人的布线体是有用的。此外，本发明的铝合金线材由于具有高抗拉强度和优异的耐冲击性，因此，也能使电线的直径小于现有电线的直径。
附图标记说明
11：铝合金绞线；12：铝合金绞线的一端；13：铝合金绞线的另一端；21：线束的铝电线；22：线束的铝电线的端子固定部分；23：线束的铝电线的电线端。

Claims (10)

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：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.00质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0质量％～0.100质量％、B：0质量％～0.030质量％、Cu：0质量％～1.00质量％、Ag：0质量％～0.50质量％、Au：0质量％～0.50质量％、Mn：0质量％～1.00质量％、Cr：0质量％～1.00质量％、Zr：0质量％～0.50质量％、Hf：0质量％～0.50质量％、V：0质量％～0.50质量％、Sc：0质量％～0.50质量％、Sn：0质量％～0.50质量％、Co：0质量％～0.50质量％、Ni：0质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质，(铝合金线材的结晶粒径的标准偏差)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比为0.57以下，且(铝合金线材的直径)/(铝合金线材的平均结晶粒径)之比为10以上。
2.根据权利要求1所述的铝合金线材，其中，
所述化学组成含有Ti：0.001质量％～0.100质量％和B：0.001质量％～0.030质量％中的二者或其中任一者。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金线材，其中，
所述化学组成含有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％、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％以及Ni：0.01质量％～0.50质量％中的至少一种。
4.根据权利要求1、2或3所述的铝合金线材，其中，
该铝合金线材的直径为0.10～0.50mm。
5.一种铝合金绞线，其通过捻合多条权利要求1～4中任一项所述的铝合金线材而成。
6.根据权利要求5所述的铝合金绞线，其特征在于，
在评价所述铝合金绞线的耐冲击性的方法中，所述铝合金绞线在2.94N即300gf的载荷下未发生断线。
7.一种包覆电线，其在权利要求1～4中任一项所述的铝合金线材或权利要求5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.根据权利要求8所述的线束，其特征在于，
在评价压接有端子的电线的耐冲击性的方法中，所述线束在4.90N即500gf的载荷下未发生断线。
10.一种铝合金线材的制造方法，该铝合金线材的制造方法包括将铝合金原料熔解、铸造，然后经热加工形成粗轧线，然后进行拉丝加工，再依次进行固溶处理和时效热处理的各工序，其中，
固溶热处理通过加热到300℃～400℃的温度并进行保持的第1步骤和加热到500℃以上的第2步骤这两个阶段的热处理来进行，
所述铝合金原料具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.00质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0质量％～0.100质量％、B：0质量％～0.030质量％、Cu：0质量％～1.00质量％、Ag：0质量％～0.50质量％、Au：0质量％～0.50质量％、Mn：0质量％～1.00质量％、Cr：0质量％～1.00质量％、Zr：0质量％～0.50质量％、Hf：0质量％～0.50质量％、V：0质量％～0.50质量％、Sc：0质量％～0.50质量％、Sn：0质量％～0.50质量％、Co：0质量％～0.50质量％、Ni：0质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质。
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