JP2017179545A - Aluminum alloy wire material, aluminum alloy twisted wire, coated wire and wire harness - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum alloy wire material capable of achieving high conductivity and high tensile strength while maintaining low Young modulus even when used as an ultrafine wire (for example with wire diameter of 0.5 mm or less.SOLUTION: There is provided an aluminum alloy wire material having a chemical composition containing Mg:0.1 to 1.0 mass%, Si:0.1 to 1.2 mass%, Fe:0.10 to 1.40 mass%, Ti:0 to 0.100 mass%, B:0 to 0.030 mass%, Cu:0 to 1.00 mass%, Ag:0 to 0.50 mass%, Au:0 to 0.50 mass%, Mn:0 to 1.00 mass%, Cr:0 to 1.00 mass%, Zr:0 to 0.50 mass%, Ni:0 to 0.50 mass% and the balance:Al with inevitable impurities, maximum value of area of crystal particles in a cross section vertical to a longer direction of the wire material of 2000 μmor more and variation coefficient of 1.8 or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気配線体の導体として用いられるアルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線およびワイヤーハーネスに関する。   The present invention relates to an aluminum alloy wire, an aluminum alloy twisted wire, a covered electric wire, and a wire harness used as a conductor of an electric wiring body.

従来、自動車、電車、航空機等の移動体の電気配線体、または産業用ロボットの電気配線体として、銅又は銅合金の導体を含む電線に、銅又は銅合金(例えば、黄銅)製の端子(コネクタ)を装着した、いわゆるワイヤーハーネスと呼ばれる部材が用いられてきた。昨今では、自動車の高性能化や高機能化が急速に進められており、これに伴い、車載される各種の電気機器、制御機器などの配設数が増加するとともに、これら機器に使用される電気配線体の配設数も増加する傾向にある。また、その一方で、環境対応のために自動車等の移動体の燃費を向上させるため、移動体の軽量化が強く望まれている。   Conventionally, as an electric wiring body of a moving body such as an automobile, a train, an aircraft, or an electric wiring body of an industrial robot, a terminal made of copper or a copper alloy (for example, brass) is used for an electric wire including a copper or copper alloy conductor ( A so-called wire harness member equipped with a connector has been used. In recent years, the performance and functionality of automobiles have been rapidly advanced, and as a result, the number of various electric devices and control devices mounted on the vehicle has increased, and these devices are used in these devices. There is also a tendency for the number of electric wiring bodies to increase. On the other hand, in order to improve the fuel efficiency of a moving body such as an automobile for environmental reasons, it is strongly desired to reduce the weight of the moving body.

こうした移動体の軽量化を達成するための手段の一つとして、例えば電気配線体の導体を、従来から用いられている銅又は銅合金に代えて、より軽量なアルミニウム又はアルミニウム合金にする検討が進められている。アルミニウムの比重は銅の比重の約1/3、アルミニウムの導電率は銅の導電率の約2/3(純銅を100%IACSの基準とした場合、純アルミニウムは約66%IACS)であり、アルミニウムの導体線材に、銅の導体線材と同じ電流を流すためには、アルミニウムの導体線材の断面積を、銅の導体線材の断面積の約1.5倍と大きくする必要があるが、そのように断面積を大きくしたアルミニウムの導体線材を用いたとしても、アルミニウムの導体線材の質量は、純銅の導体線材の質量の半分程度であることから、アルミニウムの導体線材を使用することは、軽量化の観点から有利である。なお、上記の「%IACS」とは、万国標準軟銅(International Annealed Copper Standard)の抵抗率1.7241×10−8Ωmを100%IACSとした場合の導電率を表したものである。 As one of the means for achieving such weight reduction of the moving body, for example, it is considered to replace the conductor of the electric wiring body with a lighter aluminum or aluminum alloy instead of the conventionally used copper or copper alloy. It is being advanced. The specific gravity of aluminum is about 1/3 of the specific gravity of copper, and the electrical conductivity of aluminum is about 2/3 of the electrical conductivity of copper (pure aluminum is about 66% IACS when pure copper is used as a standard of 100% IACS). In order to pass the same current as the copper conductor wire through the aluminum conductor wire, the cross-sectional area of the aluminum conductor wire needs to be about 1.5 times the cross-sectional area of the copper conductor wire. Even if the aluminum conductor wire having a large cross-sectional area is used, the weight of the aluminum conductor wire is about half that of the pure copper conductor wire. This is advantageous from the standpoint of conversion. In addition, said "% IACS" represents the electrical conductivity when the resistivity 1.7241 * 10 < -8 > (ohm) m of universal standard annealed copper (International Annealed Copper Standard) is set to 100% IACS.

しかし、送電線用アルミニウム合金線材(JIS規格によるA1060やA1070)を代表とする純アルミニウム線材は、一般に引張強度、耐衝撃性、屈曲疲労特性などが劣ることで知られている。そのため、例えば線径0.5mm以下の極細線が必要な部位に純アルミニウム線材を用いる場合、車体への取付け作業時に作業者や産業機器などによって不意に負荷される荷重や、電線と端子の接続部における圧着部での引っ張りや、ドア部などの屈曲部で負荷される屈曲疲労などに耐えることができない。また、種々の添加元素を加えて合金化した線材を使用すれば、引張強度、屈曲疲労特性を高めることは可能であるものの、アルミニウム中への添加元素の固溶現象により導電率の低下を招くとともに、硬質化によってワイヤーハーネス取付け時に取り回し性が低下し生産性が低下するといった問題があった。そのため、導電率を低下させない範囲内で添加元素を限定ないし選択し、さらに高い引張強度および取り回し性を両立させる必要があった。このような高強度化により、耐衝撃性や屈曲疲労特性の改善も求められていた。   However, pure aluminum wires represented by aluminum alloy wires for power transmission lines (A1060 and A1070 according to JIS standards) are generally known to have inferior tensile strength, impact resistance, bending fatigue characteristics, and the like. Therefore, for example, when using a pure aluminum wire in a part that requires an extra fine wire with a wire diameter of 0.5 mm or less, the load that is unexpectedly applied by an operator or industrial equipment during the installation work to the vehicle body, or the connection between the electric wire and the terminal It cannot withstand pulling at the crimping part or bending fatigue loaded at a bending part such as a door part. In addition, using wire alloyed with various additive elements can improve tensile strength and flexural fatigue properties, but it causes a decrease in conductivity due to the solid solution phenomenon of the additive elements in aluminum. At the same time, due to the hardening, there is a problem that the maneuverability is lowered and the productivity is lowered when the wire harness is attached. Therefore, it is necessary to limit or select the additive element within a range that does not lower the conductivity, and to achieve both high tensile strength and handling property. Improvement in impact resistance and flexural fatigue characteristics has also been demanded by such an increase in strength.

高導電率および高強度が得られる材料として、例えばMgとSiを含有する6000系アルミニウム合金線材が知られており、添加元素の調整や、溶体化処理後に時効処理を施すことにより高導電率および高強度化が実現されている。さらに、耐衝撃性の向上に寄与する引張強度と伸び性を改善するためには、結晶粒径の微細化が図られる場合がある。しかしながら、6000系アルミニウム合金線材を用いて高強度化を図る場合には、ヤング率が上昇し、変形に大きな力が必要となり、車体への取付け作業効率が低下する傾向がある。   As a material that can obtain high conductivity and high strength, for example, a 6000 series aluminum alloy wire containing Mg and Si is known. By adjusting additive elements and performing aging treatment after solution treatment, high conductivity and High strength has been realized. Furthermore, in order to improve the tensile strength and elongation that contribute to the improvement of impact resistance, the crystal grain size may be refined. However, when the strength is increased by using a 6000 series aluminum alloy wire, the Young's modulus increases, a large force is required for deformation, and the mounting work efficiency to the vehicle body tends to decrease.

一方、極細線用途の6000系アルミニウム合金線開発例としては、特許文献1が挙げられる。特許文献1は、本発明者らが研究開発した結果をもとに特許出願したものであり、線材外周部と内部での平均結晶粒径の大きさを規定したものであり、従来品と同等以上の伸び性および導電率を維持しつつ、適切な耐力と高い耐屈曲疲労特性を両立したものである。   On the other hand, Patent Document 1 can be cited as an example of developing a 6000 series aluminum alloy wire for ultrafine wire. Patent Document 1 is a patent application based on the results of research and development by the present inventors, which defines the average crystal grain size at the outer periphery and inside of the wire, and is equivalent to the conventional product. While maintaining the above-described extensibility and electrical conductivity, both appropriate proof stress and high bending fatigue resistance are achieved.

特許第5607853号明細書Japanese Patent No. 5607533 特許第5155464号明細書Japanese Patent No. 5155464

ワイヤーハーネスを取り付ける場合、剛性(ヤング率)が小さい方が作業者の負荷が小さくなり、取り付け作業が効率化する。また、駆動部系に配線されたアルミニウム合金線でも同様の考え方から低ヤング率化が求められている。しかしながら、特許文献1では、塑性変形を前提として、各特性のバランスが図られており、特にヤング率に関する検討は記載されていない。そのため、低ヤング率で、導電性および引張強度の高いアルミニウム合金線材の実現にあたっては、合金組成と組織の再検討が必要であった。   When attaching a wire harness, the smaller the rigidity (Young's modulus), the smaller the load on the operator, and the more efficient the installation work. In addition, a low Young's modulus is also required for aluminum alloy wires wired to the drive unit system from the same concept. However, Patent Document 1 balances each characteristic on the premise of plastic deformation, and does not describe particularly a study on Young's modulus. Therefore, in order to realize an aluminum alloy wire having a low Young's modulus and high electrical conductivity and tensile strength, it is necessary to review the alloy composition and the structure.

本発明の目的は、極細線(例えば、素線径が0.5mm以下)として使用した場合であっても、低ヤング率を維持しつつ、高い導電率と高い引張強度を実現することができるアルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線およびワイヤーハーネスを提供することにある。   The object of the present invention is to realize a high electrical conductivity and a high tensile strength while maintaining a low Young's modulus even when used as an ultrafine wire (for example, an element wire diameter of 0.5 mm or less). An object of the present invention is to provide an aluminum alloy wire, an aluminum alloy twisted wire, a covered electric wire, and a wire harness.

一般的に6000系アルミニウム合金においては特許文献2に記載されるように、結晶粒径の粗大化により引張強度が低下するなど機械的特性に悪影響を及ぼすことが知られている。しかしながら、本発明者らは、鋭意検討の結果、結晶粒を粗大化することによってヤング率を低下でき、さらに結晶粒の大きさを均一化することにより引張強度の低下を抑制できることを見出した。   In general, in 6000 series aluminum alloys, as described in Patent Document 2, it is known that the mechanical properties are adversely affected, for example, the tensile strength is lowered due to the coarsening of the crystal grain size. However, as a result of intensive studies, the present inventors have found that the Young's modulus can be reduced by coarsening the crystal grains, and further, the reduction in tensile strength can be suppressed by making the size of the crystal grains uniform.

すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
(1) Mg:0.1〜1.0質量%、Si:0.1〜1.2質量%、Fe:0.10〜1.40質量%、Ti:0〜0.100質量%、B:0〜0.030質量%、Cu:0〜1.00質量%、Ag:0〜0.50質量%、Au:0〜0.50質量%、Mn:0〜1.00質量%、Cr:0〜1.00質量%、Zr:0〜0.50質量%、Ni:0〜0.50質量%、残部:Alおよび不可避不純物からなる化学組成を有するアルミニウム合金線材であって、
線材の長手方向に垂直な断面において、結晶粒の面積の最大値が2000μm以上であり、かつ変動係数が1.8以下であることを特徴とするアルミニウム合金線材。
(2) 前記断面に占める、2000μm以上の面積を有する結晶粒の面積割合が50%以上である、上記(1)に記載のアルミニウム合金線材。
(3) 前記断面に占める、{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合が50%以上である、上記(2)に記載のアルミニウム合金線材。
(4) 前記断面に占める、前記{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合が90%以上である、上記(2)または(3)に記載のアルミニウム合金線材。
(5) 導電率が45%IACS以上、引張強度が150MPa以上およびヤング率が70GPa以下である上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。
(6) 前記化学組成が、Ti:0.001〜0.100質量%とB:0.001〜0.030質量%のうち両方かいずれか1つの元素を含有する、上記(1)〜(5)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。
(7) 前記化学組成が、Cu:0.01〜1.00質量%、Ag:0.01〜0.50質量%、Au:0.01〜0.50質量%、Mn:0.01〜1.00質量%、Cr:0.01〜1.00質量%、Zr:0.01〜0.50質量%およびNi:0.01〜0.50質量%のうち、少なくとも1つの元素を含有する、上記(1)〜(6)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。
(8) 前記化学組成が、Ni:0.01〜0.50質量%を含有する、上記(1)〜(7)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。
(9) Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Niの含有量の合計が0.10〜2.00質量%である、上記(1)〜(8)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。
(10) 素線径が0.1〜0.5mmであるアルミニウム合金線である、上記(1)〜(9)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。
(11) 上記(10)に記載のアルミニウム合金線を複数本撚り合わせてなるアルミニウム合金撚線。
(12) 上記(10)に記載のアルミニウム合金線または上記(11)に記載のアルミニウム合金撚線の外周に被覆層を有する被覆電線。
(13) 上記(12)に記載の被覆電線と、該被覆電線の、前記被覆層を除去した端部に装着された端子とを具えるワイヤーハーネス。
なお、上記化学組成に含有範囲が挙げられている元素のうち、含有範囲の下限値が「0質量%」と記載されている元素はいずれも、必要に応じて任意に添加される選択添加元素を意味する。すなわち所定の添加元素が「0質量%」の場合、その添加元素が含まれないことを意味する。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) Mg: 0.1 to 1.0 mass%, Si: 0.1 to 1.2 mass%, Fe: 0.10 to 1.40 mass%, Ti: 0 to 0.100 mass%, B : 0 to 0.030 mass%, Cu: 0 to 1.00 mass%, Ag: 0 to 0.50 mass%, Au: 0 to 0.50 mass%, Mn: 0 to 1.00 mass%, Cr : 0 to 1.00% by mass, Zr: 0 to 0.50% by mass, Ni: 0 to 0.50% by mass, balance: aluminum alloy wire having a chemical composition consisting of Al and inevitable impurities,
An aluminum alloy wire characterized by having a maximum area of crystal grains of 2000 μm 2 or more and a coefficient of variation of 1.8 or less in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire.
(2) The aluminum alloy wire according to (1) above, wherein an area ratio of crystal grains having an area of 2000 μm 2 or more in the cross section is 50% or more.
(3) The aluminum alloy wire according to (2) above, wherein an area ratio of crystal grains in which the deviation angle from the {111} crystal orientation in the cross section is within 20 ° is 50% or more.
(4) The aluminum alloy according to (2) or (3), wherein an area ratio of crystal grains in which the deviation angle from the {111} crystal orientation is within 20 ° in the cross section is 90% or more wire.
(5) The aluminum alloy wire according to any one of (1) to (4), wherein the electrical conductivity is 45% IACS or more, the tensile strength is 150 MPa or more, and the Young's modulus is 70 GPa or less.
(6) Said chemical composition contains any one element among Ti: 0.001-0.100 mass% and B: 0.001-0.030 mass%, said (1)-( The aluminum alloy wire according to any one of 5).
(7) The chemical composition is Cu: 0.01 to 1.00 mass%, Ag: 0.01 to 0.50 mass%, Au: 0.01 to 0.50 mass%, Mn: 0.01 to Contains at least one element of 1.00% by mass, Cr: 0.01 to 1.00% by mass, Zr: 0.01 to 0.50% by mass and Ni: 0.01 to 0.50% by mass The aluminum alloy wire according to any one of (1) to (6) above.
(8) The aluminum alloy wire according to any one of (1) to (7), wherein the chemical composition contains Ni: 0.01 to 0.50 mass%.
(9) Any of (1) to (8) above, wherein the total content of Fe, Ti, B, Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Zr, and Ni is 0.10 to 2.00% by mass The aluminum alloy wire according to claim 1.
(10) The aluminum alloy wire according to any one of (1) to (9), which is an aluminum alloy wire having a strand diameter of 0.1 to 0.5 mm.
(11) An aluminum alloy twisted wire obtained by twisting a plurality of the aluminum alloy wires according to (10).
(12) A covered electric wire having a coating layer on the outer periphery of the aluminum alloy wire according to (10) or the aluminum alloy twisted wire according to (11).
(13) A wire harness comprising the covered electric wire according to (12) and a terminal attached to an end of the covered electric wire from which the covering layer is removed.
In addition, among the elements whose content ranges are listed in the chemical composition, any of the elements whose lower limit value of the content range is described as “0% by mass” are optionally added as necessary. Means. That is, when the predetermined additive element is “0 mass%”, it means that the additive element is not included.

本発明のアルミニウム合金線材は、高導電率、高強度かつ低ヤング率化を実現したことで、細径線でもワイヤーハーネス取り付け時に振動や屈曲疲労による断線が発生しにくく、柔軟で取り扱いが容易である。よって、ドア屈曲部とエンジン部のように異なる歪みが加えられる場所にも搭載可能であり、特性の異なる複数本の線材を準備する必要が無く、1種類の線材で上記特性を兼ね備えることができ、バッテリーケーブル、ハーネスあるいはモータ用導線、産業用ロボットの配線体として有用である。   The aluminum alloy wire of the present invention realizes high electrical conductivity, high strength, and low Young's modulus, so that even with a thin wire, wire breakage due to vibration and bending fatigue is not likely to occur, and it is flexible and easy to handle. is there. Therefore, it can be installed in places where different distortions are applied, such as the door bending part and the engine part, and it is not necessary to prepare multiple wires with different characteristics, and one type of wire can have the above characteristics. It is useful as a battery cable, a harness or a conductor for a motor, and a wiring body for an industrial robot.

図1は、本発明のアルミニウム線材を作製する際の、好ましい製造方法の一態様を示す製造工程フローチャートである。FIG. 1 is a manufacturing process flowchart showing an embodiment of a preferable manufacturing method when the aluminum wire of the present invention is manufactured. 図2は、最終伸線加工における加工率と結晶組織との関係の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the processing rate and the crystal structure in the final wire drawing. 図3は、実施例において、断面観察を行った際の、測定用試料の観察面の切り出し方法を示した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for cutting out the observation surface of the measurement sample when performing cross-sectional observation in the example.

以下に、本発明の化学組成等の限定理由を示す。
(1)化学組成
<Mg:0.1〜1.0質量%>
Mg(マグネシウム)は、アルミニウム母材中に固溶して強化する作用を有すると共に、その一部はSiと一緒にβ”相(ベータダブルプライム相)などとして析出し引張強度を向上させる作用を持つ。また、溶質原子クラスターとしてMg−Siクラスターを形成した場合は、引張強度および伸びを向上させる作用を有する元素である。しかしながら、Mg含有量が0.1質量%未満だと、上記作用効果が不十分であり、また、Mg含有量が1.0質量%を超えると、結晶粒界にMg濃化部分を形成する可能性が高まり、引張強度および伸びが低下する。また、Mg元素の固溶量が多くなることによって0.2%耐力が高くなり、電線取り回し性が低下するとともに導電率も低下する。したがって、Mg含有量は0.1〜1.0質量%とする。なお、Mg含有量は、高強度を重視する場合には0.5〜1.0質量%にすることが好ましく、また、導電率を重視する場合には0.1質量%以上0.5質量%未満とすることが好ましく、このような観点から総合的には0.3〜0.7質量%とすることが好ましい。
The reasons for limiting the chemical composition and the like of the present invention are shown below.
(1) Chemical composition <Mg: 0.1 to 1.0% by mass>
Mg (magnesium) has an effect of strengthening by dissolving in an aluminum base material, and a part of it precipitates together with Si as a β ″ phase (beta double prime phase) to improve tensile strength. In addition, when an Mg-Si cluster is formed as a solute atom cluster, it is an element having an effect of improving the tensile strength and elongation, however, when the Mg content is less than 0.1% by mass, If the Mg content exceeds 1.0% by mass, the possibility of forming a Mg-concentrated portion at the grain boundary increases, and the tensile strength and elongation decrease. As the amount of solid solution increases, the 0.2% proof stress increases, the wire handling performance decreases, and the electrical conductivity decreases, so the Mg content should be 0.1 to 1.0% by mass. The Mg content is preferably 0.5 to 1.0% by mass when importance is placed on high strength, and 0.1% by mass or more and 0.5% when importance is placed on conductivity. It is preferable to set it as less than mass%, and it is preferable to set it as 0.3-0.7 mass% generally from such a viewpoint.

<Si:0.1〜1.2質量%>
Si(ケイ素)は、アルミニウム母材中に固溶して強化する作用を有すると共に、その一部はMgと一緒にβ”相などとして析出し引張強度、耐屈曲疲労特性を向上させる作用を持つ。またSiは、溶質原子クラスターとしてMg−Siクラスターや、Si−Siクラスターを形成した場合に引張強度および伸びを向上させる作用を有する元素である。Si含有量が0.1質量%未満だと、上記作用効果が不十分であり、また、Si含有量が1.2質量%を超えると、結晶粒界にSi濃化部分を形成する可能性が高まり、引張強度および伸びが低下する。また、Si元素の固溶量が多くなることによって0.2%耐力が高くなり、電線取り回し性が低下するとともに導電率も低下する。したがって、Si含有量は0.1〜1.2質量%とする。なお、Si含有量は、高強度を重視する場合には0.50〜1.2質量%にすることが好ましく、また、導電率を重視する場合には0.1質量%以上0.5質量%未満とすることが好ましく、このような観点から総合的には0.3〜0.7質量%とすることが好ましい。
<Si: 0.1-1.2% by mass>
Si (silicon) has a function of strengthening by dissolving in an aluminum base material, and a part thereof precipitates together with Mg as a β ″ phase and the like, and has an action of improving tensile strength and bending fatigue resistance. Si is an element that has the effect of improving tensile strength and elongation when Mg-Si clusters or Si-Si clusters are formed as solute atomic clusters.If the Si content is less than 0.1% by mass, When the above-described effects are insufficient, and the Si content exceeds 1.2% by mass, the possibility of forming Si-concentrated portions at the crystal grain boundaries increases, and the tensile strength and elongation decrease. As the solid solution amount of Si element increases, the 0.2% proof stress increases, the wire handling performance decreases and the electrical conductivity decreases, so the Si content is 0.1 to 1.2% by mass. Do The Si content is preferably 0.50 to 1.2% by mass when importance is placed on high strength, and 0.1% to 0.5% by mass when conductivity is important. It is preferable to set it as less than%, and it is preferable to set it as 0.3-0.7 mass% comprehensively from such a viewpoint.

<Fe:0.10〜1.40質量%>
Fe(鉄)は、主にAl−Fe系の金属間化合物を形成することによって結晶粒の微細化に寄与すると共に、引張強度を向上させる元素である。Feは、Al中に655℃で0.05質量%しか固溶できず、室温では更に少ないため、Al中に固溶できない残りのFeは、Al−Fe、Al−Fe−Si、Al−Fe−Si−Mgなどの金属間化合物として晶出または析出する。これらのようにFeとAlとで主に構成される金属間化合物を本明細書ではFe系化合物と呼ぶ。この金属間化合物は、結晶粒の微細化に寄与すると共に、引張強度を向上させる。また、Feは、Al中に固溶したFeによっても引張強度を向上させる作用を有する。Fe含有量が0.10質量%未満だと、これらの作用効果が不十分であり、また、Fe含有量が1.40質量%超えだと、晶出物または析出物の粗大化により伸線加工性が低下すると共に、0.2%耐力が上昇し電線取り回し性が低下すると共に、伸びが低下する。したがって、Fe含有量は0.10〜1.40質量%とし、好ましくは0.15〜0.70質量%、更に好ましくは0.15〜0.45質量%とする。
<Fe: 0.10 to 1.40 mass%>
Fe (iron) is an element that contributes to refinement of crystal grains and mainly improves tensile strength by forming an Al—Fe-based intermetallic compound. Fe can only be dissolved at 0.05% by mass at 655 ° C. in Al and is still less at room temperature. Therefore, the remaining Fe that cannot be dissolved in Al is Al—Fe, Al—Fe—Si, Al—Fe. -Crystallizes or precipitates as an intermetallic compound such as Si-Mg. Such an intermetallic compound mainly composed of Fe and Al is referred to as an Fe-based compound in this specification. This intermetallic compound contributes to the refinement of crystal grains and improves the tensile strength. Moreover, Fe has the effect | action which improves a tensile strength also by Fe dissolved in Al. If the Fe content is less than 0.10% by mass, these effects are insufficient, and if the Fe content exceeds 1.40% by mass, the wire is drawn due to coarsening of the crystallized product or precipitate. As the workability decreases, the 0.2% proof stress increases, the wire handling performance decreases, and the elongation decreases. Therefore, the Fe content is set to 0.10 to 1.40% by mass, preferably 0.15 to 0.70% by mass, and more preferably 0.15 to 0.45% by mass.

本発明のアルミニウム合金線材は、上述の通り、Mg、SiおよびFeを必須の含有成分とするが、必要に応じて、さらに、TiとBのうち両方かいずれか1つの元素、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、ZrおよびNiのうち、少なくとも1つの元素を含有成分とすることができる。   As described above, the aluminum alloy wire of the present invention contains Mg, Si, and Fe as essential components, but if necessary, any one of Ti and B, Cu, Ag, Among Au, Mn, Cr, Zr and Ni, at least one element can be included.

<Ti:0.001〜0.100質量%>
Ti(チタン)は、溶解鋳造時の鋳塊の組織を微細化する作用を有する元素である。鋳塊の組織が粗大であると、鋳造において鋳塊割れや線材加工工程において断線が発生して工業的に望ましくない。Ti含有量が0.001質量%未満であると、上記作用効果を十分に発揮することができず、また、Ti含有量が0.100質量%超えだと導電率が低下する傾向があるからである。したがって、Ti含有量は0.001〜0.100質量%とし、好ましくは0.005〜0.050質量%、より好ましくは0.005〜0.030質量%とする。
<Ti: 0.001 to 0.100 mass%>
Ti (titanium) is an element having an effect of refining the structure of the ingot at the time of melt casting. If the structure of the ingot is coarse, the ingot cracking in the casting or disconnection occurs in the wire processing step, which is not industrially desirable. If the Ti content is less than 0.001% by mass, the above-mentioned effects cannot be fully exhibited, and if the Ti content exceeds 0.100% by mass, the conductivity tends to decrease. It is. Therefore, the Ti content is 0.001 to 0.100 mass%, preferably 0.005 to 0.050 mass%, more preferably 0.005 to 0.030 mass%.

<B:0.001〜0.030質量%>
B(ホウ素)は、Tiと同様、溶解鋳造時の鋳塊の組織を微細化する作用を有する元素である。鋳塊の組織が粗大であると、鋳造において鋳塊割れや線材加工工程において断線が発生しやすくなるため工業的に望ましくない。B含有量が0.001質量%未満であると、上記作用効果を十分に発揮することができず、また、B含有量が0.030質量%超えだと導電率が低下する傾向がある。したがって、B含有量は0.001〜0.030質量%とし、好ましくは0.001〜0.020質量%、より好ましくは0.001〜0.010質量%とする。
<B: 0.001 to 0.030 mass%>
B (boron) is an element having an effect of refining the structure of the ingot at the time of melt casting, like Ti. A coarse ingot structure is not industrially desirable because it tends to cause ingot cracking and disconnection in the wire processing step during casting. When the B content is less than 0.001% by mass, the above-described effects cannot be sufficiently exhibited, and when the B content exceeds 0.030% by mass, the conductivity tends to decrease. Therefore, the B content is 0.001 to 0.030 mass%, preferably 0.001 to 0.020 mass%, more preferably 0.001 to 0.010 mass%.

<Cu:0.01〜1.00質量%>、<Ag:0.01〜0.50質量%>、<Au:0.01〜0.50質量%>、<Mn:0.01〜1.00質量%>、<Cr:0.01〜1.00質量%>、<Zr:0.01〜0.50質量%>および<Ni:0.01〜0.50質量%>のうち、少なくとも1つの元素を含有させること
Cu(銅)、Ag(銀)、Au(金)、Mn(マンガン)、Cr(クロム)、Zr(ジルコニウム)およびNi(ニッケル)は、いずれも結晶粒を微細化する作用と異常な粗大成長粒の生成を抑制する元素であり、さらに、Cu、AgおよびAuは、粒界に析出することで粒界強度を高める作用も有する元素であって、これらの元素の少なくとも1種を0.01質量%以上含有していれば、上述した作用効果が得られ、引張強度および伸びを向上させることができる。一方、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、ZrおよびNiの含有量のいずれかが、それぞれ上記の上限値を超えると、該元素を含有する化合物が粗大になり、伸線加工性を劣化させるため、断線が生じやすく、また、導電率が低下する傾向がある。したがって、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、ZrおよびNiの含有量の範囲は、それぞれ上記に規定した範囲とした。なお、これらの元素群の中で、特にNiを含有するのが好ましい。Niを含有すると、結晶粒微細化効果と異常粒成長抑制効果が顕著になり引張強度と伸びが向上し、また、導電率の低下と伸線加工中の断線をより抑制しやすくなる。かかる効果をバランスよく満足させる観点から、Ni含有量は0.05〜0.30質量%とするのが更に好ましい。
<Cu: 0.01 to 1.00% by mass>, <Ag: 0.01 to 0.50% by mass>, <Au: 0.01 to 0.50% by mass>, <Mn: 0.01 to 1 0.00 mass%, <Cr: 0.01 to 1.00 mass%>, <Zr: 0.01 to 0.50 mass%> and <Ni: 0.01 to 0.50 mass%> Contain at least one element Cu (copper), Ag (silver), Au (gold), Mn (manganese), Cr (chromium), Zr (zirconium) and Ni (nickel) all have fine crystal grains Are elements that suppress the formation of abnormally grown grains, and Cu, Ag, and Au are elements that also have the effect of increasing the grain boundary strength by precipitating at the grain boundaries. If at least one of these is contained in an amount of 0.01% by mass or more, the above-described effects are obtained. Obtained, and the tensile strength and elongation can be improved. On the other hand, if any one of the contents of Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Zr and Ni exceeds the above upper limit value, the compound containing the element becomes coarse and deteriorates the wire drawing workability. Therefore, disconnection is likely to occur, and the conductivity tends to decrease. Therefore, the ranges of the contents of Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Zr and Ni are the ranges specified above. Among these element groups, it is particularly preferable to contain Ni. When Ni is contained, the crystal grain refining effect and the abnormal grain growth suppressing effect become remarkable, the tensile strength and the elongation are improved, and the decrease in conductivity and the disconnection during the wire drawing process are more easily suppressed. From the viewpoint of satisfying such effects in a balanced manner, the Ni content is more preferably 0.05 to 0.30% by mass.

また、Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、ZrおよびNiは、これらの元素の含有量の合計で2.00質量%よりも多く含有すると、導電率と伸びが低下し、伸線加工性が劣化し、さらには、0.2%耐力上昇による電線取り回し性が低下する傾向がある。従って、これらの元素の含有量の合計は、2.00質量%以下とするのが好ましい。本発明のアルミニウム合金線材では、Feは必須元素なので、Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、ZrおよびNiの含有量の合計は、0.10〜2.00質量%とするのが好ましい。ただし、これらの元素を単独で添加する場合は、含有量が多いほど該元素を含有する化合物が粗大になる傾向にあり、伸線加工性を劣化させ、断線が生じやすくなることから、それぞれの元素において上記に規定した含有範囲とした。   Further, when Fe, Ti, B, Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Zr and Ni are contained in a total amount of more than 2.00% by mass, the conductivity and elongation are reduced. Further, the wire drawing workability deteriorates, and further, the wire handling property tends to decrease due to a 0.2% increase in yield strength. Therefore, the total content of these elements is preferably 2.00% by mass or less. In the aluminum alloy wire of the present invention, since Fe is an essential element, the total content of Fe, Ti, B, Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Zr and Ni is 0.10 to 2.00% by mass. It is preferable to do this. However, when these elements are added alone, the larger the content, the more the compound containing the elements tends to become coarser, which deteriorates the wire drawing workability and easily causes disconnection. It was set as the content range prescribed | regulated above in the element.

なお、高導電率を保ちつつ、耐力値を適度に低下させるには、Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、ZrおよびNiの含有量の合計は、0.10〜0.80質量%が特に好ましく、0.15〜0.60質量%が更に好ましい。一方で、導電率はやや低下するが更に引張強度および伸びを高めるとともに、引張強度に対する耐力値を適度に低下させるためには、前記含有量の合計は、0.80質量%超え、2.00質量%以下とすることが特に好ましく、1.00〜2.00質量%とすることが更に好ましい。   In order to moderately reduce the yield strength while maintaining high conductivity, the total content of Fe, Ti, B, Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Zr and Ni is 0.10 to 0. .80% by mass is particularly preferable, and 0.15 to 0.60% by mass is more preferable. On the other hand, in order to further increase the tensile strength and elongation while appropriately reducing the proof stress value against the tensile strength, the total content is more than 0.80% by mass and 2.00%. It is especially preferable to set it as mass% or less, and it is still more preferable to set it as 1.00-2.00 mass%.

<残部:Alおよび不可避不純物>
上述した成分以外の残部は、Al(アルミニウム)および不可避不純物である。ここでいう不可避不純物は、製造工程上、不可避的に含まれうる含有レベルの不純物を意味する。不可避不純物は、含有量によっては導電率を低下させる要因にもなりうるため、導電率の低下を加味して不可避不純物の含有量をある程度抑制することが好ましい。不可避不純物として挙げられる成分としては、例えば、Ga(ガリウム)、Zn(亜鉛)、Bi(ビスマス)、Pb(鉛)などが挙げられる。
<Balance: Al and inevitable impurities>
The balance other than the components described above is Al (aluminum) and inevitable impurities. The inevitable impurities referred to here mean impurities in a content level that can be unavoidably included in the manufacturing process. Depending on the content of the inevitable impurities, it may be a factor for reducing the conductivity. Therefore, it is preferable to suppress the content of the inevitable impurities to some extent in consideration of the decrease in the conductivity. Examples of components listed as inevitable impurities include Ga (gallium), Zn (zinc), Bi (bismuth), and Pb (lead).

このようなアルミニウム合金線材は、合金組成や製造プロセスを組み合わせて制御することにより実現できる。以下、本発明のアルミニウム合金線材の好適な製造方法について説明する。   Such an aluminum alloy wire can be realized by controlling the alloy composition and manufacturing process in combination. Hereinafter, the suitable manufacturing method of the aluminum alloy wire of this invention is demonstrated.

(2)本発明の一実施例によるアルミニウム合金線材の製造方法
本発明に係るアルミニウム合金線材は、結晶粒が粗大でかつ均一な組織を有することを特徴としている。
通常、結晶粒は、焼鈍中に粒成長するため、結晶粒粗大組織(結晶粒が大きい組織)を得るためには焼鈍条件を調整するのが一般的である。しかし、本発明者らは、伸線工程における加工率を検討することで、結晶粒粗大均一組織(結晶粒が大きくかつ均一な組織)を実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。さらに、本発明者らは、伸線加工、中間焼鈍および溶体化工程についても、さらなる検討を重ねた結果、これらの工程を調整して結晶方位を制御することにより、低ヤング率を維持したまま、更なる高強度化を達成し得ることを見出した。
(2) Manufacturing method of aluminum alloy wire according to one embodiment of the present invention The aluminum alloy wire according to the present invention is characterized in that crystal grains are coarse and have a uniform structure.
Usually, since crystal grains grow during annealing, it is common to adjust the annealing conditions in order to obtain a coarse crystal grain structure (a structure with large crystal grains). However, the present inventors have found that a coarse crystal grain uniform structure (a crystal grain is large and uniform structure) can be realized by examining the processing rate in the wire drawing process, and have completed the present invention. Furthermore, as a result of further studies on the wire drawing, intermediate annealing, and solution treatment processes, the present inventors have maintained a low Young's modulus by adjusting these processes and controlling the crystal orientation. The present inventors have found that further increase in strength can be achieved.

このような本発明の一実施例によるアルミニウム合金線材は、[1]溶解、[2]鋳造、[3]熱間加工(溝ロール加工など)、[4]伸線加工、[5]最終中間熱処理、[6]最終伸線加工、[7]溶体化熱処理、[8]時効熱処理の各工程を順次行うことを含む製造方法によって製造することができる。なお、最終中間熱処理前後の伸線加工率を決定する目的で、[4]伸線加工にて中間熱処理を追加しても良い。また、溶体化熱処理前後、または時効熱処理の後に、撚り線とする工程(撚り線加工)や電線に樹脂被覆を行う工程を設けてもよい。以下、[1]〜[8]の工程について説明する。   Such an aluminum alloy wire according to an embodiment of the present invention includes: [1] melting, [2] casting, [3] hot working (groove roll machining, etc.), [4] wire drawing, [5] final intermediate It can be manufactured by a manufacturing method including sequentially performing steps of heat treatment, [6] final wire drawing, [7] solution heat treatment, and [8] aging heat treatment. In addition, in order to determine the wire drawing rate before and after the final intermediate heat treatment, an intermediate heat treatment may be added in [4] wire drawing. Further, before or after solution heat treatment or after aging heat treatment, a step of forming a stranded wire (twisted wire processing) or a step of coating a wire with a resin may be provided. Hereinafter, the steps [1] to [8] will be described.

まず、図1に、アルミニウム合金線材の製造工程フローチャートの一例を示す。図1において破線で示されている工程は、任意の工程であり、図1の記載に限定されず、発明の効果を妨げない範囲で、要否や順序、回数等を適宜変更することができる。   First, FIG. 1 shows an example of an aluminum alloy wire manufacturing process flowchart. The steps indicated by broken lines in FIG. 1 are arbitrary steps, and are not limited to the description in FIG. 1, and the necessity, order, number of times, and the like can be changed as appropriate without departing from the effects of the invention.

[1]溶解
溶解工程では、上述したアルミニウム合金組成になるように各成分の分量を調整した材料を用意し、それを溶解する。
[1] Melting In the melting step, a material in which the amount of each component is adjusted so as to have the above-described aluminum alloy composition is prepared and melted.

[2]鋳造および[3]熱間加工(溝ロール加工など)
次いで、鋳造工程では冷却速度を大きくし、Fe系化合物の晶出を適度に減少、微細化する。好ましくは鋳造時における溶湯温度から400℃までの平均冷却速度が20〜50℃/sで、鋳造輪とベルトを組み合わせたプロペルチ式の連続鋳造圧延機を用いれば、例えば直径5〜15mmの棒材を得ることができる。また、水中紡糸法を用いれば、30℃/s以上の平均冷却速度で、直径1〜13mmの棒材を得ることができる。鋳造及び熱間加工(圧延)は、ビレット鋳造及び押出法などにより行ってもよい。また、上記鋳造後や熱間加工後に400℃以上の再熱処理を施しても良い。
[2] Casting and [3] Hot working (groove roll processing, etc.)
Next, in the casting process, the cooling rate is increased, and the crystallization of the Fe-based compound is appropriately reduced and refined. Preferably, a rod having a diameter of 5 to 15 mm is used, for example, when the average cooling rate from the molten metal temperature during casting to 400 ° C. is 20 to 50 ° C./s and a Properti type continuous casting and rolling mill in which a cast wheel and a belt are combined is used. Can be obtained. Moreover, if the underwater spinning method is used, a rod having a diameter of 1 to 13 mm can be obtained at an average cooling rate of 30 ° C./s or more. Casting and hot working (rolling) may be performed by billet casting or extrusion. Further, after the casting or hot working, a reheat treatment at 400 ° C. or higher may be performed.

[4]伸線加工
次いで、表面の皮むきを実施して、例えば直径5〜12.5mmφの適宜の太さの棒材とし、これを冷間で伸線加工する。表面の皮むきは、行うことによって表面の清浄化がなされるが、行わなくてもよい。また、伸線加工では、最終中間熱処理前後の伸線加工率を決定する目的で、必要に応じて中間熱処理を追加しても良い。また、伸線加工は、1回であってもよいし、目的とする線径が得られるまで複数回繰り返しても良い。最終中間熱処理に至るまでの伸線加工において、加工率は、40〜99.99%であることが好ましく、95〜99.99%であることがより好ましい。ここで、「加工率」は、{(伸線加工前の線材の長手方向に垂直な断面積)−(伸線加工後(伸線加工が複数回ある場合には最後の伸線加工後)の線材の長手方向に垂直な断面積)}×100/(伸線加工前の線材の長手方向に垂直な断面積)で表される。最終中間熱処理に至るまでの伸線加工における加工率を40%以上とすることにより、得られる線材の長手方向に垂直な断面に占める、{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合を50%以上とすることができ、また、最終中間熱処理に至るまでの伸線加工における加工率を95%以上とすることにより、上記断面に占める、{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合を90%以上にすることができる。
[4] Wire Drawing Next, the surface is peeled to obtain a bar having an appropriate thickness of, for example, a diameter of 5 to 12.5 mmφ, and this is cold drawn. Although the surface is cleaned by performing surface peeling, it may not be performed. In wire drawing, intermediate heat treatment may be added as necessary for the purpose of determining the wire drawing rate before and after the final intermediate heat treatment. Further, the wire drawing may be performed once or may be repeated a plurality of times until a target wire diameter is obtained. In the wire drawing until the final intermediate heat treatment, the processing rate is preferably 40 to 99.99%, and more preferably 95 to 99.99%. Here, the “processing rate” is {(cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the wire before drawing) − (after drawing (after the final drawing if there are multiple drawing)) The cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the wire)} × 100 / (cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the wire before drawing). By setting the processing rate in the wire drawing until the final intermediate heat treatment to 40% or more, the deviation angle from the {111} crystal orientation in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the obtained wire is oriented within 20 °. The crystal grain area ratio can be 50% or more, and the processing rate in the wire drawing until the final intermediate heat treatment is 95% or more, thereby occupying the {111} crystal orientation in the cross section. The area ratio of crystal grains oriented within an angle of deviation from 20 ° can be 90% or more.

[5]最終中間熱処理
次に、伸線加工により冷間伸線した被加工材に最終中間熱処理を施す。本実施形態の最終中間熱処理は、被加工材の柔軟性を取り戻し、伸線加工性を高めるために行うだけでなく、溶体化時に粒界をピニングする役割のあるFe、Mn、Niなどの化合物を生成する役割がある。最終中間熱処理は、熱処理温度250〜450℃、保持時間2〜5時間で行うことが好ましい。最終中間熱処理を行う方法としては、例えばバッチ焼鈍などが挙げられる。なお、最終中間熱処理前後の伸線加工率を決定する目的で[4]伸線加工にて中間熱処理を追加する場合は、中間熱処理は、熱処理温度を250〜450℃とし、保持時間は上記最終中間熱処理との合計で2〜5時間となるように調整することが好ましい。
[5] Final intermediate heat treatment Next, a final intermediate heat treatment is performed on the workpiece that has been cold drawn by wire drawing. The final intermediate heat treatment of the present embodiment is not only performed to regain the flexibility of the work material and enhance the wire drawing workability, but also compounds such as Fe, Mn, and Ni that have the role of pinning grain boundaries during solution treatment There is a role to generate. The final intermediate heat treatment is preferably performed at a heat treatment temperature of 250 to 450 ° C. and a holding time of 2 to 5 hours. Examples of the method for performing the final intermediate heat treatment include batch annealing. For the purpose of determining the wire drawing ratio before and after the final intermediate heat treatment [4] When adding an intermediate heat treatment in the wire drawing, the intermediate heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 250 to 450 ° C., and the holding time is the above final time. It is preferable to adjust so as to be 2 to 5 hours in total with the intermediate heat treatment.

[6]最終伸線加工
上記最終中間熱処理の後、さらに冷間で伸線加工を施す。最終伸線加工において、加工率は、3〜60%であることが好ましく、3〜30%であることがより好ましい。最終伸線加工における加工率を60%以下とすることにより、得られる線材の長手方向に垂直な断面において、結晶粒の面積の最大値を2000μm以上とすることができ、また、最終伸線加工における加工率を30%以下とすることにより、上記断面において、2000μm以上の面積を有する結晶粒が占める面積割合を50%以上とすることができる。
[6] Final wire drawing After the final intermediate heat treatment, wire drawing is further performed cold. In the final wire drawing, the processing rate is preferably 3 to 60%, and more preferably 3 to 30%. By setting the processing rate in the final wire drawing to 60% or less, the maximum value of the area of crystal grains can be set to 2000 μm 2 or more in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the obtained wire. By setting the processing rate in processing to 30% or less, the area ratio occupied by crystal grains having an area of 2000 μm 2 or more in the cross section can be 50% or more.

図2は、最終伸線加工における加工率と結晶組織との関係の一例を示す図である。図2において、EBSD像は、後述するEBSD法によって各加工率に対応する線材の長手方向に垂直な断面を組織解析することにより、撮影された画像である。また、図2において、結晶粒分布図は、撮影された画像に基づいて、結晶粒の面積を計測し、グラフ化したものであり、結晶粒の面積の最大値および変動係数は、上記の解析により算出した値である。
図2に示す関係からもわかるように、最終伸線加工において、加工率を60%以下とすることにより、線材の長手方向に垂直な断面において、結晶粒の面積の最大値が2000μm以上であり、かつ、変動係数が1.8以下の線材を効率よく作製することができる。
なお、図2に示すEBSD像における結晶粒の色の違いは、配向している結晶方位の違いを表している。すなわち、EBSD像において、同じ色合いの粒子が多いほど、同じ結晶方位配向している結晶粒が多いことを意味している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the processing rate and the crystal structure in the final wire drawing. In FIG. 2, an EBSD image is an image taken by analyzing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of a wire corresponding to each processing rate by an EBSD method to be described later. Further, in FIG. 2, the crystal grain distribution chart is a graph obtained by measuring the area of the crystal grain based on the captured image, and the maximum value and coefficient of variation of the crystal grain area are analyzed as described above. The value calculated by
As can be seen from the relationship shown in FIG. 2, in the final wire drawing, by setting the processing rate to 60% or less, the maximum value of the crystal grain area is 2000 μm 2 or more in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire. In addition, a wire having a variation coefficient of 1.8 or less can be produced efficiently.
Note that the difference in crystal grain color in the EBSD image shown in FIG. 2 represents the difference in crystal orientation. That is, in the EBSD image, the more particles having the same color, the more crystal grains having the same crystal orientation.

[7]溶体化熱処理
更に最終伸線加工により冷間伸線した被加工材に溶体化熱処理を施す。本実施形態の溶体化熱処理は、ランダムに含有されているMgとSiの化合物をアルミニウム母相中に溶け込ませるために行う熱処理である。溶体化熱処理は、具体的には、500〜580℃の範囲内の所定温度で加熱し、所定時間保持し、その後、少なくとも150℃の温度までは10℃/s以上の平均冷却速度で冷却する熱処理である。溶体化熱処理の加熱時の所定温度が580℃よりも高いと、結晶粒が粗大化して異常成長粒が生成し、上記所定温度が500℃よりも低いと、MgSiを十分に固溶させることができない。したがって、溶体化熱処理における加熱時の所定温度は500〜580℃の範囲とし、MgおよびSiの含有量によっても変化するが、好ましくは500〜540℃、より好ましくは500〜520℃の範囲とする。また、溶体化熱処理における上記所定温度で保持する時間は、10秒以上、30分以下にすることが好ましく、より好ましくは10〜30分とすることがより好ましい。
[7] Solution heat treatment Further, a solution heat treatment is performed on the work material cold drawn by the final wire drawing. The solution heat treatment of the present embodiment is a heat treatment performed to dissolve a randomly contained Mg and Si compound in the aluminum matrix. Specifically, the solution heat treatment is performed by heating at a predetermined temperature in a range of 500 to 580 ° C., holding for a predetermined time, and then cooling at an average cooling rate of 10 ° C./s or more to a temperature of at least 150 ° C. Heat treatment. When the predetermined temperature at the time of heating in the solution heat treatment is higher than 580 ° C., the crystal grains become coarse and abnormally grown grains are generated. When the predetermined temperature is lower than 500 ° C., Mg 2 Si is sufficiently dissolved. I can't. Therefore, the predetermined temperature at the time of heating in the solution heat treatment is in the range of 500 to 580 ° C., and also varies depending on the contents of Mg and Si, but is preferably in the range of 500 to 540 ° C., more preferably in the range of 500 to 520 ° C. . Moreover, it is preferable that the time hold | maintained at the said predetermined temperature in solution heat processing shall be 10 second or more and 30 minutes or less, More preferably, it is 10-30 minutes.

溶体化熱処理を行う方法としては、例えば、バッチ焼鈍、ソルトバス(塩浴)でも、高周波加熱、通電加熱(通電焼鈍)、走間加熱(走間焼鈍)などの連続熱処理でもよい。   As a method for performing the solution heat treatment, for example, batch annealing, salt bath (salt bath), continuous heat treatment such as high-frequency heating, electric heating (electric annealing), and running heat (running annealing) may be used.

線材温度及び熱処理時間の一方又は両方の数値が上記で規定される条件より小さい場合は、溶体化が不完全になり後工程の時効熱処理時に生成する溶質原子クラスターやβ”相やMgSi析出物が少なくなり、引張強度、耐衝撃性、耐屈曲疲労特性、導電率の向上幅が小さくなる。線材温度及び熱処理時間の一方又は両方の数値が上記で規定される条件より高い場合は、結晶粒が粗大化すると共に、アルミニウム合金線材中の化合物相の部分溶融(共晶融解)が起こり、引張強度、伸びが低下し、導体の取り扱い時に断線が起こりやすくなる。 If one or both of the wire temperature and heat treatment time are smaller than the conditions specified above, solute atom clusters, β ″ phase and Mg 2 Si precipitates generated during incomplete aging heat treatment due to incomplete solution. If the numerical value of one or both of the wire temperature and heat treatment time is higher than the conditions specified above, the crystalline As the grains become coarser, partial melting (eutectic melting) of the compound phase in the aluminum alloy wire occurs, the tensile strength and elongation decrease, and breakage easily occurs during handling of the conductor.

[8]時効熱処理
次いで、Mg、Si化合物または、溶質原子クラスターを生成させるために時効熱処理を施す。時効熱処理は、20〜250℃の範囲内の所定温度で加熱する。時効熱処理における上記所定温度は、20℃未満であると、溶質原子クラスターの生成が遅く、必要な引張強度と伸びを得るために時間が掛かるため量産的に不利である。また、上記所定温度が250℃よりも高いと、強度に最も寄与するMgSi針状析出物(β”相)の他に、粗大なMgSi析出物が生成して強度が低下する。そのため、上記所定温度は、より伸びの向上に効果のある溶質原子クラスターを生成させる場合には、20〜70℃とすることが好ましく、また、β”相も同時に析出させ、引張強度と伸びのバランスを取る場合には、100〜150℃とすることが好ましい。
[8] Aging heat treatment Next, an aging heat treatment is performed to form Mg, Si compounds or solute atom clusters. The aging heat treatment is performed at a predetermined temperature within a range of 20 to 250 ° C. If the predetermined temperature in the aging heat treatment is less than 20 ° C., the formation of solute atomic clusters is slow, and it takes time to obtain the necessary tensile strength and elongation, which is disadvantageous in mass production. On the other hand, when the predetermined temperature is higher than 250 ° C., in addition to the Mg 2 Si needle-like precipitate (β ″ phase) that contributes most to the strength, coarse Mg 2 Si precipitates are generated and the strength is lowered. Therefore, the above-mentioned predetermined temperature is preferably 20 to 70 ° C. when a solute atom cluster that is more effective in improving the elongation is generated, and the β ″ phase is also precipitated at the same time, and the tensile strength and elongation are increased. When taking a balance, it is preferable to set it as 100-150 degreeC.

さらに、時効熱処理における加熱・保持時間は、温度によって最適な時間が変化する。低温では長時間、高温では短時間の加熱が引張強度、伸びを向上させる上で好ましい。長時間の加熱では、例えば10日間以内であり、短時間での加熱では、好ましくは15時間以下、更に好ましくは8時間以下である。なお、時効熱処理における冷却は、特性のバラつきを防止するために、可能な限り冷却速度を速くすることが好ましい。もちろん、製造工程上、速く冷却できない場合であっても、溶質原子クラスターの生成が十分なされる時効条件であれば、適宜設定することができる。   Furthermore, the heating / holding time in the aging heat treatment varies depending on the temperature. Heating at a low temperature for a long time and at a high temperature for a short time is preferable for improving tensile strength and elongation. In the long-time heating, for example, it is within 10 days, and in the short-time heating, it is preferably 15 hours or less, more preferably 8 hours or less. The cooling in the aging heat treatment is preferably as fast as possible in order to prevent variations in characteristics. Of course, even if it cannot cool quickly in the manufacturing process, it can be appropriately set as long as it is an aging condition that can sufficiently generate the solute atom clusters.

本実施形態のアルミニウム合金線材は、素線径を、特に制限はなく用途に応じて適宜定めることができるが、細物線の場合は0.1〜0.5mmφ、中細物線の場合は0.8〜1.5mmφとすることが好ましい。本実施形態のアルミニウム合金線材は、アルミニウム合金線として、単線で細くして使用できることが利点の一つであるが、複数本束ねて撚り合わせて得られるアルミニウム合金撚線として使用することもでき、本発明の製造方法を構成する上記[1]〜[8]の工程のうち、[1]〜[6]の各工程を順次行ったアルミニウム合金線材を複数本に束ねて撚り合わせた後に、[7]溶体化熱処理および[8]時効熱処理の工程を行ってもよい。   In the aluminum alloy wire of this embodiment, the wire diameter is not particularly limited and can be appropriately determined according to the application, but in the case of a thin wire, 0.1 to 0.5 mmφ, in the case of a medium thin wire It is preferable to set it as 0.8-1.5 mmphi. The aluminum alloy wire of this embodiment is one of the advantages that it can be used as an aluminum alloy wire by thinning it with a single wire, but it can also be used as an aluminum alloy twisted wire obtained by bundling a plurality of wires, Among the steps [1] to [8] constituting the production method of the present invention, after the aluminum alloy wire materials obtained by sequentially performing the steps [1] to [6] are bundled and twisted, 7) Solution heat treatment and [8] aging heat treatment may be performed.

また、本実施形態では、さらに追加の工程として、鋳造工程後や、熱間加工後に、従来法で行われているような均質化熱処理を行なうことも可能である。均質化熱処理は、添加元素を均一に分散させることができるため、その後の溶体加熱処理にて溶質原子クラスターやβ”析出相を均一に生成しやすくなり、引張強度および伸びの向上と、引張強度に対する適度な低耐力値がより安定して得られる。均質化熱処理は、加熱温度を450℃〜600℃にて行なうことが好ましく、より好ましくは500〜600℃である。また、均質化加熱処理における冷却は、0.1〜10℃/分の平均冷却速度で徐冷することが、均一な化合物が得られやすくなる点で好ましい。   Moreover, in this embodiment, it is also possible to perform the homogenization heat processing which is performed by the conventional method after a casting process or after hot working as an additional process. Homogenization heat treatment makes it possible to uniformly disperse the added elements, which makes it easier to form solute atomic clusters and β ”precipitated phases in the subsequent solution heat treatment, improving tensile strength and elongation, and tensile strength. A moderate low proof stress value can be obtained more stably for the homogenization heat treatment, preferably at a heating temperature of 450 to 600 ° C., more preferably 500 to 600 ° C. Further, the homogenization heat treatment In the cooling, it is preferable to gradually cool at an average cooling rate of 0.1 to 10 ° C./min because a uniform compound is easily obtained.

(3)本発明のアルミニウム合金線材の組織的な特徴
上述のような製造方法によって製造された本実施形態のアルミニウム合金線材は、線材の長手方向に垂直な断面において、結晶粒の面積の最大値が2000μm以上であり、かつ変動係数が1.8以下である点に特徴がある。なお、本明細書において、2つの並んだ結晶粒の角度差が15°以上の場合に、その結晶界面を粒界とし、この粒界で囲まれた部分を「結晶粒」と定義する。また、線材の長手方向は、線径に垂直な軸線方向であり、線材を製造する際の伸線方向に対応する。
(3) Organizational characteristics of the aluminum alloy wire of the present invention The aluminum alloy wire of the present embodiment manufactured by the manufacturing method as described above has a maximum area of crystal grains in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire. Is 2000 μm 2 or more and the coefficient of variation is 1.8 or less. In this specification, when the angle difference between two aligned crystal grains is 15 ° or more, the crystal interface is defined as a grain boundary, and the portion surrounded by the grain boundary is defined as “crystal grain”. Further, the longitudinal direction of the wire is an axial direction perpendicular to the wire diameter, and corresponds to the wire drawing direction when the wire is manufactured.

上記断面において、結晶粒の面積の最大値を2000μm以上とすることにより、ヤング率を低く維持することができる。結晶粒の面積の最大値は、好ましくは2000〜30000μmであり、より好ましくは2000〜8000μmである。 In the cross section, the Young's modulus can be kept low by setting the maximum value of the crystal grain area to 2000 μm 2 or more. The maximum value of the crystal grain area is preferably 2000 to 30000 μm 2 , and more preferably 2000 to 8000 μm 2 .

また、変動係数は、結晶粒径の依存が小さい状態で結晶粒の均一度を比較できる指標である。したがって、変動係数を、1.8以下とすることで、粒径の均一化を図り、これにより伸びの低下および引張強度の低下を抑制しつつ、低ヤング率を実現できる。変動係数は、好ましくは1.3以下であり、より好ましくは1.0以下である。なお、変動係数は、線材の結晶粒分布から求められる標準偏差(a)を、平均結晶粒径(b)で割ることで(a/b)算出できる。   The coefficient of variation is an index by which the uniformity of crystal grains can be compared in a state where the dependence on the crystal grain size is small. Therefore, by setting the coefficient of variation to 1.8 or less, it is possible to make the particle size uniform, thereby realizing a low Young's modulus while suppressing a decrease in elongation and a decrease in tensile strength. The coefficient of variation is preferably 1.3 or less, more preferably 1.0 or less. The coefficient of variation can be calculated (a / b) by dividing the standard deviation (a) obtained from the crystal grain distribution of the wire by the average crystal grain size (b).

また、上記断面に占める、2000μm以上の面積を有する結晶粒の面積割合が50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。上記範囲とすることにより、ヤング率を低く維持することができる。 The area ratio of crystal grains having an area of 2000 μm 2 or more in the cross section is preferably 50% or more, and more preferably 80% or more. By setting it as the said range, Young's modulus can be maintained low.

また、上記断面に占める、{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合が50%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。ここで、上記面積割合は、{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒が集積している度合を表している。上記範囲とすることにより、引張強度を高く維持できる。   In addition, the area ratio of the crystal grains in which the deviation angle from the {111} crystal orientation in the cross section is within 20 ° is preferably 50% or more, and more preferably 90% or more. Here, the above-mentioned area ratio represents the degree of accumulation of crystal grains oriented within a deviation angle of 20 ° from the {111} crystal orientation. By setting it as the said range, high tensile strength can be maintained.

なお、本発明において、上記のような結晶粒の面積や粒径、結晶方位に関する測定は、EBSD法を用いて画像解析によって行う。EBSDとは、Electron BackScatter Diffraction(電子後方散乱回折)の略で、走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)内で試料に電子線を照射したときに生じる反射電子菊池線回折(菊池パターン)を利用した結晶方位解析技術のことである。本発明においては、試料である線材の長手方向に垂直な面(線径に平行な面)において、2μmのステップでスキャンし、解析用ソフトウェア(EDAX/TSL社(現 AMETEK社)製、商品名「Orientation Imaging Microscopy v5」)を用い、線材の長手方向に垂直な断面における結晶粒の面積および結晶方位を解析する。なお、EBSD測定にあたっては、鮮明な菊池線回折像を得るために、測定面に付着した異物を取り除くと同時に、鏡面仕上げをする必要がある。鏡面仕上げの方法としては、例えばCP(クロスセクションポリッシャ)加工にて断面の研磨加工を施す方法が挙げられる。   In the present invention, the measurement of the crystal grain area, grain size, and crystal orientation as described above is performed by image analysis using the EBSD method. EBSD is an abbreviation for Electron Back Scatter Diffraction (Electron Backscatter Diffraction). Reflected electron Kikuchi line diffraction (Kikuchi pattern) that occurs when a sample is irradiated with an electron beam in a scanning electron microscope (SEM). This is the crystal orientation analysis technology used. In the present invention, a surface perpendicular to the longitudinal direction of the wire material as a sample (a surface parallel to the wire diameter) is scanned in steps of 2 μm, and analysis software (EDAX / TSL (currently AMETEK), product name, "Orientation Imaging Microscopy v5") is used to analyze the crystal grain area and crystal orientation in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire. In the EBSD measurement, in order to obtain a clear Kikuchi line diffraction image, it is necessary to remove the foreign matter adhering to the measurement surface and simultaneously perform mirror finishing. Examples of the mirror finishing method include a method of polishing a cross section by CP (cross section polisher) processing.

(4)本発明のアルミニウム合金線材の特性
導電率は、ジュール熱による発熱を防ぐため、45%IACS以上であることが好ましく、より好ましくは50%IACS以上である。導電率は高いほど、細径化に好適である。
(4) Characteristics of the aluminum alloy wire of the present invention In order to prevent heat generation due to Joule heat, the electrical conductivity is preferably 45% IACS or more, more preferably 50% IACS or more. The higher the electrical conductivity, the better the diameter reduction.

ヤング率は、70GPa以下であることが好ましく、より好ましくは68Pa以下である。ヤング率は、低いほど柔軟性が高く、取り回し性に優れるため、作業者の負荷が小さくなり、取り付け作業が効率化する。   The Young's modulus is preferably 70 GPa or less, more preferably 68 Pa or less. The lower the Young's modulus, the higher the flexibility and the better the handling properties, so that the load on the operator is reduced and the installation work becomes more efficient.

また、従来同様、断面積が小さい細径線に適用しても断線することなく使用可能とするために、高い引張強度が求められていることから、引張強度は、150MPa以上であることが好ましく、200MPa以上がより好ましい。   Further, as in the prior art, since high tensile strength is required in order to enable use without breaking even when applied to a thin wire having a small cross-sectional area, the tensile strength is preferably 150 MPa or more. 200 MPa or more is more preferable.

なお、上記各特性の測定方法については、後述する実施例にて説明する。   In addition, the measuring method of each said characteristic is demonstrated in the Example mentioned later.

本発明のアルミニウム合金線材は、アルミニウム合金線として、または複数本のアルミニウム合金線を撚り合わせてなるアルミニウム合金撚線として使用することができるとともに、さらに、アルミニウム合金線またはアルミニウム合金撚線の外周に被覆層を有する被覆電線として使用することもでき、加えて、被覆電線と、この被覆電線の、被覆層を除去した端部に装着された端子とを具えるワイヤーハーネス(組電線)として使用することもまた可能である。   The aluminum alloy wire of the present invention can be used as an aluminum alloy wire or an aluminum alloy twisted wire formed by twisting a plurality of aluminum alloy wires, and further on the outer periphery of the aluminum alloy wire or aluminum alloy twisted wire. It can also be used as a covered electric wire having a covering layer. In addition, it is used as a wire harness (assembled electric wire) comprising a covered electric wire and a terminal attached to the end of the covered electric wire from which the covering layer is removed. It is also possible.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, All the aspects included in the concept of this invention and a claim are included, and various within the scope of this invention. Can be modified.

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、実施例および比較例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Next, in order to further clarify the effects of the present invention, examples and comparative examples will be described, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1〜7および比較例1〜5)
必須の含有成分であるMg、Si、Fe及びAlと、選択的に添加する成分であるTi、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、ZrおよびNiのうちの少なくとも1成分とを、表1に示す化学組成(質量%)になる合金素材を用意した。
(Examples 1-7 and Comparative Examples 1-5)
An essential component, Mg, Si, Fe and Al, and at least one of Ti, B, Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Zr and Ni, which are selectively added components, An alloy material having a chemical composition (mass%) shown in 1 was prepared.

Figure 2017179545
Figure 2017179545

この合金素材を、プロペルチ式の連続鋳造圧延機を用いて、溶湯を水冷した鋳型で、表2に示す条件で連続的に鋳造しながら圧延を行い、φ9.5mmの棒材とした。次いで、これを表2に示す加工率が得られるように伸線加工した。
次に、この伸線加工を施した加工材に、表2に示す条件で最終中間熱処理を施し、さらにφ0.3mmの線径まで表2に示す加工率が得られるように最終伸線加工を行った。
次に、この最終伸線加工を施した加工材に、表2に示す条件で溶体化熱処理を施した。
最終中間熱処理と溶体化熱処理においてバッチ式熱処理では、線材に熱電対を巻きつけて線材温度を測定した。連続通電熱処理では、線材の温度が最も高くなる部分での測定が設備上困難であるため、ファイバ型放射温度計(ジャパンセンサ社製)で線材の温度が最も高くなる部分よりも手前の位置にて温度を測定し、ジュール熱と放熱を考慮して最高到達温度を算出した。高周波加熱および連続走間熱処理では、熱処理区間出口付近の線材温度を測定した。
さらに、溶体化熱処理を施した加工材に、表2に示す条件で時効熱処理を施し、アルミニウム合金線(線径300μm)を製造した。
This alloy material was rolled using a Properti-type continuous casting rolling machine while continuously casting the molten metal under the conditions shown in Table 2 using a mold in which the molten metal was water-cooled to obtain a bar having a diameter of 9.5 mm. Next, this was drawn so that the processing rates shown in Table 2 were obtained.
Next, the processed material subjected to the wire drawing is subjected to final intermediate heat treatment under the conditions shown in Table 2, and the final wire drawing is performed so that the processing rate shown in Table 2 is obtained up to a wire diameter of φ0.3 mm. went.
Next, solution heat treatment was performed on the processed material subjected to the final wire drawing under the conditions shown in Table 2.
In the batch type heat treatment in the final intermediate heat treatment and the solution heat treatment, the wire temperature was measured by winding a thermocouple around the wire. In continuous energization heat treatment, it is difficult to measure at the part where the temperature of the wire becomes the highest, so the fiber type radiation thermometer (manufactured by Japan Sensor Co., Ltd.) is in front of the part where the temperature of the wire becomes the highest. The temperature was measured, and the maximum temperature reached was calculated in consideration of Joule heat and heat dissipation. In the high frequency heating and continuous running heat treatment, the wire temperature near the exit of the heat treatment section was measured.
Furthermore, an aging heat treatment was performed on the processed material subjected to the solution heat treatment under the conditions shown in Table 2 to produce an aluminum alloy wire (wire diameter: 300 μm).

Figure 2017179545
Figure 2017179545

(評価)
上記実施例および比較例に係るアルミニウム合金線について、下記に示す測定および評価を行った。各評価条件は下記の通りである。結果を表3に示す。
(Evaluation)
The aluminum alloy wires according to the above examples and comparative examples were measured and evaluated as follows. Each evaluation condition is as follows. The results are shown in Table 3.

[結晶粒の観察および結晶方位の解析]
結晶粒の観察および結晶方位の解析は、ショットキー電解放出形走査電子顕微鏡(JSM−7001F、日本電子株式会社(JEOL)製)を用い、電子線後方散乱回折法(EBSD)により行った。測定用試料としては、直径300μmの線材を準備し、樹脂埋後にCP(クロスセクションポリッシャ)加工して、線材の長手方向に垂直な断面を切り出し、観察面を得た。測定時のスキャンステップは、2μmとした。また、この測定は、1つの合金線につき、10の観察面で行った。なお、10の観察面の切り出し方法は、図3に示すように、まず任意な部分N1の断面を切り出し、次に500mm離れた部分N2の断面を切り出し、次にN2の断面から見て、N1の断面とは反対方向に500mm離れた部分N3の断面を切り出す。同様の手法でN10まで断面を切り出し、10本の測定用試料を準備し、それぞれ上述のように樹脂埋後にCP加工して、10の観察面を得た。
得られたデータの解析には、解析用ソフトウェア(EDAX/TSL社(現 AMETEK社)製、商品名「Orientation Imaging Microscopy v5」)を用いた。また、結晶粒界定義は角度差が15°以上ある結晶同士の界面とし、全ての結晶粒面積を算出後、線材の長手方向に垂直な断面に占める、面積2000μm以上を有する結晶粒の面積割合、標準偏差(a)、平均結晶粒径(b)および変動係数(a/b)のそれぞれを求め、それぞれの平均値(N=10)を算出した。
また、上記の画像解析により、線材の長手方向に垂直な断面に占める、{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合[({111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積)×100/(線材の長手方向に垂直な断面の面積)]を求め、その平均値(N=10)を算出した。また、{100}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合および{101}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合についても、{111}結晶方位の場合と同様の手法でそれぞれ平均値(各N=10)を算出した。
[Observation of crystal grains and analysis of crystal orientation]
The observation of the crystal grains and the analysis of the crystal orientation were performed by electron beam backscatter diffraction (EBSD) using a Schottky field emission scanning electron microscope (JSM-7001F, manufactured by JEOL Ltd. (JEOL)). As a measurement sample, a wire having a diameter of 300 μm was prepared, CP (cross section polisher) processing was performed after resin filling, and a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire was cut out to obtain an observation surface. The scan step during measurement was 2 μm. Further, this measurement was performed on 10 observation planes per one alloy wire. As shown in FIG. 3, the method of cutting out the 10 observation planes is to first cut out a cross section of an arbitrary portion N1, then cut out a cross section of a portion N2 separated by 500 mm, and then look at the cross section of N2 to see N1 A cross section of a portion N3 that is 500 mm away in the direction opposite to the cross section is cut. A cross section was cut out to N10 in the same manner, 10 measurement samples were prepared, and CP processing was performed after resin embedding as described above to obtain 10 observation surfaces.
For analysis of the obtained data, analysis software (manufactured by EDAX / TSL (currently AMETEK), trade name “Orientation Imaging Microscopy v5”) was used. In addition, the definition of crystal grain boundary is an interface between crystals having an angle difference of 15 ° or more, and after calculating all crystal grain areas, the area of crystal grains having an area of 2000 μm 2 or more in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire Each of the ratio, standard deviation (a), average crystal grain size (b), and coefficient of variation (a / b) was determined, and each average value (N = 10) was calculated.
Further, according to the above image analysis, the area ratio of the crystal grains in which the deviation angle from the {111} crystal orientation is within 20 ° in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire [[deviation from the {111} crystal orientation] The area of crystal grains oriented within an angle of 20 ° × 100 / (area of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire)] was determined, and the average value (N = 10) was calculated. Further, the area ratio of crystal grains oriented within 20 ° of the deviation angle from the {100} crystal orientation and the area percentage of crystal grains oriented within 20 ° of the deviation angle from the {101} crystal orientation are also {111 } Average values (each N = 10) were calculated by the same method as in the case of crystal orientation.

[導電率(EC)]
長さ300mmの試験片(各線材につき3本ずつ)を20℃(±0.5℃)に保持した恒温漕中で、四端子法により、比抵抗を測定し、平均導電率(N=3)を算出した。なお、端子間距離は200mmとした。本実施例では、導電率は45%IACS以上を合格レベルとした。
[Conductivity (EC)]
The specific resistance was measured by a four-terminal method in a constant temperature bath holding 300 mm long test pieces (three for each wire) at 20 ° C. (± 0.5 ° C.), and the average conductivity (N = 3). ) Was calculated. In addition, the distance between terminals was 200 mm. In this example, the electrical conductivity was 45% IACS or higher as an acceptable level.

[引張強度]
JIS Z 2241:2011に準じて、試験片(各線材につき3本ずつ)について引張試験を行い、引張強度を算出し(MPa)、それらの平均値(N=3)を求めた。本実施例では、150MPa以上を合格レベルとした。
[Tensile strength]
In accordance with JIS Z 2241: 2011, tensile tests were performed on test pieces (three for each wire), tensile strength was calculated (MPa), and an average value (N = 3) was obtained. In this example, 150 MPa or more was set as an acceptable level.

[ヤング率]
上記引張強度測定と同様の装置を用いて、試験片(各線材につき3本ずつ)について引張試験を行い、弾性変形域でのS−Sカーブ曲線の接線をヤング率(GPa)として算出し、その平均値(N=3)を求めた。本実施例では、ヤング率は70GPa以下を合格レベルとした。
[Young's modulus]
Using a device similar to the above-described tensile strength measurement, a tensile test is performed on the test pieces (three for each wire), and the tangent of the SS curve curve in the elastic deformation region is calculated as Young's modulus (GPa). The average value (N = 3) was determined. In this example, the Young's modulus was set to 70 GPa or less as an acceptable level.

[伸び]
JIS Z2241:2011に準じて、試験片(各線材につき3本ずつ)について引張試験を行い、伸びを算出し(%)、それらの平均値(N=3)を求めた。伸びは大きいほど好ましく、5%以上がより望ましい。
[Elongation]
In accordance with JIS Z2241: 2011, tensile tests were performed on test pieces (three for each wire), elongation was calculated (%), and an average value (N = 3) was obtained. The larger the elongation, the better, and more preferably 5% or more.

Figure 2017179545
Figure 2017179545

表3の結果より、各々のアルミニウム合金線材において、結晶粒の面積の最大値および変動係数等に関する種々条件と、評価された特性の相関関係が読み取れる。次のことが明らかである。すなわち、実施例1〜7のアルミニウム合金線材は、所定の合金組成を有し、線材の長手方向に垂直な断面において、結晶粒の面積の最大値が2000μm以上、かつ変動係数が1.8以下となるように制御されているため、いずれも、高い導電率、高強度かつ低ヤング率を示すことが確認された。 From the results of Table 3, in each aluminum alloy wire, various conditions relating to the maximum value of the crystal grain area, the coefficient of variation, and the like, and the correlation between the evaluated characteristics can be read. The following is clear. That is, the aluminum alloy wires of Examples 1 to 7 have a predetermined alloy composition, and in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire, the maximum value of the crystal grain area is 2000 μm 2 or more and the variation coefficient is 1.8. Since it was controlled to be as follows, it was confirmed that all exhibited high conductivity, high strength, and low Young's modulus.

これに対し、比較例1のアルミニウム合金線材は、特に、必須成分であるMgおよびSiを含んでおらず、合金組成が本発明の適正範囲外であるため、本発明に係る実施例1〜7のアルミニウム合金線材に比べて、引張強度が著しく劣っていることが確認された。
また、比較例2および3のアルミニウム合金線材は、線材の長手方向に垂直な断面において、結晶粒の面積の最大値が2000μm未満であり、本発明の適正範囲外であるため、本発明に係る実施例1〜7のアルミニウム合金線材に比べて、ヤング率が高いことが確認された。さらに、比較例2のアルミニウム合金線材は、本発明に係る実施例1〜7のアルミニウム合金線材に比べて、導電率も劣っていることが確認された。
また、比較例4および5のアルミニウム合金線材は、線材の長手方向に垂直な断面において、変動係数が1.8を超えており、本発明の適正範囲外であるため、本発明に係る実施例1〜7のアルミニウム合金線材に比べて、引張強度が劣っていることが確認された。
On the other hand, the aluminum alloy wire of Comparative Example 1 does not contain Mg and Si, which are essential components, and the alloy composition is outside the proper range of the present invention, so Examples 1 to 7 according to the present invention. It was confirmed that the tensile strength was remarkably inferior to the aluminum alloy wire.
Further, in the aluminum alloy wires of Comparative Examples 2 and 3, the maximum value of the crystal grain area in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire is less than 2000 μm 2, which is outside the proper range of the present invention. It was confirmed that the Young's modulus was higher than those of the aluminum alloy wires of Examples 1 to 7. Furthermore, it was confirmed that the aluminum alloy wire of Comparative Example 2 is inferior in electrical conductivity as compared with the aluminum alloy wires of Examples 1 to 7 according to the present invention.
Further, the aluminum alloy wires of Comparative Examples 4 and 5 have a coefficient of variation exceeding 1.8 in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire, and are outside the appropriate range of the present invention. It was confirmed that the tensile strength was inferior compared with the aluminum alloy wires 1-7.

Claims (13)

Mg:0.1〜1.0質量%、Si:0.1〜1.2質量%、Fe:0.10〜1.40質量%、Ti:0〜0.100質量%、B:0〜0.030質量%、Cu:0〜1.00質量%、Ag:0〜0.50質量%、Au:0〜0.50質量%、Mn:0〜1.00質量%、Cr:0〜1.00質量%、Zr:0〜0.50質量%、Ni:0〜0.50質量%、残部:Alおよび不可避不純物からなる化学組成を有するアルミニウム合金線材であって、
線材の長手方向に垂直な断面において、結晶粒の面積の最大値が2000μm以上であり、かつ変動係数が1.8以下であることを特徴とするアルミニウム合金線材。
Mg: 0.1 to 1.0 mass%, Si: 0.1 to 1.2 mass%, Fe: 0.10 to 1.40 mass%, Ti: 0 to 0.100 mass%, B: 0 to 0 0.030 mass%, Cu: 0 to 1.00 mass%, Ag: 0 to 0.50 mass%, Au: 0 to 0.50 mass%, Mn: 0 to 1.00 mass%, Cr: 0 to 0 1.00 mass%, Zr: 0 to 0.50 mass%, Ni: 0 to 0.50 mass%, balance: aluminum alloy wire having a chemical composition consisting of Al and inevitable impurities,
An aluminum alloy wire characterized by having a maximum area of crystal grains of 2000 μm 2 or more and a coefficient of variation of 1.8 or less in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire.
前記断面に占める、2000μm以上の面積を有する結晶粒の面積割合が50%以上である請求項1に記載のアルミニウム合金線材。 The aluminum alloy wire according to claim 1, wherein an area ratio of crystal grains having an area of 2000 μm 2 or more in the cross section is 50% or more. 前記断面に占める、{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合が50%以上である、請求項2に記載のアルミニウム合金線材。   The aluminum alloy wire according to claim 2, wherein an area ratio of crystal grains in which the deviation angle from the {111} crystal orientation in the cross section is within 20 ° is 50% or more. 前記断面に占める、前記{111}結晶方位からのずれ角度が20°以内に配向する結晶粒の面積割合が90%以上である、請求項2または3に記載のアルミニウム合金線材。   The aluminum alloy wire according to claim 2 or 3, wherein an area ratio of crystal grains in which the deviation angle from the {111} crystal orientation occupies the cross section is within 20 ° is 90% or more. 導電率が45%IACS以上、引張強度が150MPa以上およびヤング率が70GPa以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。   The aluminum alloy wire according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrical conductivity is 45% IACS or more, the tensile strength is 150 MPa or more, and the Young's modulus is 70 GPa or less. 前記化学組成が、Ti:0.001〜0.100質量%とB:0.001〜0.030質量%のうち両方かいずれか1つの元素を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。   The chemical composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the chemical composition contains any one element of Ti: 0.001 to 0.100 mass% and B: 0.001 to 0.030 mass%. The aluminum alloy wire according to Item. 前記化学組成が、Cu:0.01〜1.00質量%、Ag:0.01〜0.50質量%、Au:0.01〜0.50質量%、Mn:0.01〜1.00質量%、Cr:0.01〜1.00質量%、Zr:0.01〜0.50質量%およびNi:0.01〜0.50質量%のうち、少なくとも1つの元素を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。   The chemical composition is Cu: 0.01 to 1.00% by mass, Ag: 0.01 to 0.50% by mass, Au: 0.01 to 0.50% by mass, Mn: 0.01 to 1.00. It contains at least one element among mass%, Cr: 0.01-1.00 mass%, Zr: 0.01-0.50 mass%, and Ni: 0.01-0.50 mass%. Item 7. The aluminum alloy wire according to any one of items 1 to 6. 前記化学組成が、Ni:0.01〜0.50質量%を含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。   The aluminum alloy wire according to any one of claims 1 to 7, wherein the chemical composition contains Ni: 0.01 to 0.50 mass%. Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Niの含有量の合計が0.10〜2.00質量%である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。   The total content of Fe, Ti, B, Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Zr, and Ni is 0.10 to 2.00% by mass, according to any one of claims 1 to 8. Aluminum alloy wire. 素線径が0.1〜0.5mmであるアルミニウム合金線である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のアルミニウム合金線材。   The aluminum alloy wire according to any one of claims 1 to 9, which is an aluminum alloy wire having an element wire diameter of 0.1 to 0.5 mm. 請求項10に記載のアルミニウム合金線を複数本撚り合わせてなるアルミニウム合金撚線。   An aluminum alloy twisted wire obtained by twisting a plurality of the aluminum alloy wires according to claim 10. 請求項10に記載のアルミニウム合金線または請求項11に記載のアルミニウム合金撚線の外周に被覆層を有する被覆電線。   The covered electric wire which has a coating layer in the outer periphery of the aluminum alloy wire of Claim 10, or the aluminum alloy twisted wire of Claim 11. 請求項12に記載の被覆電線と、該被覆電線の、前記被覆層を除去した端部に装着された端子とを具えるワイヤーハーネス。
A wire harness comprising the covered electric wire according to claim 12 and a terminal attached to an end of the covered electric wire from which the covering layer is removed.
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