JP5469262B2 - Aluminum alloy conductor and method for producing the same - Google Patents

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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導体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an aluminum alloy conductor used as a conductor of an electric wiring body and a manufacturing method thereof.

従来、自動車、電車、航空機等の移動体の電気配線体として、ワイヤハーネスと呼ばれる銅または銅合金の導体を含む電線に銅または銅合金(例えば、黄銅)製の端子(コネクタ)を装着した部材が用いられていたが、近年の移動体の軽量化の中で、電気配線体の導体として、銅又は銅合金より軽量なアルミニウム又はアルミニウム合金を用いる検討が進められている。
アルミニウムの比重は銅の約1/3、アルミニウムの導電率は銅の約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、純アルミニウムの導体線材に純銅の導体線材と同じ電流を流すためには、純アルミニウムの導体線材の断面積を純銅の導体線材の約1.5倍にする必要があるが、それでも質量では銅に比べて約半分となるので、有利な点がある。
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。
2. Description of the Related Art Conventionally, a member in which a terminal (connector) made of copper or copper alloy (for example, brass) is mounted on an electric wire including a copper or copper alloy conductor called a wire harness as an electric wiring body of a moving body such as an automobile, a train, or an aircraft However, in light of the recent weight savings of moving bodies, studies are underway to use aluminum or aluminum alloys that are lighter than copper or copper alloys as conductors of electrical wiring bodies.
The specific gravity of aluminum is about 1/3 of copper, and the electrical conductivity of aluminum is about 2/3 of copper (pure aluminum is about 66% IACS when pure copper is used as the standard of 100% IACS). In order to pass the same current as that of a pure copper conductor wire, the cross-sectional area of the pure aluminum conductor wire needs to be about 1.5 times that of the pure copper conductor wire, but the mass is still about half that of copper. Therefore, there is an advantage.
In addition, said% IACS expresses the electrical conductivity when the resistivity 1.7241 × 10 −8 Ωm of universal standard annealed copper (International Annealed Copper Standard) is 100% IACS.

そのアルミニウムを移動体の電気配線体の導体として用いるためには幾つかの課題がありそのひとつに耐屈曲疲労特性の向上がある。移動体の電気配線体に使用されるアルミニウム導体に耐屈曲疲労特性が要求されるのは、ドアなどに取り付けられたワイヤハーネスではドアの開閉により繰り返し曲げ応力を受けるためである。アルミニウムなどの金属材料は、一回の負荷では破断しないような低い荷重でもドアの開閉のように荷重を加えたり除いたりを繰り返し行なうと、ある繰り返し回数で破断する疲労破壊が生じる。前記アルミニウム導体が開閉部に用いられたとき、耐屈曲疲労特性が悪いとその使用中に導体が破断することが懸念され、耐久性、信頼性に欠けるという問題を生ずる。
一般に強度の高い材料ほど疲労特性は良好と言われている。そこで、強度の高いアルミニウム線材を適用すればよいが、ワイヤハーネスはその設置時の取り回し(車体への取り付け作業)がしやすいことが要求されているために、一般的には伸びが10%以上確保できる鈍し材(焼鈍材)が使われていることが多い。
There are some problems in using the aluminum as a conductor of an electric wiring body of a moving body, and one of them is improvement in bending fatigue resistance. The reason why the aluminum conductor used for the electric wiring body of the moving body is required to have bending fatigue resistance is that the wire harness attached to the door or the like is repeatedly subjected to bending stress by opening and closing the door. When a metal material such as aluminum is repeatedly applied and removed such as opening and closing of a door even at a low load that does not break at a single load, fatigue failure that breaks at a certain number of repetitions occurs. When the aluminum conductor is used for an opening / closing portion, if the bending fatigue resistance is poor, there is a concern that the conductor may break during use, resulting in a problem of lack of durability and reliability.
Generally, it is said that a material having higher strength has better fatigue characteristics. Therefore, high-strength aluminum wire may be applied, but the wire harness is required to be easy to handle (installation work on the vehicle body) at the time of installation, and generally has an elongation of 10% or more. In many cases, a dull material (annealed material) that can be secured is used.

よって、移動体の電気配線体に使用されるアルミニウム導体には、取扱い及び取り付け時に必要となる強度、及び電気を多く流すために必要となる導電率に加えて、耐屈曲疲労特性の優れた材料が求められている。   Therefore, the aluminum conductor used for the electric wiring body of the moving body is a material having excellent bending fatigue resistance in addition to the strength required for handling and mounting, and the conductivity necessary for flowing a large amount of electricity. Is required.

このような要求のある用途に対して、送電線用アルミニウム合金線材(JIS A1060やJIS A1070)を代表とする純アルミニウム系では、ドアなどの開閉で生じる繰り返し曲げ応力に十分耐えることはできない。また、種々の添加元素を加えた合金化した材料は強度には優れるものの、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こと、アルミニウム中に過剰な金属間化合物を形成することで伸線加工中に断線を引き起こす場合があることが問題であった。そのため、添加元素を限定、選択して導電率低下及び加工性劣化を防ぎ、強度及び耐屈曲疲労特性を向上する必要があった。   For such demanding applications, pure aluminum systems such as power transmission line aluminum alloy wires (JIS A1060 and JIS A1070) cannot sufficiently withstand repeated bending stresses that occur when doors are opened and closed. In addition, although alloyed materials with various additive elements are excellent in strength, they cause a decrease in conductivity due to a solid solution phenomenon of the additive elements in aluminum, and form excessive intermetallic compounds in aluminum. Therefore, there is a problem that wire breakage may be caused during wire drawing. Therefore, it is necessary to limit and select additive elements to prevent the decrease in conductivity and workability, and to improve the strength and the bending fatigue resistance.

移動体の電気配線体に用いられるアルミニウム導体として代表的なものに特許文献1〜3に記載のものがある。しかし下記のように、いずれの特許文献記載の発明も、さらに解決すべき課題を有する。
特許文献1に記載されている電線導体は、引張強度が高すぎであり、車体への取り付け作業がしにくくなることがある。
特許文献2に具体的に記載されているアルミ導電線では、仕上げ焼鈍を行なっていない。またCuが含まれていないため、伸びが低く、車体での取り付け作業にはさらに柔軟性が高いものが要望される。
特許文献3には軽量、柔軟かつ屈曲性に優れたアルミニウム導電線が開示されているが、移動体の電気配線体への特性改善の要求は強まるばかりであり、さらなる特性の向上が望まれている。
Typical examples of the aluminum conductor used for the electric wiring body of the moving body include those described in Patent Documents 1 to 3. However, as described below, the inventions described in any of the patent documents have further problems to be solved.
The electric wire conductor described in Patent Document 1 has an excessively high tensile strength, and it may be difficult to perform the attachment work to the vehicle body.
The aluminum conductive wire specifically described in Patent Document 2 is not subjected to finish annealing. Moreover, since Cu is not contained, the elongation is low, and a higher flexibility is required for the mounting work on the vehicle body.
Patent Document 3 discloses an aluminum conductive wire that is lightweight, flexible, and excellent in bendability. However, there is an increasing demand for improving the characteristics of an electric wiring body of a moving body, and further improvement of characteristics is desired. Yes.

特開2008−112620号公報JP 2008-112620 A 特開2006−19163号公報JP 2006-19163 A 特開2006−253109号公報JP 2006-253109 A

本発明は、耐屈曲疲労特性、引張強度(本書においては、単に強度ともいう)と引張破断伸び(本書においては、単に伸びともいう)などに優れたアルミニウム合金導体とその製造方法を提供することを課題とする。
The present invention provides an aluminum alloy conductor excellent in bending fatigue resistance , tensile strength (also referred to simply as strength in this document), tensile elongation at break (also referred to as elongation in this document), and a method for producing the same. Is an issue.

本発明者らは種々の検討を重ね、要求される耐屈曲疲労特性、引張強度と引張破断伸びを満足するものとして、アルミニウム合金導体に含まれる成分、ならびに前記導体の鋳造冷却速度や仕上げ焼鈍条件などの製造工程を制御することにより、添加元素の効果を利用し、前記導体の結晶粒径を最適化することで、前記特性を改善し得ることを見出し、この知見に基づき、本発明を完成するに至った。
The present inventors have made various studies, satisfying the required bending fatigue resistance , tensile strength and tensile elongation at break, the components contained in the aluminum alloy conductor, as well as the casting cooling rate and finish annealing conditions of the conductor. By controlling the manufacturing process, etc., it was found that the characteristics can be improved by optimizing the crystal grain size of the conductor by utilizing the effect of the additive element, and the present invention has been completed based on this finding. It came to do.

すなわち、本発明は、以下の解決手段を提供するものである。
(1)Cuを0.1〜1mass%と、Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を総量で0.01〜0.5mass%とを含有し、残部Alと不可避不純物からなり、引張破断伸びが10%以上、引張強度が120MPa以上、かつ繰り返し破断回数が90000回以上であるアルミニウム合金導体。
(2)Cuを0.1〜1mass%と、Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を総量で0.01〜0.5mass%とを含有し、Fe0.01mass%〜1.0mass%と、Mg0.1〜0.35mass%とを含有し、さらにZrを0.001〜0.1mass%を含有し、残部Alと不可避不純物からなり、引張破断伸びが10%以上、引張強度が120MPa以上、かつ繰り返し破断回数が90000回以上であるアルミニウム合金導体。
(3)(1)項に記載のアルミニウム合金導体に、さらにZrを0.001〜0.1mass%を含むアルミニウム合金導体。
(4)Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の含有量の総量(W1)と、Zrの含有量(W2)の質量比が、0.6〜2.6であることを特徴とする(2)または(3)項に記載のアルミニウム合金導体。
(5)前記導体が移動体内で、バッテリーケーブル、ハーネス、またはモータ用線材として用いられることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金導体。
(6)前記導体が車両、電車、または航空機に用いられることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金導体。
(7)(1)〜(4)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金組成を与えるアルミニウム合金成分を溶解後、連続鋳造圧延を施して粗棒材とし、冷間線引き加工して荒引き線材とし、熱処理を施し、伸線加工を行って線材とし、さらに焼鈍熱処理を行う工程を有してなる(1)〜(4)のいずれか1項に記載のアルミニウム合金導体を製造する方法であって、前記連続鋳造圧延を、鋳造冷却速度が1〜20℃/秒の条件で行い、前記冷間線引き加工を、加工前の線材断面積をA、加工後の線材断面積をAとして、η=ln(A/A)で表される加工度が1以上6以下の条件で行い、前記熱処理を、温度300〜450℃で10分〜6時間の条件で行い、前記伸線加工を、加工度が1以上6以下で伸線速度が500〜2000m/分の条件で行い、前記焼鈍熱処理を、急熱、急冷の工程を含む連続熱処理であって、下記<1>または<2>のいずれかを施すことによって行うことを特徴とするアルミニウム合金導体の製造方法:
<1>線材温度y(℃)と焼鈍時間x(秒)が、
0.03≦x≦0.55、かつ
26x−0.6+377≦y≦23.5x−0.6+423
の関係を満たす連続通電熱処理;または
<2>焼鈍炉温度z(℃)と焼鈍時間x(秒)が、
1.5≦x≦5、かつ
−50x+550≦z≦−36x+650
の関係を満たす連続走間熱処理。
That is, the present invention provides the following solutions.
(1) Cu contains 0.1 to 1 mass% and at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In in a total amount of 0.01 to 0.5 mass%, from the remaining Al and inevitable impurities An aluminum alloy conductor having a tensile elongation at break of 10% or more , a tensile strength of 120 MPa or more, and a repeated number of breaks of 90000 or more .
(2) 0.1 to 1 mass% of Cu and 0.01 to 0.5 mass% in total of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In, and Fe0.01 mass% to 1 0.0 mass% and Mg 0.1 to 0.35 mass%, further containing Zr 0.001 to 0.1 mass%, the balance being Al and inevitable impurities, tensile elongation at break 10% or more , tensile An aluminum alloy conductor having a strength of 120 MPa or more and a repeated breaking number of 90000 times or more .
(3) An aluminum alloy conductor containing 0.001 to 0.1 mass% of Zr in addition to the aluminum alloy conductor according to (1).
(4) The mass ratio of the total content (W1) of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd, and In to the content (W2) of Zr is 0.6 to 2.6. The aluminum alloy conductor according to item (2) or (3).
(5) The aluminum alloy conductor according to any one of (1) to (4), wherein the conductor is used as a battery cable, a harness, or a motor wire in a moving body.
(6) The aluminum alloy conductor according to any one of (1) to (5), wherein the conductor is used in a vehicle, a train, or an aircraft.
(7) After melting the aluminum alloy component that gives the aluminum alloy composition according to any one of (1) to (4), continuous casting and rolling are performed to obtain a rough bar, and then cold drawn to rough drawn wire The method of manufacturing the aluminum alloy conductor according to any one of (1) to (4), further comprising a step of performing a heat treatment, performing a wire drawing process to obtain a wire, and further performing an annealing heat treatment. Then, the continuous casting and rolling is performed under the condition of a casting cooling rate of 1 to 20 ° C./second, and the cold drawing is performed with the wire cross-sectional area before processing as A 0 and the wire cross-sectional area after processing as A 1. , Η = ln (A 0 / A 1 ), the degree of processing is 1 to 6 and the heat treatment is performed at a temperature of 300 to 450 ° C. for 10 minutes to 6 hours. Processing is performed at a processing degree of 1 to 6 and a drawing speed of 500 to 2000 m. The annealing heat treatment is a continuous heat treatment including rapid heating and rapid cooling steps, and is performed by performing either <1> or <2> below. Production method:
<1> Wire temperature y (° C.) and annealing time x (seconds)
0.03 ≦ x ≦ 0.55, and 26x -0.6 + 377 ≦ y ≦ 23.5x -0.6 +423
Continuous energization heat treatment satisfying the relationship: or <2> annealing furnace temperature z (° C.) and annealing time x (seconds),
1.5 ≦ x ≦ 5, and −50x + 550 ≦ z ≦ −36x + 650
Continuous running heat treatment that satisfies the relationship.

本発明のアルミニウム合金導体は引張破断伸び、引張強度、耐屈曲疲労特性(所定の繰り返し破断回数)及び導電率に優れ、移動体に搭載されるバッテリーケーブル、ハーネスあるいはモータ用導体として有用なもので、優れた耐屈曲疲労特性が求められるドアやトランク、ボンネットなどにも好適に用いることができる。
さらに、本発明のアルミニウム合金導体は、高温(例えば120℃)に曝されても屈曲疲労特性が低下しない優れたものであり、耐食性に優れるものである。
The aluminum alloy conductor of the present invention has excellent tensile elongation at break, tensile strength, bending fatigue resistance (predetermined number of repeated fractures) and electrical conductivity, and is useful as a battery cable, harness or motor conductor mounted on a moving body. It can also be suitably used for doors, trunks, bonnets and the like that require excellent bending fatigue resistance.
Furthermore, the aluminum alloy conductor of the present invention is excellent in that the bending fatigue characteristics do not deteriorate even when exposed to a high temperature (for example, 120 ° C.), and is excellent in corrosion resistance.

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。   The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description, with reference where appropriate to the accompanying drawings.

図1は、実施例の繰返破断回数試験の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a repeated fracture number test of an example.

次に、本発明について説明する。
本発明は、Cuを0.1〜1mass%と、Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を総量で0.01〜0.5mass%とを含有し、残部Alと不可避不純物からなるアルミニウム合金導体である。ここで、このアルミニウム合金導体の合金組成における不可避不純物としては、JISH2110(電気用アルミニウム合金地金)に開示されており、Fe0.25mass%以下、Si0.1mass%以下、Cu0.005mass%以下、Mn0.005mass%以下、Ti+V0.005mass%以下が挙げられる。
また、実際に工業的に製造される地金中の不可避的不純物は、一般に、Fe0.05〜0.15mass%、Si0.04〜0.1mass%の範囲にある。なお、FeやSiの含有量が0.01mass%を下回るものは、一般に高純度アルミニウムとして取り扱われるが、高純度アルミニウムそのものは、FeやSiの含有量が低いため、この好ましい範囲には含まれない。
また、このアルミニウム合金導体の合金組成は、Mg0.1〜0.35mass%を含有していてもよい。また、Feは、前記不可避不純物の含有量を超えて、1.0mass%以下の量で含有してもよい。
Next, the present invention will be described.
The present invention contains 0.1 to 1 mass% of Cu and 0.01 to 0.5 mass% in total of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In, with the balance being Al and inevitable impurities An aluminum alloy conductor made of Here, inevitable impurities in the alloy composition of this aluminum alloy conductor are disclosed in JISH2110 (aluminum alloy base metal for electrical use), Fe0.25 mass% or less, Si0.1 mass% or less, Cu0.005 mass% or less, Mn0 0.005 mass% or less and Ti + V 0.005 mass% or less.
Moreover, inevitable impurities in bullion actually produced industrially are generally in the range of 0.05 to 0.15 mass% of Fe and 0.04 to 0.1 mass% of Si. In addition, although Fe and Si content less than 0.01 mass% is generally handled as high-purity aluminum, high-purity aluminum itself is included in this preferable range because the Fe and Si content is low. Absent.
The alloy composition of the aluminum alloy conductor may contain Mg 0.1 to 0.35 mass%. Fe may be contained in an amount of 1.0 mass% or less exceeding the content of the inevitable impurities.

耐屈曲疲労特性を向上させるためには、Cuが第二相粒子を形成せずに、アルミニウム中に固溶した状態とすることである。しかし、CuはAlと第二相粒子を容易に形成しやすく、この第二相粒子の形成量は、添加するCu量の増加と共に増え、形成された第二相粒子は、屈曲疲労特性に劣化をもたらす。
Cuを0.1〜1mass%としたのは、0.1mass%未満では、固溶量が少ないため耐屈曲疲労特性が良くないためであり、1mass%以上になると、以下に示す特定の製造方法においても、CuとAlの第二相粒子の形成を阻止することができず、その粒子が介在した腐食性が顕著となって耐食性が劣ると共に、その粒子により耐屈曲疲労特性の低下を招くことがあるためである。
ところで、Sn、CdおよびInは、アルミニウム合金中の空孔を捕獲する作用を有しており、すなわち空孔を伴って進行する拡散作用を抑制する、あるいは遅延する働きがあり、それによりAlとCuを成分とする第二相粒子の生成を抑制する。その結果、Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の添加により、耐屈曲疲労特性をより向上させることができる。
Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の含有量を、総量で0.01〜0.5mass%とするのは、0.01mass%未満では、第二相粒子生成の抑止効果が無く、0.5mass%を超えると生成を抑止する効果が飽和するとともに伸びが低下し、また、この総量が多すぎると、伸線加工時に割れを生じやすくなり工業的な製造が成り立たないためである。
In order to improve the bending fatigue resistance, Cu does not form second phase particles, but is in a solid solution state in aluminum. However, Cu easily forms Al and second-phase particles, and the amount of the second-phase particles increases as the amount of Cu added increases, and the formed second-phase particles deteriorate in bending fatigue characteristics. Bring.
The reason why Cu is 0.1 to 1 mass% is that when it is less than 0.1 mass%, the amount of solid solution is small and the bending fatigue resistance is not good, and when it is 1 mass% or more, the following specific manufacturing method is used. However, the formation of second phase particles of Cu and Al cannot be prevented, the corrosivity mediated by the particles becomes remarkable and the corrosion resistance is inferior, and the bending fatigue resistance is lowered by the particles. Because there is.
By the way, Sn, Cd, and In have a function of capturing vacancies in the aluminum alloy, that is, have a function of suppressing or delaying the diffusion action that proceeds along with the vacancies, thereby causing Al and Generation of second phase particles containing Cu as a component is suppressed. As a result, the bending fatigue resistance can be further improved by adding at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In.
The content of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd, and In is 0.01 to 0.5 mass% in total. If it is less than 0.01 mass%, the effect of inhibiting the generation of second phase particles If the amount exceeds 0.5 mass%, the effect of inhibiting the generation is saturated and the elongation is lowered. If the total amount is too large, cracks are likely to occur during wire drawing, and industrial production cannot be realized. It is.

しかし、Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の添加による、第二相粒子の生成を抑制する効果は、100℃以下の低温では顕著であるが、100℃を超える高温で、温度が高いほど、抑制の効果が現れなくなり、析出粒子が生成されることがある。そこで、さらにZrを添加することにより、析出抑制効果が消失してしまう現象をキャンセルすることができる。Zrは、Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素と共に添加することにより、100℃を超える高温においても、Al、Cuを成分とする第二相粒子の生成を抑制する効果を有している。Zrの添加量を0.001〜0.1mass%とするのは、0.001mass%未満では、その効果が不十分であり、0.1mass%を超えると、Al−Zr系の第二相粒子の生成量が多大となって、耐屈曲疲労特性を低下させるためである。   However, the effect of suppressing the formation of second phase particles by the addition of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In is remarkable at a low temperature of 100 ° C. or lower, but at a high temperature exceeding 100 ° C. The higher the temperature is, the less effective the suppression is and the generation of precipitated particles may occur. Therefore, the phenomenon that the precipitation suppressing effect disappears can be canceled by further adding Zr. When Zr is added together with at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In, the effect of suppressing the generation of second phase particles containing Al and Cu as components even at a high temperature exceeding 100 ° C. Have. If the amount of Zr added is 0.001 to 0.1 mass%, the effect is insufficient if it is less than 0.001 mass%, and if it exceeds 0.1 mass%, Al-Zr-based second phase particles. This is because the generation amount of is increased to reduce the bending fatigue resistance.

Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の含有量の総量(W1)と、Zrの含有量(W2)の質量比(W1/W2)において、より好ましい範囲は、0.6〜2.6である。この範囲において、100℃を超える高温においても、Al、Cuを成分とする第二相粒子の生成をより抑制する効果を有する。   In the mass ratio (W1 / W2) of the total content (W1) of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd, and In and the content (W2) of Zr (W1 / W2), a more preferable range is 0.6. ~ 2.6. In this range, even at a high temperature exceeding 100 ° C., it has an effect of further suppressing the generation of second phase particles containing Al and Cu as components.

本発明のアルミニウム合金導体によれば、上記の成分以外に製造方法を厳密に制御することにより、所望の優れた耐屈曲疲労特性、強度、及び導電率を具備したアルミニウム合金導体を得ることができる。   According to the aluminum alloy conductor of the present invention, an aluminum alloy conductor having desired excellent bending fatigue resistance, strength, and conductivity can be obtained by strictly controlling the manufacturing method in addition to the above components. .

(引張強度)
本発明のアルミニウム合金導体の引張強度は120MPa以上である。これは、引張強度が120MPa未満では取り扱いを含めて強度不足であり、工業用導体として使用することが難しいためである。引張強度は好ましくは120〜160MPaであり、さらに好ましくは120〜150MPaである。
(Tensile strength)
The tensile strength of the aluminum alloy conductor of the present invention is 120 MPa or more. This is because if the tensile strength is less than 120 MPa, the strength is insufficient including handling, and it is difficult to use as an industrial conductor. The tensile strength is preferably 120 to 160 MPa, more preferably 120 to 150 MPa.

(導電率)
本発明のアルミニウム合金導体の導電率は52%IACS以上である。本来、導電率が57%IACS未満では、動力線に用いる場合では数十A(アンペア)の高電流が流れるため、電流ロスが激しくなる懸念があるため、好ましくは57〜62%IACS導電率である。しかし、例えば移動体内のバッテリーケーブルやワイヤハーネス等の通信線への適用に際しては、この57%IACS以上の範囲に限るものではなく、前記52%IACS以上であればよい。
(conductivity)
The electrical conductivity of the aluminum alloy conductor of the present invention is 52% IACS or higher. Originally, when the electrical conductivity is less than 57% IACS, a high current of several tens of A (amperes) flows when used for a power line, and there is a concern that current loss becomes severe. Therefore, it is preferably 57 to 62% IACS conductivity. is there. However, for example, when applied to a communication line such as a battery cable or a wire harness in a moving body, the range is not limited to 57% IACS or more, and may be 52% IACS or more.

(耐屈曲疲労特性)
本発明のアルミニウム合金導体は、優れた耐屈曲疲労特性を有する。耐屈曲疲労特性の基準として、ひずみ振幅±0.17%で試験を行う。耐屈曲疲労特性はひずみ振幅によって変化する。ひずみ振幅が大きい場合疲労寿命は短くなり、ひずみ振幅が小さい場合疲労寿命は長くなる。ひずみ振幅は図1記載の線材(アルミニウム合金導体)1の線径と曲げ冶具2、3の曲率半径により決定することができるため、線材1の線径と曲げ冶具2、3の曲率半径は任意に設定して屈曲疲労試験を実施することが可能である。
次に、1日あたりの開閉回数を10回とし20年間の使用を想定した場合、開閉回数は73000回となる(1年365日として計算)。実際に使用される電線は単線ではなく、撚り線構造となり、さらに被覆処理がされているために電線導体への負担は数分の一となる。単線での評価値として十分な耐屈曲疲労特性が確保できる90000回以上の繰返破断回数が要求水準である。好ましくは100000回以上であり、さらに好ましくは150000回以上である。また、自動車用途では、過酷な使用環境下、電線は高温に曝されることがある。一般に、10年の使用を想定した場合、120℃の高温にて120時間曝す加速試験が適用される。よって、120℃、120時間の放置後にも、90000回以上の繰返し破断回数であることが要求水準である
(Bending fatigue resistance)
The aluminum alloy conductor of the present invention has excellent bending fatigue resistance. The test is performed with a strain amplitude of ± 0.17% as a standard of the bending fatigue resistance. Bending fatigue resistance varies with strain amplitude. When the strain amplitude is large, the fatigue life is shortened, and when the strain amplitude is small, the fatigue life is lengthened. Since the strain amplitude can be determined by the wire diameter of the wire rod (aluminum alloy conductor) 1 shown in FIG. 1 and the curvature radii of the bending jigs 2 and 3, the wire diameter of the wire rod 1 and the curvature radii of the bending jigs 2 and 3 are arbitrary. It is possible to perform a bending fatigue test by setting to.
Next, assuming that the number of times of opening and closing per day is 10 and the use for 20 years is assumed, the number of times of opening and closing is 73,000 (calculated as 365 days a year). The actually used electric wire is not a single wire but has a stranded wire structure, and since the coating process is performed, the burden on the electric wire conductor becomes a fraction. The number of repeated fractures of 90000 times or more that can ensure sufficient bending fatigue resistance as an evaluation value for a single wire is the required level. Good Mashiku is at least 100000, further preferably at least 150,000 times. In automobile applications, electric wires may be exposed to high temperatures under harsh usage environments. In general, when 10 years of use is assumed, an accelerated test is applied in which exposure is performed at a high temperature of 120 ° C. for 120 hours. Therefore, 120 ° C., even after standing for 120 hours, it is demanding be repeated breaking number of more than 9 0000 times.

(製造方法)
次に、本発明のアルミニウム合金導体の製造方法について説明する。
本発明のアルミニウム合金導体は、[1]溶解、[2]鋳造、[3]熱間または冷間加工(溝ロール加工など)、[4]伸線加工、[5]熱処理(中間焼鈍)、[6]伸線加工、[7]熱処理(仕上げ焼鈍)の各工程を経て、所定の製造条件で製造することができる。
(Production method)
Next, the manufacturing method of the aluminum alloy conductor of this invention is demonstrated.
The aluminum alloy conductor of the present invention includes [1] melting, [2] casting, [3] hot or cold working (groove roll processing, etc.), [4] wire drawing, [5] heat treatment (intermediate annealing), It can be manufactured under predetermined manufacturing conditions through each step of [6] wire drawing and [7] heat treatment (finish annealing).

溶解は、前述のアルミニウム合金組成の合金成分をそれぞれの実施態様の濃度となるような分量で溶製する。   In the melting, the alloy components having the above-mentioned aluminum alloy composition are melted in amounts so as to be the concentrations of the respective embodiments.

次いで、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て、溶湯を水冷した鋳型で連続的に鋳造しながら圧延を行ない、約10mmφの粗棒材とする。このときの鋳造冷却速度は1〜20℃/秒である。鋳造及び熱間圧延は、ビレット鋳造、及び押出法などにより行なってもよい。   Next, rolling is performed while continuously casting the molten metal in a water-cooled mold using a Properti-type continuous casting and rolling machine in which a casting wheel and a belt are combined to obtain a rough bar having a diameter of about 10 mm. The casting cooling rate at this time is 1 to 20 ° C./second. Casting and hot rolling may be performed by billet casting, extrusion, or the like.

次いで、表面の皮むきを実施して、9〜9.5mmφとし、これを伸線加工して荒引き線材とする。加工度は、1以上6以下である。ここで加工度ηは、伸線加工前の線材断面積をA、伸線加工後の線材断面積をAとすると、η=ln(A/A)で表される。このときの加工度が小さすぎると、次工程の熱処理時、再結晶粒が粗大化し強度及び伸びが著しく低下し、断線の原因にもなることがある。大きすぎると、伸線加工が困難となり、伸線加工中に断線するなど品質の面で問題を生ずることがある。表面の皮むきは、行なうことによって表面の清浄化がなされるが、行なわなくてもよい。 Next, the surface is peeled to 9 to 9.5 mmφ, which is drawn to obtain a rough drawn wire. The degree of processing is 1 or more and 6 or less. Here working ratio eta is a wire sectional area before drawing A 0, when the wire cross-sectional area after drawing and A 1, represented by η = ln (A 0 / A 1). If the degree of work at this time is too small, the recrystallized grains become coarse during the heat treatment in the next step, and the strength and elongation are remarkably lowered, which may cause disconnection. If it is too large, the wire drawing process becomes difficult, and there may be a problem in terms of quality such as disconnection during the wire drawing process. Although the surface is cleaned by carrying out the peeling of the surface, it may not be carried out.

冷間伸線した荒引き線材に中間焼鈍を施す。中間焼鈍は主に伸線加工で硬くなった線材の柔軟性を取り戻すために行なう。中間焼鈍温度が高すぎても低すぎても、後の伸線加工で断線を起し、線材が得られなくなる。中間焼鈍温度は300〜450℃、好ましくは350〜450℃である。中間焼鈍の時間は、10分以上6時間以下とする。10分未満であると、再結晶粒形成及び成長に必要な時間が足りず、線材の柔軟性を取り戻すことができないためである。好ましくは1〜6時間である。また、中間焼鈍時の熱処理温度から100℃までの平均冷却速度は特に規定しないが、0.1〜10℃/分が望ましい。   Intermediate annealing is performed on the cold drawn wire. The intermediate annealing is performed mainly to regain the flexibility of the wire that has been hardened by wire drawing. If the intermediate annealing temperature is too high or too low, the wire is broken in the subsequent wire drawing process, and the wire cannot be obtained. The intermediate annealing temperature is 300 to 450 ° C, preferably 350 to 450 ° C. The time for the intermediate annealing is 10 minutes or more and 6 hours or less. If it is less than 10 minutes, the time required for the formation and growth of recrystallized grains is insufficient, and the flexibility of the wire cannot be recovered. Preferably it is 1 to 6 hours. The average cooling rate from the heat treatment temperature during intermediate annealing to 100 ° C. is not particularly specified, but is preferably 0.1 to 10 ° C./min.

さらに伸線加工を施して線材とする。上記のような再結晶集合組織を得るため、この際の加工度(連続熱処理前の加工度)を1以上6以下とする。加工度は再結晶粒形成及び成長に多大に影響を及ぼす。加工度が小さすぎると、次工程の熱処理時、再結晶粒が粗大化し強度及び伸びが著しく低下し、断線の原因になる場合がある。また、再結晶粒界が移動するための駆動力が不十分で目的の再結晶集合組織を形成できない場合がある。大きすぎると、伸線加工が困難となり、伸線加工中に断線するなど品質の面で問題を生ずることがある。加工度は好ましくは2以上6以下である。   Further, wire drawing is performed to obtain a wire. In order to obtain the recrystallized texture as described above, the degree of processing (degree of processing before continuous heat treatment) at this time is set to 1 or more and 6 or less. The degree of work greatly affects the formation and growth of recrystallized grains. If the degree of work is too small, the recrystallized grains become coarse during the heat treatment in the next step, and the strength and elongation are significantly reduced, which may cause disconnection. Further, there are cases where the driving force for moving the recrystallized grain boundary is insufficient and the desired recrystallized texture cannot be formed. If it is too large, the wire drawing process becomes difficult, and there may be a problem in terms of quality such as disconnection during the wire drawing process. The degree of processing is preferably 2 or more and 6 or less.

また、伸線速度は目的の再結晶集合組織を得るために制御する。伸線速度は、500〜2000m/分とする。伸線速度が500m/分未満では次工程の仕上げ焼鈍時に目的の再結晶集合組織を得ることができない場合がある。伸線速度が2000m/分超では、線材に負荷される摩擦力が大きく、次工程の仕上げ焼鈍時に目的の再結晶集合組織を得ることができない場合があるばかりか、伸線加工中に断線するなど品質の面で問題を生ずることがある。伸線速度は、好ましくは800〜1800m/分である。   The wire drawing speed is controlled in order to obtain a desired recrystallization texture. The drawing speed is 500 to 2000 m / min. If the drawing speed is less than 500 m / min, the target recrystallized texture may not be obtained at the time of final annealing in the next step. When the drawing speed exceeds 2000 m / min, the frictional force applied to the wire is large, and the target recrystallized texture may not be obtained during the final annealing of the next process, and the wire is broken during the drawing process. May cause problems in terms of quality. The drawing speed is preferably 800 to 1800 m / min.

冷間伸線した所定線径の線材に、バッチ式熱処理又は連続熱処理により仕上げ焼鈍を行ない、アルミニウム合金導体を得る。
仕上げ焼鈍としてのバッチ式熱処理の条件は、以下の通りである。
バッチ式焼鈍炉による仕上げ焼鈍の条件は、温度は300〜450℃である。300℃未満であると、未再結晶粒が残存して、柔軟性が十分に確保できないためである。また、450℃を超えると粗大な再結晶粒が形成され、引張強度、伸びが著しく低下するためである。時間は10分〜6時間である。10分未満であると、未再結晶粒が残存して、柔軟性が十分に確保できないためである。また、6時間を超えると熱処理温度によっては粗大な再結晶粒が形成され、引張強度、伸びが著しく低下するためである。生産性の点からも6時間を越えると良くない。仕上げ焼鈍の条件は、好ましくは300〜450℃、30分〜4時間である。
仕上げ焼鈍の内、連続熱処理は、連続通電熱処理、連続走間熱処理の2つの方法のいずれかで行うことができる。
A cold-drawn wire having a predetermined wire diameter is subjected to finish annealing by batch heat treatment or continuous heat treatment to obtain an aluminum alloy conductor.
The conditions for batch heat treatment as finish annealing are as follows.
As for the conditions of the finish annealing by the batch type annealing furnace, the temperature is 300 to 450 ° C. This is because when the temperature is lower than 300 ° C., non-recrystallized grains remain and sufficient flexibility cannot be secured. Moreover, when it exceeds 450 degreeC, a coarse recrystallized grain will be formed and tensile strength and elongation will fall remarkably. The time is 10 minutes to 6 hours. If it is less than 10 minutes, unrecrystallized grains remain and sufficient flexibility cannot be secured. Further, if it exceeds 6 hours, coarse recrystallized grains are formed depending on the heat treatment temperature, and the tensile strength and elongation are remarkably lowered. From the viewpoint of productivity, it is not good if it exceeds 6 hours. The conditions for finish annealing are preferably 300 to 450 ° C. and 30 minutes to 4 hours.
Of the finish annealing, the continuous heat treatment can be performed by one of two methods: continuous energization heat treatment and continuous running heat treatment.

連続通電熱処理は、2つの電極輪を連続的に通過する線材に電流を流すことによって自身から発生するジュール熱により焼鈍するものである。急熱、急冷の工程を含み、線材温度と焼鈍時間で制御し線材を焼鈍することができる。冷却は、急熱後、水中または窒素ガス雰囲気中に線材を連続的に通過させることによって行なう。線材温度が低すぎるかまたは焼鈍時間が短すぎるかの一方または両方の場合は車載取り付け等の際に必要な柔軟性が得られず、一方、線材温度が高すぎるかまたは焼鈍時間が長すぎるかの一方または両方の場合は、過焼鈍により結晶方位が過剰に回転してしまい、目的の再結晶集合組織が得られず、さらには耐屈曲疲労特性も悪くなる。よって、以下の関係を満たす条件で行うと上記の所望の再結晶集合組織とすることができる。
連続通電熱処理においては線材温度をy(℃)、焼鈍時間をx(秒)とすると、
0.03≦x≦0.55、かつ
26x−0.6+377≦y≦23.5x−0.6+423
を満たすように行う。
なお、線材温度y(℃)は、線材として温度が最も高くなる、冷却工程に通過する直前の温度を表す。y(℃)は通常414〜616(℃)の範囲内である。
The continuous energization heat treatment is performed by annealing with Joule heat generated from itself by passing an electric current through a wire passing through two electrode wheels. It includes the steps of rapid heating and quenching, and the wire can be annealed by controlling the wire temperature and annealing time. Cooling is performed by passing the wire continuously in water or a nitrogen gas atmosphere after rapid heating. If one or both of the wire temperature is too low and / or the annealing time is too short, the required flexibility for on-vehicle installation etc. will not be obtained, while the wire temperature is too high or the annealing time is too long In one or both of these cases, the crystal orientation is excessively rotated by over-annealing, the desired recrystallized texture cannot be obtained, and the bending fatigue resistance property is also deteriorated. Therefore, if it carries out on the conditions which satisfy | fill the following relationships, it can be set as said desired recrystallization texture.
In continuous energization heat treatment, if the wire temperature is y (° C.) and the annealing time is x (seconds),
0.03 ≦ x ≦ 0.55, and 26x -0.6 + 377 ≦ y ≦ 23.5x -0.6 +423
To meet.
The wire temperature y (° C.) represents the temperature immediately before passing through the cooling step, at which the temperature of the wire becomes the highest. y (° C.) is usually in the range of 414 to 616 (° C.).

連続走間熱処理は、高温に保持した焼鈍炉中を線材が連続的に通過して焼鈍させるものである。急熱、急冷の工程を含み、焼鈍炉温度と焼鈍時間で制御し線材を焼鈍することができる。冷却は、急熱後、水中または窒素ガス雰囲気中に線材を連続的に通過させることによって行なう。焼鈍炉温度が低すぎるかまたは焼鈍時間が短すぎるかの一方または両方の場合は車載取り付け等の際に必要な柔軟性が得られず、一方、焼鈍炉温度が高すぎるかまたは焼鈍時間が長すぎるかの一方または両方の場合は、過焼鈍により結晶方位が過剰に回転してしまい、目的の再結晶集合組織が得られず、さらには耐屈曲疲労特性も悪くなる。よって、以下の関係を満たす条件で行うと上記の所望の再結晶集合組織とすることができる。
連続走間熱処理においては焼鈍炉温度をz(℃)、焼鈍時間をx(秒)とすると、
1.5≦x≦5、かつ
−50x+550≦z≦−36x+650
を満たすように行う。
なお、焼鈍炉温度z(℃)は、線材として温度が最も高くなる、冷却工程に通過する直前の温度を表す。z(℃)は通常300〜596(℃)の範囲内である。
また、連続熱処理による仕上げ焼鈍は上記2つの方法の他に、磁場中を線材が連続的に通過して焼鈍させる誘導加熱でもよい。
In the continuous running heat treatment, the wire is continuously passed through an annealing furnace kept at a high temperature and annealed. It includes the steps of rapid heating and rapid cooling, and the wire can be annealed under the control of the annealing furnace temperature and annealing time. Cooling is performed by passing the wire continuously in water or a nitrogen gas atmosphere after rapid heating. If one or both of the annealing furnace temperature is too low or the annealing time is too short, the necessary flexibility for on-vehicle installation etc. will not be obtained, while the annealing furnace temperature is too high or the annealing time is long. In the case of one or both of them, the crystal orientation is excessively rotated by over-annealing, the desired recrystallized texture cannot be obtained, and the bending fatigue resistance property is also deteriorated. Therefore, if it carries out on the conditions which satisfy | fill the following relationships, it can be set as said desired recrystallization texture.
In continuous running heat treatment, if the annealing furnace temperature is z (° C.) and the annealing time is x (seconds),
1.5 ≦ x ≦ 5, and −50x + 550 ≦ z ≦ −36x + 650
To meet.
The annealing furnace temperature z (° C.) represents the temperature immediately before passing through the cooling step, at which the temperature becomes the highest as a wire. z (° C.) is usually in the range of 300 to 596 (° C.).
In addition to the above two methods, the finish annealing by continuous heat treatment may be induction heating in which a wire continuously passes through a magnetic field and is annealed.

以上詳述したように適正に熱処理を施して作製した本発明のアルミニウム合金導体は、上記所定の合金組成を有することに加えて、再結晶組織を有する。再結晶組織とは、塑性加工により導入される転位などの格子欠陥が少ない結晶粒で構成された組織状態のことである。再結晶組織を有することにより、引張破断伸び、導電率が回復し、十分な柔軟性を得ることができる。   As described in detail above, the aluminum alloy conductor of the present invention produced by appropriately performing heat treatment has a recrystallized structure in addition to having the predetermined alloy composition. The recrystallized structure is a structure state composed of crystal grains with few lattice defects such as dislocations introduced by plastic working. By having a recrystallized structure, tensile elongation at break and electrical conductivity are recovered, and sufficient flexibility can be obtained.

本発明を以下の実施例に基づきさらに詳細に説明する。なお本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。   The invention is explained in more detail on the basis of the following examples. In addition, this invention is not limited to the Example shown below.

実施例No.201〜212、比較例No.213〜218
後記の表1に示すように、各成分を所定量比(質量%)で用いて、合金とした。ここで、Alについては、JIS−H4040 合金番号1070であって、不可避不純物の含有量が表1の値を超えないものとした。
この合金を、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連続的に鋳造しながら圧延を行ない、約10mmφの粗棒材とした。このときの鋳造冷却速度は1〜20℃/秒であった。
次いで、表面の皮むきを実施して、9〜9.5mmφとし、これを伸線加工して、2.6mmφの荒引き線材とした。次に表1に示すように、この冷間伸線した加工材に温度300〜450℃で0.5〜4時間の中間焼鈍を施した。
この実施例では、線材の伸線速度を1500m/分とし、加工度ηを2.1とし、最終線径は0.31mmとした。また、仕上げ焼鈍としての熱処理は、表1に示したように、連続通電熱処理またはバッチ式熱処理により、表1に記載の条件で行った。
このようにして、アルミニウム合金導体を作成した。
作製した各々の実施例及び比較例のアルミニウム合金導体について、以下のように各特性を測定した。
Example No. 201-212, Comparative Example No. 213-218
As shown in Table 1 described later, each component was used in a predetermined amount ratio (mass%) to obtain an alloy. Here, about Al, it was JIS-H4040 alloy number 1070 and content of an inevitable impurity shall not exceed the value of Table 1.
This alloy was rolled using a Properti type continuous casting and rolling machine while continuously casting it in a mold in which the molten metal was cooled with water to obtain a rough bar having a diameter of about 10 mm. The casting cooling rate at this time was 1 to 20 ° C./second.
Next, the surface was peeled to 9 to 9.5 mmφ, which was drawn to obtain a 2.6 mmφ rough drawn wire. Next, as shown in Table 1, this cold-drawn workpiece was subjected to intermediate annealing at a temperature of 300 to 450 ° C. for 0.5 to 4 hours.
In this example, the wire drawing speed was 1500 m / min, the workability η was 2.1, and the final wire diameter was 0.31 mm. Moreover, as shown in Table 1, the heat treatment as finish annealing was performed under the conditions described in Table 1 by continuous energization heat treatment or batch heat treatment.
In this way, an aluminum alloy conductor was prepared.
About the produced aluminum alloy conductor of each Example and a comparative example, each characteristic was measured as follows.

(b)引張強度(TS)及び柔軟性(引張破断伸び、El)
JIS Z 2241に準じて各3本ずつ試験し、その平均値を求めた。柔軟性については引張破断伸びを用いて評価し、引張破断伸びが10%以上を合格とした。
(c)導電率(EC)
長さ300mmの試験片を20℃(±0.5℃)に保持した恒温漕中で、四端子法を用いて比抵抗を各3本ずつ測定し、その平均導電率を算出した。端子間距離は200mmとした。
(d)繰返破断回数
藤井精機株式会社(現 株式会社フジイ)製の両振屈曲疲労試験機を用い、線材(アルミニウム合金導体)に±0.17%の曲げ歪みが与えられる治具を使用して、繰り返し曲げを実施することにより、繰返破断回数を測定した。繰返破断回数は各4本ずつ測定し、その平均値を求めた。図1の説明図に示すように、線材1を、曲げ治具2及び3の間を1mm空けて挿入し、冶具2及び3に沿わせるような形で繰り返し運動をさせた。線材の一端は繰り返し曲げが実施できるよう押さえ冶具5に固定し、もう一端には約10gの重り4をぶら下げた。試験中は押さえ冶具5が動くため、それに固定されている線材1も動き、繰り返し曲げが実施できる。繰り返しは1.5Hz(1秒間に往復1.5回)の条件で行い、線材の試験片1が破断すると、重り4が落下し、カウントを停止する仕組みになっている。
また、繰り返し破断回数については、120℃に120時間放置した後の特性についても、計測した。
(B) Tensile strength (TS) and flexibility (tensile elongation at break, El)
Three each were tested according to JIS Z 2241 and the average value was determined. The flexibility was evaluated using the tensile elongation at break, and the tensile elongation at break was 10% or more.
(C) Conductivity (EC)
Three specific resistances were measured using a four-terminal method in a constant temperature bath holding a 300 mm long test piece at 20 ° C. (± 0.5 ° C.), and the average conductivity was calculated. The distance between the terminals was 200 mm.
(D) Number of repeated fractures Using a double-bending bending fatigue testing machine manufactured by Fujii Seiki Co., Ltd. (currently Fujii Co., Ltd.), a jig that gives a bending strain of ± 0.17% to the wire (aluminum alloy conductor) is used. Then, the number of repeated fractures was measured by repeatedly bending. The number of repeated ruptures was measured four by four and the average value was determined. As shown in the explanatory view of FIG. 1, the wire 1 was inserted with a gap of 1 mm between the bending jigs 2 and 3, and repeatedly moved in such a manner as to be along the jigs 2 and 3. One end of the wire was fixed to a holding jig 5 so that it could be bent repeatedly, and a weight 4 of about 10 g was hung from the other end. Since the holding jig 5 moves during the test, the wire 1 fixed to the holding jig 5 also moves and can be bent repeatedly. The repetition is performed under the condition of 1.5 Hz (1.5 reciprocations per second), and when the wire specimen 1 breaks, the weight 4 falls and stops counting.
Further, the number of repeated breaks was also measured for the characteristics after being left at 120 ° C. for 120 hours.

さらに、これらの試験に加え、電線(アルミニウム合金導体)に対して塩水噴霧試験を実施した。作製したアルミニウム合金導体を1mほどの長さに切り出し、中性5%塩水噴霧試験(JISH8502)に96時間曝した。試験後の試料断面を樹脂埋め研磨し、光学顕微鏡にて観察した際に、アルミニウム合金導体表面側に、線径の1/5以上の長さの孔食、あるいは、アルミニウム合金導体表面から深さ方向に向かって線径の1/5以上の深さまで粒界腐食の様相が検出された場合を×と判定した、一方、孔食や粒界腐食があっても、その長さが1/5未満のものを○、ほとんど見られないものを◎と判定した。
以上の結果を表1に示す。
Further, in addition to these tests, a salt spray test was performed on the electric wire (aluminum alloy conductor). The produced aluminum alloy conductor was cut into a length of about 1 m and exposed to a neutral 5% salt spray test (JISH8502) for 96 hours. When the cross section of the sample after the test is filled with resin and observed with an optical microscope, pitting corrosion having a length of 1/5 or more of the wire diameter or depth from the surface of the aluminum alloy conductor is observed on the surface of the aluminum alloy conductor. When the aspect of intergranular corrosion was detected to a depth of 1/5 or more of the wire diameter in the direction, it was determined as x. On the other hand, even if there was pitting corrosion or intergranular corrosion, the length was 1/5. Those less than were judged as ◯, and those hardly seen were judged as ◎.
The results are shown in Table 1.

Figure 0005469262
表1より、No.201〜212のSn、Cd、In、Zrを含有するアルミニウム合金導体における、繰り返し破断回数は、いずれも10万回を超えており、優れた屈曲特性であることが分かり、また、120℃放置後においても破断回数の低下はわずかであり、繰り返し破断回数は9万5千回を超えた。また、引張強度、引張破断伸び、耐食性(円錐噴霧試験での評価)も良好であった。
これに対し、Cu添加の少なすぎたNo.213、214のアルミニウム合金導体は、引張強度が不足し、繰り返し破断回数が9万回を大きく下回り、さらに120℃放置後に低下が顕著であった。また、Cu過剰のNo.215、216のアルミニウム合金導体は、120℃放置後の繰り返し破断回数低下が顕著であるとともに、塩水噴霧試験における劣化が悪かった。さらに比較例No.215のアルミニウム合金導体では引張破断伸びも不足し、比較例No.216のアルミニウム合金導体では繰り返し破断回数も不足する。また、比較例No.217、218のアルミニウム合金導体は、どちらも引張破断伸びが本発明の規定を満たさずに劣り、さらに比較例No.218のアルミニウム合金導体では引張強度及び繰破断回数も不足する。これらの比較例No.217、218は、製造条件が本発明の規定範囲外となる例である。
Figure 0005469262
From Table 1, No. In the aluminum alloy conductor containing Sn, Cd, In, and Zr of 201 to 212, the number of repeated breaks exceeds 100,000, and it is found that the bending property is excellent, and after leaving at 120 ° C. Also, the decrease in the number of breaks was slight, and the number of repeated breaks exceeded 95,000. Further, the tensile strength, the tensile elongation at break, and the corrosion resistance (evaluation in a cone spray test) were also good.
On the other hand, No. with too little Cu addition. The aluminum alloy conductors Nos. 213 and 214 had insufficient tensile strength, the number of repeated breaks was significantly less than 90,000, and the decrease was remarkable after standing at 120 ° C. Further, Cu-excess No. The aluminum alloy conductors Nos. 215 and 216 had a remarkable decrease in the number of repeated breaks after standing at 120 ° C., and the deterioration in the salt spray test was bad. Further, Comparative Example No. The aluminum alloy conductor of 215 also lacks tensile elongation at break. 216 aluminum alloy conductors also lack the number of repeated breaks. Comparative Example No. The aluminum alloy conductors Nos. 217 and 218 are both inferior in tensile elongation at break not satisfying the provisions of the present invention. In 218 aluminum alloy conductor of insufficient tensile strength and return Shi breaking number Ri Repetitive. These Comparative Examples No. Reference numerals 217 and 218 are examples in which the manufacturing conditions are outside the specified range of the present invention.

本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。   While this invention has been described in conjunction with its embodiments, we do not intend to limit our invention in any detail of the description unless otherwise specified and are contrary to the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. I think it should be interpreted widely.

本願は、2010年7月20日に日本国で特許出願された特願2010−163416に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。   This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2010-163416 for which it applied for a patent in Japan on July 20, 2010, and this is referred to here for the contents of this description. Capture as part.

1 試験片(線材、アルミニウム合金導体)
2、3 曲げ治具
4 重り
5 押さえ冶具
1 Test piece (wire, aluminum alloy conductor)
2, 3 Bending jig 4 Weight 5 Holding jig

Claims (7)

Cuを0.1〜1mass%と、Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を総量で0.01〜0.5mass%とを含有し、残部Alと不可避不純物からなり、引張破断伸びが10%以上、引張強度が120MPa以上、かつ繰り返し破断回数が90000回以上であるアルミニウム合金導体。
It contains 0.1 to 1 mass% of Cu and 0.01 to 0.5 mass% in total of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In, and is composed of the balance Al and inevitable impurities, An aluminum alloy conductor having a breaking elongation of 10% or more , a tensile strength of 120 MPa or more, and a repeated breaking number of 90000 times or more .
Cuを0.1〜1mass%と、Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を総量で0.01〜0.5mass%とを含有し、Fe0.01mass%〜1.0mass%と、Mg0.1〜0.35mass%とを含有し、さらにZrを0.001〜0.1mass%を含有し、残部Alと不可避不純物からなり、引張破断伸びが10%以上、引張強度が120MPa以上、かつ繰り返し破断回数が90000回以上であるアルミニウム合金導体。
It contains 0.1 to 1 mass% of Cu and 0.01 to 0.5 mass% in total of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In, and Fe 0.01 mass% to 1.0 mass% And Mg 0.1 to 0.35 mass%, further containing Zr 0.001 to 0.1 mass%, the balance consisting of Al and inevitable impurities, tensile elongation at break of 10% or more , and tensile strength of 120 MPa. An aluminum alloy conductor having a number of repeated breaks of 90000 times or more .
請求項1に記載のアルミニウム合金導体に、さらにZrを0.001〜0.1mass%を含むアルミニウム合金導体。   The aluminum alloy conductor according to claim 1, further comprising 0.001 to 0.1 mass% of Zr. Sn、CdおよびInからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の含有量の総量(W1)と、Zrの含有量(W2)の質量比が、0.6〜2.6であることを特徴とする請求項2または3に記載のアルミニウム合金導体。   The mass ratio of the total content (W1) of at least one element selected from the group consisting of Sn, Cd and In to the content (W2) of Zr is 0.6 to 2.6. The aluminum alloy conductor according to claim 2 or 3. 前記導体が移動体内で、バッテリーケーブル、ハーネス、またはモータ用線材として用いられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金導体。   The aluminum alloy conductor according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductor is used as a battery cable, a harness, or a wire for a motor in a moving body. 前記導体が車両、電車、または航空機に用いられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金導体。   The aluminum alloy conductor according to any one of claims 1 to 5, wherein the conductor is used in a vehicle, a train, or an aircraft. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金組成を与えるアルミニウム合金成分を溶解後、連続鋳造圧延を施して粗棒材とし、冷間線引き加工して荒引き線材とし、熱処理を施し、伸線加工を行って線材とし、さらに焼鈍熱処理を行う工程を有してなる請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金導体を製造する方法であって、前記連続鋳造圧延を、鋳造冷却速度が1〜20℃/秒の条件で行い、前記冷間線引き加工を、加工前の線材断面積をA、加工後の線材断面積をAとして、η=ln(A/A)で表される加工度が1以上6以下の条件で行い、前記熱処理を、温度300〜450℃で10分〜6時間の条件で行い、前記伸線加工を、加工度が1以上6以下で伸線速度が500〜2000m/分の条件で行い、前記焼鈍熱処理を、急熱、急冷の工程を含む連続熱処理であって、下記<1>または<2>のいずれかを施すことによって行うことを特徴とするアルミニウム合金導体の製造方法:
<1>線材温度y(℃)と焼鈍時間x(秒)が、
0.03≦x≦0.55、かつ
26x−0.6+377≦y≦23.5x−0.6+423
の関係を満たす連続通電熱処理;または
<2>焼鈍炉温度z(℃)と焼鈍時間x(秒)が、
1.5≦x≦5、かつ
−50x+550≦z≦−36x+650
の関係を満たす連続走間熱処理。
The aluminum alloy component that gives the aluminum alloy composition according to any one of claims 1 to 4 is melted, then subjected to continuous casting and rolling to form a rough bar, cold drawn to a rough drawn wire, and subjected to heat treatment. The method for producing an aluminum alloy conductor according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of performing wire drawing to obtain a wire, and further performing an annealing heat treatment. carried out under the conditions of the casting cooling rate is 1 to 20 ° C. / sec, the cold wire drawing, the wire cross-sectional area before processing a 0, the wire cross-sectional area after working as a 1, η = ln (a 0 / A 1 ) is performed under the condition of a workability represented by 1 or more and 6 or less, the heat treatment is performed at a temperature of 300 to 450 ° C. for 10 minutes to 6 hours, and the wire drawing is performed with a workability of 1 More than 6 and the drawing speed is 500 to 2000 m / min. Performed, the annealing heat treatment, rapid heating, a continuous heat treatment comprising rapid cooling step, the following <1> or <2> aluminum alloy conductor fabrication method, which comprises carrying out by applying one of:
<1> Wire temperature y (° C.) and annealing time x (seconds)
0.03 ≦ x ≦ 0.55, and 26x -0.6 + 377 ≦ y ≦ 23.5x -0.6 +423
Continuous energization heat treatment satisfying the relationship: or <2> annealing furnace temperature z (° C.) and annealing time x (seconds),
1.5 ≦ x ≦ 5, and −50x + 550 ≦ z ≦ −36x + 650
Continuous running heat treatment that satisfies the relationship.
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