KR20160020492A - 도전용 알루미늄 합금판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

도전성을 유지하면서, 응력 완화 특성 및 굽힘 가공성이 우수한 도전용 알루미늄 합금판 및 그의 제조 방법을 제공한다. 도전용 알루미늄 합금판은, Si: 0.3∼1.5질량%, Mg: 0.3∼1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금으로 구성되며, 판 표면에 있어서의 압연 방향의 평균 결정 입경이 150μm 이하, 최대 길이가 3μm를 초과하는 금속간 화합물이 판 표면에 있어서 1500개/mm2 이하이다.

Description

도전용 알루미늄 합금판 및 그의 제조 방법{ALUMINUM ALLOY SHEET FOR ELECTRIC CONDUCTION USE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은, 전기 자동차를 비롯한 전기를 동력원으로 한 각종 전동 수송 기기 등에 탑재되어 있는 전기 기기(전지군, 인버터, 모터 등) 사이 또는 전기 기기 내부의 부품 사이를 전기적으로 접속시키는 버스 바 등의 전기 접속 부품에 이용하는 도전용 알루미늄 합금판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
전기 자동차를 비롯한 전기를 동력원으로 한 각종 전동 수송 기기(하이브리드 자동차, 연료 전지 자동차, 전기 기관차 등)에는, 전지군, 인버터, 모터 등의 각종 전기 기기가 탑재되어 있다. 그리고, 이들 전기 기기 사이 또는 전기 기기 내부의 부품 사이를 전기적으로 접속시킴에 있어서, 버스 바(bus-bar)로 불리는 전기 접속 부품이 사용되고 있다.
이 버스 바를 볼트 등의 연결구(具)에 의해 연결하는 경우, 통전 시의 발열에 의해 버스 바(1)의 연결부(1a)(도 1 참조)의 변형이 생기는 것에 의해, 연결구의 체결 토크가 저하되어, 연결구가 느슨해지거나 어긋나거나 하는 것과 같은 사태가 발생한다. 따라서, 버스 바(1)는 높은 응력 완화 특성을 구비할 필요가 있다.
또한, 전기 기기의 공간 절약화(소형화)의 요망을 만족시키기 위해, 버스 바(1)는 굽힘 반경(R)이 작은 만곡 부분을 갖는 형상으로 설계되는 경우가 많다. 따라서, 버스 바(1)는 굽힘 가공성도 우수할 필요가 있다.
게다가, 버스 바(1)는 전기를 통하게 하지 않으면 안 되기 때문에, 당연히 도전성이 우수할 필요도 있다.
지금까지, 상기와 같은 조건을 만족시키는 버스 바 등의 전기 접속 부품에 관하여, 구리를 주체로 한 소재에 대하여 검토해 왔다.
그러나, 근년, 자동차의 연비를 저감하기 위해서, 자동차의 경량화, 그리고 자동차에 탑재되는 전기 기기의 경량화가 요구되고 있다.
상기의 사정을 감안하여, 구리보다도 경량인 알루미늄 합금으로 이루어지는 전기 접속 부품이 제안되어 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 성분 조성을 특정함과 더불어, 도전율 및 조질의 조건을 특정한 전기 접속 부품용의 알루미늄 합금이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 1에는, 당해 알루미늄 합금은 도전성이 우수함과 더불어, 내크리프성도 우수하다고 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 전기 접속 부품에 이용하는 도전용은 아니고 방열 부품용의 알루미늄 합금판에 관한 기술이기는 하지만, 성분 조성이 특정된 주괴에, 소정 조건의 균질화 열처리, 열간 압연, 냉간 압연, 최종 소둔을 실시하는 알루미늄 합금판의 제조 방법이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 2에는, 당해 제조 방법으로 제조된 알루미늄 합금판은 프린트 기판에 요구되는 굽힘 가공성을 갖는다고 기재되어 있다.
또, 특허문헌 3, 4에는, 전기 접속 부품에 이용하는 도전용은 아니고 자동차 패널용의 알루미늄 합금판에 관한 기술이기는 하지만, Al-Mg-Si계 합금(JIS 6000계의 Al 합금)의 굽힘 가공성을 향상시키기 위해서, 집합 조직을 제어하여 Cube 방위 분포 밀도를 소정값으로 하는 기술(특허문헌 3)이나, 모든 결정립 사이의 입계 길이의 합계에 대하여, 방위차가 20° 이하가 되는 결정립 사이의 입계 길이를 특정하는 기술(특허문헌 4)이 개시되어 있다.
일본 특허 제3557116호 공보 일본 특허공개 2009-242813호 공보 일본 특허공개 2005-298922호 공보 일본 특허 제3749687호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술은, 내크리프성의 향상에 주목한 기술이기는 하지만, 응력 완화 특성 및 굽힘 가공성에 대하여 전혀 고려하고 있지 않은 기술이며(특허문헌 1의 단락 0010 등 참조), 특히 전기 접속 부품에 요구되는 굽힘 가공성을 만족할 수 없었다. 따라서, 특허문헌 1에 개시된 기술을 전기 접속 부품에 적용한 경우, 성형 가공 시에 표면에 굽힘 깨짐이 발생해 버릴 가능성이 있다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 기술은, 굽힘 가공성의 향상에 주목한 기술이기는 하지만, 응력 완화 특성에 대하여 전혀 고려하고 있지 않은 기술이기 때문에(특허문헌 2의 단락 0001 등 참조), 당연히 전기 접속 부품에 요구되는 응력 완화 특성을 만족할 수 없었다. 따라서, 특허문헌 2에 개시된 기술을 전기 접속 부품에 적용한 경우, 통전 시의 발열에 의해 버스 바(1)(전기 접속 부품(1))의 연결부(1a)(도 1 참조)가 변형됨으로써, 연결부(1a)가 부품으로부터 어긋나 버릴 가능성이 있다.
한편, 특허문헌 3, 4에 개시된 기술은, 특허문헌 2와 마찬가지로, 굽힘 가공성에 대해서는 고려하고 있지만, 응력 완화 특성에 대하여 전혀 고려하고 있지 않은 기술임과 더불어, 전기 접속 부품에 이용하는 도전용은 아니고 자동차 패널용의 기술이다. 따라서, 특허문헌 3, 4에 개시된 기술은, 접속 부품에 요구되는 응력 완화 특성을 만족할 수 있는 것은 아니다.
그리고, 특허문헌 1∼4의 기재로부터 알 수 있는 바와 같이, 알루미늄 합금에 대하여, 전기 접속 부품에 요구되는 응력 완화 특성과 굽힘 가공성을 양립시킨 기술은 존재하지 않는다.
한편, 이 실정은 기술 상식(금속으로 구성되는 판재의 응력 완화 특성을 향상시키기 위해서는 강도를 향상시킬 필요가 있지만, 강도를 향상시키면 판재의 굽힘 가공성이 저하되어 버림, 즉 응력 완화 특성과 굽힘 가공성은 트레이드 오프의 관계에 있음)에 합치하는 것이며, 당연한 것이라고 생각되어 왔다.
그래서, 본 발명은, 도전성을 유지하면서, 응력 완화 특성 및 굽힘 가공성이 우수한 도전용 알루미늄 합금판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 발명자들은, 도전용 알루미늄 합금판의 판 표면에 있어서의 압연 방향의 평균 결정 입경, 금속간 화합물수, 성분 조성 등이 응력 완화 특성, 굽힘 가공성, 도전성에 큰 영향을 준다는 것을 발견하여, 본 발명을 창출했다.
즉, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판은, Si: 0.3∼1.5질량%, Mg: 0.3∼1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금으로 구성되며, 판 표면에 있어서의 압연 방향의 평균 결정 입경이 150μm 이하, 최대 길이가 3μm를 초과하는 금속간 화합물이 판 표면에 있어서 1500개/mm2 이하인 것을 특징으로 한다.
이 도전용 알루미늄 합금판에 의하면, Si 및 Mg의 함유량을 소정 범위로 특정하고 있기 때문에, 응력 완화 특성을 향상시킬 수 있음과 더불어, 굽힘 가공성이나, 전기 접속 부품에 요구되는 도전율도 확보할 수 있다. 또한, 판 표면에 있어서의 압연 방향의 평균 결정 입경 및 큰 사이즈의 금속간 화합물수를 소정값 이하로 특정하고 있기 때문에, 굽힘 가공성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판은, Cu: 0.10질량% 이하, Fe: 0.50질량% 이하, Ti: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하고 있어도 된다.
이 도전용 알루미늄 합금판에 의하면, Cu, Fe, Ti의 함유량을 소정값 이하로 규제하고 있기 때문에, 굽힘 가공성의 향상이라는 효과를 확보하면서, 응력 완화 특성의 향상이라는 효과를 더 확실한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판은, Mn: 0.10질량% 이하, Cr: 0.10질량% 이하, Zn: 0.10질량%, Zr: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하고 있어도 된다.
이 도전용 알루미늄 합금판에 의하면, Mn, Cr, Zn, Zr의 함유량을 소정값 이하로 규제하고 있기 때문에, 굽힘 가공성의 향상이라는 효과를 확보하면서, 응력 완화 특성의 향상이라는 효과를 더 확실한 것으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법은, Si: 0.3∼1.5질량%, Mg: 0.3∼1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금을 용해, 주조하여 주괴를 제조하는 주조 공정과, 상기 주괴에 500∼570℃, 1∼24시간의 균질화 열처리를 실시하는 균질화 열처리 공정과, 상기 균질화 열처리를 실시한 주괴에, 최종 압연 패스의 종료 온도가 300∼360℃인 복수의 패스로 이루어지는 압연을 실시하는 열간 압연 공정과, 500∼570℃, 100초 이하 유지하는 용체화 열처리를 실시하는 용체화 열처리 공정을 순서대로 행하는 것을 특징으로 한다.
이 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법에 의하면, 사용하는 알루미늄 합금의 성분 조성을 특정하고, 균질화 열처리, 열간 압연 및 용체화 열처리의 조건을 특정하는 것에 의해, 당해 제조 방법에 의해 제조되는 도전용 알루미늄 합금판의 판 표면에 있어서의 평균 결정 입경 및 큰 사이즈의 금속간 화합물수를 소정값 이하로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법은, 상기 각 공정 중 최후의 공정 후에, 인공 시효 처리를 실시하는 인공 시효 처리 공정을 포함해도 된다.
또한, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법은, 상기 알루미늄 합금이 Cu: 0.10질량% 이하, Fe: 0.50질량% 이하, Ti: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하고 있어도 된다.
또한, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법은, 상기 알루미늄 합금은 Mn: 0.10질량% 이하, Cr: 0.10질량% 이하, Zn: 0.10질량%, Zr: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하고 있어도 된다.
이 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법에 의하면, 사용하는 알루미늄 합금의 Cu, Fe, Ti의 함유량이나, Mn, Cr, Zn, Zr의 함유량을 소정값 이하로 규제하는 것에 의해, 당해 제조 방법에 의해 제조되는 도전용 알루미늄 합금판의 굽힘 가공성의 향상이라는 효과를 확보하면서, 응력 완화 특성의 향상이라는 효과를 더 확실한 것으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판은, Si 및 Mg의 함유량을 소정 범위로 특정함과 더불어, 판 표면의 평균 결정 입경 및 큰 사이즈의 금속간 화합물수를 소정값 이하로 특정하고 있기 때문에, 도전성을 유지하면서, 응력 완화 특성 및 굽힘 가공성이 우수하므로, 전기 접속 부품으로서 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법에 의하면, 사용하는 알루미늄 합금의 조성을 특정하고, 균질화 열처리, 열간 압연 및 용체화 열처리의 조건을 특정하고 있기 때문에, 도전성을 유지하면서, 응력 완화 특성 및 굽힘 가공성이 우수한 도전용 알루미늄 합금판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 접속 부품의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법의 플로우 차트이다.
도 3a는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법의 플로우 차트이다.
도 3b는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법의 플로우 차트이다.
도 3c는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법의 플로우 차트이다.
도 4a는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법의 플로우 차트이다.
도 4b는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법의 플로우 차트이다.
도 4c는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법의 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 있어서의 굽힘 시험의 방법을 설명하는 모식도이다.
이하, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판 및 그의 제조 방법을 실시하기 위한 형태에 대하여, 상세하게 설명한다.
[도전용 알루미늄 합금판]
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판(이하, 적절히 「알루미늄 합금판」이라고 함)은, 소정량의 Si 및 Mg를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금으로 구성되며, 판 표면의 평균 결정 입경 및 큰 사이즈의 금속간 화합물수가 소정값 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은 Cu, Fe, Ti의 함유량이 소정값 이하인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은 Mn, Cr, Zn, Zr의 함유량이 소정값 이하인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 각 합금 성분, 평균 결정 입경 및 금속간 화합물수에 대하여 수치 한정한 이유를 설명한다.
(Si: 0.3∼1.5질량%)
Si는 Mg와 함께 용체화 열처리 후의 인공 시효 처리 시에 시효 석출물을 형성한다. Si가 고온 환경 하에서의 전위의 이동을 저해함으로써, 응력 완화 특성을 향상시키기 때문에, Si는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판에 필수인 원소이다.
Si의 함유량이 0.3질량% 미만이면, 원하는 응력 완화 특성이 얻어지지 않는다. 한편, Si의 함유량이 1.5질량%를 초과하면, 조대한 정출물, 석출물이 형성되어, 특히 굽힘 가공성이 열화되거나, 도전성이 저하되어 버린다.
따라서, Si의 함유량은 0.3∼1.5질량%이다.
한편, 굽힘 가공성과 응력 완화 특성의 향상 및 도전성의 확보라는 효과를 보다 확실한 것으로 하기 위해, Si의 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.4질량%, 더 바람직하게는 0.5질량%, Si의 함유량의 상한은, 바람직하게는 1.3질량%이다.
(Mg: 0.3∼1.0질량%)
Mg는 Si와 함께 용체화 열처리 후의 인공 시효 처리 시에 시효 석출물을 형성한다. Mg가 고온 환경 하에서의 전위의 이동을 저해함으로써, 응력 완화 특성을 향상시키기 때문에, Mg는 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판에 필수인 원소이다.
Mg의 함유량이 0.3질량% 미만이면, 원하는 응력 완화 특성이 얻어지지 않는다. 한편, Mg의 함유량이 1.0질량%를 초과하면, 조대한 정출물, 석출물이 형성되어, 특히 굽힘 가공성을 열화시킨다.
따라서, Mg의 함유량은 0.3∼1.0질량%이다.
한편, 굽힘 가공성과 응력 완화 특성의 향상이라는 효과를 보다 확실한 것으로 하기 위해, Mg의 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.5질량%, Mg의 함유량의 상한은, 바람직하게는 0.8질량%이다.
(불가피적 불순물)
불가피적 불순물로서, Cu, Fe, Ti 등이 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위로 함유되어 있어도 된다. 상세하게는, Cu: 0.10질량% 이하, Fe: 0.50질량% 이하, Ti: 0.10질량% 이하로 규제되어 있어도 된다.
이유로서는, Cu의 함유량이 0.10질량%를 초과하면 굽힘 가공성이 저하되어 버리기 때문이다. 또한, Fe의 함유량이 0.50질량%를 초과하면, 굽힘 가공성 또는 내식성이 저하되어 버리기 때문이다. 또한, Ti의 함유량이 0.10질량%를 초과하면, 도전성이 저하되어 버리기 때문이다.
한편, Cu, Fe, Ti에 대해서는, 상기한 소정의 함유량을 초과하지 않으면, 불가피적 불순물로서 함유되는 경우뿐만 아니라, 적극적으로 첨가되는 경우라도, 본 발명의 효과를 저해하지 않는다.
그리고, Cu, Fe, Ti는, 스크랩이나 재생 지금(地金)(예를 들면 브레이징 시트 등의 클래드재용의 알루미늄 합금재의 부스러기 등)에 어느 정도 함유되어 있기 때문에, 제조(용해) 시에 스크랩이나 재생 지금을, 알루미늄 합금판에 있어서의 Cu, Fe, Ti의 함유량이 상기 범위 이하(또는 미만)가 될 정도로 배합할 수 있어, 원료 비용을 저감할 수 있다.
또한, 불가피적 불순물로서, 본 발명의 효과를 저해하지 않을 정도로, Cu, Fe, Ti 이외의 원소(예를 들면 Cr, Zn, Zr, V, Ni, Sn, In, Mn, Ga 등)가 각각 0.10질량% 이하, 바람직하게는 0.05질량% 이하 정도의 범위로 포함되어 있어도 된다.
또한, Cr, Zn, Zr, V, Ni, Sn, In, Mn, Ga 등(이 중에서도 특히 Cr, Zn, Zr, Mn)에 대하여, 상기한 소정의 함유량을 초과하지 않으면, 불가피적 불순물로서 함유되는 경우뿐만 아니라, 적극적으로 첨가되는 경우라도, 본 발명의 효과를 저해하지 않는다.
한편, 불가피적 불순물로서 예로 든 각 원소의 함유량은 당연히 0질량%여도 된다.
(압연 방향의 평균 결정 입경: 150μm 이하)
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판은 판 표면에 있어서의 압연 방향의 평균 결정 입경을 150μm 이하로 한다.
압연 방향의 평균 결정 입경이 150μm 이하이면, 굽힘 가공성을 향상시켜, 굽힘 가공 시에 있어서의 표면의 품질을 향상시킬 수 있다. 한편, 압연 방향의 평균 결정 입경이 150μm를 초과하면 굽힘 가공 시에 있어서의 표면에 표면 거칠음이나 균열이 발생할 가능성이 높아진다.
한편, 압연 방향의 평균 결정 입경에 대해서는, 굽힘 가공성의 향상이라는 효과를 보다 확실한 것으로 하기 위해, 바람직하게는 100μm 이하, 더 바람직하게는 50μm 이하이다. 또한, 압연 방향의 평균 결정 입경에 대해서는, 과도하게 작게 하려고 하면, 제조 조건이 엄격해져 생산성의 저하를 초래하기 때문에, 10μm 이상이 바람직하다.
압연 방향의 평균 결정 입경은 다음의 방법에 의해 측정할 수 있다.
알루미늄 합금판의 표면을 0.05∼0.1mm 기계 연마, 전해 에칭하고, 수세·건조한 후에, 광학 현미경에 의해 100배로 사진 촬영한다. 그리고, 이 현미경 사진으로부터 압연 방향으로 절편법을 이용하여 평균 결정 입경의 값을 산출한다. 한편, 절편법을 이용한 측정에서는, 1측정 라인 길이를 0.95mm로 하고, 1시야당 각 3본으로 합계 5시야를 관찰하는 것에 의해, 전체 측정 라인 길이를 0.95×15mm로 한다.
한편, 압연 방향의 평균 결정 입경은 알루미늄 합금판의 제조 공정에 있어서의 열간 압연 개시 온도, 압연 종료 온도 등을 제어하는 것에 의해서 달성된다.
(금속간 화합물수: 1500개/mm2 이하)
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판은 최대 길이가 3μm를 초과하는 금속간 화합물이 판 표면에 있어서 1500개/mm2 이하이다.
여기에서, 금속간 화합물이란, 상세하게는 Al-Fe-Si계 및 Mg-Si계 금속간 화합물이다. 한편, 여기에서의 Al-Fe-Si계 금속간 화합물이란, Al-Fe계, Al-Fe-Si계, Al-Mn-Fe계, Al-Mn-Fe-Si계 금속간 화합물을 포함하는 개념이다.
또한, 최대 길이란, 판 표면에 있어서 각각의 금속간 화합물이 나타내는 가장 큰 직경이다.
최대 길이가 3μm를 초과하는 금속간 화합물이 판 표면에 있어서 1500개/mm2 이하이면, 굽힘 가공성을 향상시킨다는 효과를 확실한 것으로 할 수 있다. 한편, 금속간 화합물이 1500개/mm2를 초과하면, 굽힘 가공 시에 있어서의 표면에 표면 거칠음이나 균열이 발생할 가능성이 높아진다.
한편, 금속간 화합물수에 대해서는, 굽힘 가공성의 향상이라는 효과를 보다 확실한 것으로 하기 위해, 바람직하게는 1000개/mm2 이하, 보다 바람직하게는 500개/mm2 이하이다. 또한, 금속간 화합물수에 대해서는, 과도하게 작게 하려고 하면, 제조 조건이 엄격해져 생산성의 저하를 초래하기 때문에, 200개/mm2 이상이 바람직하다.
금속간 화합물수는 알루미늄 합금판으로부터 측정편을 잘라내고, 판 표면을 연마하여, 500배 정도로 관찰하는 것에 의해 측정할 수 있다.
한편, 최대 길이가 3μm를 초과하는 금속간 화합물수는 알루미늄 합금판에 있어서의 Si의 함유량, Mg의 함유량, 알루미늄 합금판의 제조 공정에 있어서의 열간 압연 조건에 의해서 달성된다.
(도전율: 45.0% IACS(International Annealed Copper Standard) 이상)
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 도전율은 45.0% IACS 이상인 것이 바람직하다.
도전율이 45.0% IACS 이상이면, 전기 접속 부품으로서의 도전 성능을 확보할 수 있다. 한편, 전기 저항이 높으면, 즉 도전율이 45.0% IACS 미만이면, 원하는 전류를 흘려보내기 위해서 전기 접속 부품의 단면적을 증가시킬 필요가 생겨, 부품 중량의 증가로 이어져 버린다.
한편, 도전율에 대해서는, 높으면 높을수록 좋고, 바람직하게는 47.0% IACS 이상, 더 바람직하게는 50.0% IACS 이상이다.
도전율의 조정은, 알루미늄 합금판에 있어서의 Si의 함유량, Mg의 함유량, 알루미늄 합금판의 제조 공정에 있어서의 균질화 열처리 조건, 용체화 열처리 조건, 인공 시효 처리 조건을 제어하는 것에 의해서 달성된다.
한편, 도전율을 지나치게 높게 하면, 즉 과도한 고용량 감소 및 석출물 조대화가 생기는 것에 의해 응력 완화 특성이 저하되는 경향이 있기 때문에, 도전율은 60% IACS 이하인 것이 바람직하다.
(내력: 130MPa 이상)
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 내력(0.2% 내력)은 130MPa 이상인 것이 바람직하다.
내력이 130MPa 이상이면, 전기 접속 부품에 요구되는 응력 완화 특성을 확보할 수 있다. 한편, 내력이 130MPa 미만이면, 응력 완화 특성이 저하되어 버린다.
한편, 응력 완화 특성의 확보라는 효과를 보다 확실한 것으로 하기 위해, 내력은, 바람직하게는 175MPa 이상, 더 바람직하게는 180MPa 이상이다.
한편, 내력의 조정은, 알루미늄 합금판에 있어서의 Si의 함유량, Mg의 함유량, 알루미늄 합금판의 제조 공정에 있어서의 균질화 열처리 조건, 용체화 처리 조건 및 인공 시효 처리 조건에 의해서 달성된다.
(도전용)
도전용이란, 복수의 부재를 전기적으로 접속시키기 위한 것이라는 용도를 나타내고 있으며, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판이란, 이 용도를 위한 합금판이다.
그리고, 상세하게는, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판은, 전기 접속 부품(특히 판상의 합금판에 대하여 굽힘 가공이 실시되는 전기 접속 부품)에 이용하는 합금판이다.
한편, 여기에서의 전기 접속 부품이란, 구체적으로는, 전기를 동력원으로 한 각종 전동 수송 기기 등에 탑재되어 있는, 전지군, 인버터, 모터 등의 각종 전기 기기 사이 또는 전기 기기 내부의 부품 사이를 전기적으로 접속시키는 버스 바이다. 또한, 전기 접속 부품이란, 본딩 와이어 등의 부재를 표면에 접합할 것이 요구되는 부품이기도 하다.
그리고, 전기 접속 부품은, 형상에 대하여 특별히 한정되지 않지만, 소정의 두께를 가짐과 더불어, 판 형상·각재 형상을 나타내는 부품이다. 예를 들면, 전기 접속 부품은 도 1에 나타내는 것과 같은 형상을 나타내는 부품이다.
여기에서, 알루미늄은 구리보다도 도전율이 낮기 때문에, 도전 성능을 확보하기 위해서, 알루미늄 합금제의 전기 접속 부품은 구리제의 전기 접속 부품과 비교해서 단면적을 크게 하지 않으면 안 된다. 부품의 설치 면적을 고려한 경우에는 부품의 폭 치수의 증가는 곤란한 경우가 많아, 판 두께가 증가하게 된다. 일반적으로 판 두께가 증가한 경우에는, 굽힘 표면에서의 변형량이 커지기 때문에, 알루미늄 합금으로 구성되는 전기 접속 부품에는, 굽힘 가공 시에 있어서의 굽힘 깨짐의 발생이라는 문제가 생긴다는, 즉 굽힘 가공성을 향상시키지 않으면 안 된다는 과제가 명확하게 나타나게 된다.
바꾸어 말하면, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판은, 두께가 0.2mm 이상인 전기 접속 부품에 적용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5mm 이상, 특히 바람직하게는 1.0∼5.0mm인 전기 접속 부품에 적용함으로써, 현저한 효과(응력 완화 특성 및 굽힘 가공성의 양립이라는 효과)를 발휘하게 된다.
[인공 시효 처리가 실시되기 전의 상태의 도전용 알루미늄 합금판]
여기까지, 인공 시효 처리가 실시된 후의 상태의 알루미늄 합금판(이하, 적절히 「인공 시효 처리 후의 알루미늄 합금판」이라고 함)을 설명했지만, 인공 시효 처리의 전후에 있어서, 각 합금 성분은 물론, 상기한 평균 결정 입경, 금속간 화합물수에 대해서도 거의 변화하지 않는다.
따라서, 인공 시효 처리가 실시되기 전의 상태의 알루미늄 합금판(이하, 적절히 「인공 시효 처리 전의 알루미늄 합금판」이라고 함)이더라도, 상기한 요건을 충족시키면, 인공 시효 처리 후의 알루미늄 합금판으로서 나타낸 효과와 마찬가지의 효과를 나타낼 수 있다.
한편, 인공 시효 처리 전의 알루미늄 합금판은, 인공 시효 처리 후의 알루미늄 합금판보다도 성형하기 쉽기 때문에, 인공 시효 처리 전의 알루미늄 합금판을 구입한 유저가, 원하는 성형 처리를 실시한 후에 후기하는 인공 시효 처리를 실시한다고 하는 사용 태양이 생각된다.
다음으로, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법에 대하여 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하면서 설명한다.
[도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법]
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 주조 공정 S1과, 균질화 열처리 공정 S2와, 열간 압연 공정 S3과, 용체화 열처리 공정 S4를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법은, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 나타내는 바와 같이, 냉간 압연 공정 SR(SR1, SR2)을, 열간 압연 공정 S3과 용체화 열처리 공정 S4 사이, 및 용체화 열처리 공정 S4 후 중 적어도 한쪽에 포함해도 된다. 또한, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법은, 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 나타내는 바와 같이, 인공 시효 처리 공정 S5를 추가로 포함해도 된다.
이하, 상기 각 공정을 중심으로 설명한다.
(주조 공정)
주조 공정 S1에서는, 상기의 성분 조성인 알루미늄 합금을 용해하고, DC 주조(Direct Chill Casting)법 등의 공지의 주조법에 의해 주조하고, 알루미늄 합금의 고상(固相)선 온도 미만까지 냉각하여 두께 400∼600mm 정도의 주괴로 하고, 필요에 따라서 면삭을 행한다.
(균질화 열처리 공정)
균질화 열처리 공정 S2에서는, 주조 공정 S1에서 주조한 주괴를 압연하기 전에, 소정 온도에서 균질화 열처리(균열(均熱)처리)를 실시한다. 주괴에 균질화 열처리를 실시하는 것에 의해서, 내부 응력이 제거되고, 주조 시에 편석된 용질 원소가 균질화되며, 또한 주조 냉각 시나 그 이후에 석출된 금속간 화합물이 성장한다.
균질화 열처리 공정 S2에 있어서의 열처리 온도(주괴 온도)는 500∼570℃이다. 열처리 온도가 500℃ 미만이면, 주조 시에 정출된 Si 또는 Mg가 미고용인 채 잔존하여, 용체화 열처리 및 인공 시효 처리 후에 적당한 석출물 분포를 얻을 수 없어, 굽힘 가공성이 저하된다. 한편, 570℃를 초과하면, 주괴의 표면에서 국부적인 용융(버닝)이 생겨 버린다. 더 바람직하게는, 560℃ 이하이다.
균질화 열처리 공정 S2에 있어서의 열처리 시간(유지 시간)은, 균질화를 완료시키기 위해서는 1시간 이상이면 되고, 제조 효율의 점에서 24시간 이하이면 된다.
(열간 압연 공정)
열간 압연 공정 S3에서는, 균질화된 주괴를 열간 압연한다. 이때의 압연 개시 온도는 350∼570℃가 바람직하다. 그리고, 복수의 패스로 이루어지는 열간 압연을 실시함으로써, 원하는 판 두께의 열간 압연판(핫 코일)으로 한다.
한편, 본 발명에서는, 후기와 같이, 열간 압연 공정 S3의 최종 압연 패스의 종료 온도를 상세하게 규정하고 있고, 당해 종료 온도의 조건을 만족시키는 경우에는, 열간 압연 공정 S3의 압연 개시 온도가 비교적 높은 온도(500℃ 초과 570℃ 이하의 범위)이더라도, 본 발명의 효과에 영향을 주지 않는다.
(균질화 열처리 후의 냉각의 태양)
여기에서, 균질화 열처리 후에, 열간 압연을 개시하는 350∼570℃의 온도 범위까지 냉각할 때의 태양은, 이 온도 범위까지 직접 냉각하고, 이 온도 범위에서 열간 압연을 개시해도 된다(이하, 2단 균열이라고도 한다). 또한, 350℃ 이하의 온도 범위까지 냉각하고, 그 후 추가로, 열간 압연을 개시하는 350∼570℃의 온도 범위까지 재가열하고, 이 온도 범위에서 열간 압연을 개시해도 된다(이하, 2회 균열이라고도 한다). 또한, 균질화 열처리 후에, 냉각하는 일 없이, 그대로 열간 압연을 개시해도 된다(이하, 1회 균열이라고도 한다).
균질화 열처리 후, 열간 압연 개시 온도 범위까지의 냉각 속도는 특별히 규정하지 않지만, 바람직하게는 20∼200℃/h의 범위이다. 냉각 속도가 20℃/h 미만이면, Mg2Si 화합물이 조대해지기 때문에, 원하는 강도를 얻기 위해서 이것을 재고용시키려고 하면, 용체화 열처리가 장시간 필요해져, 생산성이 저하된다.
한편, 냉각 속도가 200℃/h를 초과하면, 주괴 내에서의 온도 분포가 불균일해져, 열수축에 의한 변형이나 휨 등의 이상이 생기는 새로운 문제가 발생할 가능성도 있다.
또한, 냉각 속도가 지나치게 빠르면, 균질화 열처리 후, 열간 압연 개시 온도 범위까지 냉각하는 동안에 형성되는 Mg2Si 화합물의 평균 사이즈가 지나치게 작아져, 재결정립의 핵 생성 사이트로서 필요한, 직경이 2μm 이상인 비교적 조대한 Mg2Si 화합물을, 적당한 수만큼 분포시킬 수 없게 될 우려가 있다.
균질화 열처리 후에 주괴를 냉각하는 방법으로서는, 예를 들면 균열로 내 또는 노 외에서의 강제 팬 공냉, 접촉 냉각, 미스트나 스프레이에 의한 냉각이 있다.
(최종 압연 패스의 종료 온도)
열간 압연 공정 S3에 있어서의 최종 압연 패스의 종료 온도는 300∼360℃이다. 종료 온도를 300℃ 이상으로 고온화함으로써, 판 표면에 있어서의 최대 길이가 3μm를 초과하는 금속간 화합물수의 증가 억제를 도모할 수 있다. 또한, 종료 온도를 360℃ 이하로 규제함으로써, 판 표면에 있어서의 평균 결정 입경의 소경화를 도모할 수 있다.
(용체화 열처리 공정)
용체화 열처리 공정 S4에서는, 열간 압연 공정 S3에서 제조한 압연판, 또는 후기하는 냉간 압연 공정 SR1에서 제조한 압연판을 용체화 열처리한다. 여기에서, 용체화 열처리 공정 S4에 있어서의 열처리 온도(주괴 온도)는 500∼570℃이다. 열처리 온도가 500℃ 미만이면, 미고용 Si 또는 Mg가 잔존하기 때문에, 용체화 열처리 및 인공 시효 처리 후에 적당한 석출물 분포를 얻을 수 없어, 원하는 내력 및 응력 완화 특성을 얻을 수 없다. 한편, 570℃를 초과하면, 판 표면에서 국부적인 용융(버닝)이 생겨 버린다. 용체화 열처리 공정 S4에 있어서의 열처리 온도(주괴 온도)의 하한은, 바람직하게는 520℃이고, 상한은, 바람직하게는 550℃이다.
용체화 열처리 공정 S4에 있어서의 상기 열처리 온도에서의 유지 시간에 대해서는, 100초 이내(0초여도 됨)이다. 100초를 초과하면, 그 효과가 포화됨과 더불어 생산성이 저하되어 버리기 때문이다.
한편, 유지 시간이 0초란, 용체화 온도에 도달 후, 바로 냉각한 경우를 나타낸다.
용체화 열처리 공정 S4에 있어서, 200℃로부터 상기 열처리 온도까지의 승온 속도는 5℃/s 이상인 것이 바람직하고, 상기 열처리 온도로부터 200℃까지의 강온 속도는 10℃/s 이상인 것이 바람직하다.
승온 속도를 상기 속도 이상으로 하는 것에 의해, Cube 방위가 적절히 발달하는 것을 보다 확실한 것으로 할 수 있다. 또한 강온 속도를 상기 속도 이상으로 하는 것에 의해, 원하는 강도를 확실히 얻을 수 있다.
(냉간 압연 공정)
냉간 압연 공정 SR은, 도 3a 및 도 4a에 나타내는 바와 같이, 열간 압연 공정 S3→냉간 압연 공정 SR1→용체화 열처리 공정 S4→냉간 압연 공정 SR2→라는 순서로 2회 행해도 되고, 도 3b 및 도 4b에 나타내는 바와 같이, 열간 압연 공정 S3→냉간 압연 공정 SR1→용체화 열처리 공정 S4→라는 순서로 1회 행해도 되고, 도 3c 및 도 4c에 나타내는 바와 같이, 열간 압연 공정 S3→용체화 열처리 공정 S4→냉간 압연 공정 SR2→라는 순서로 1회 행해도 된다.
그리고, 냉간 압연 공정 SR(SR1, SR2)에서는, 열간 압연 공정 S3 후, 또는 용체화 열처리 공정 S4 후의 압연판에 재결정 온도 이하(예를 들면 상온)에서 압연을 실시한다.
(인공 시효 처리 공정)
도 4a, 도 4b 및 도 4c에 나타내는 바와 같이, 인공 시효 처리 공정 S5에서는, 용체화 열처리 공정 S4에서 용체화 열처리를 실시한 압연판, 또는 냉간 압연 공정 SR2에서 냉간 압연을 실시한 압연판에, 소정 온도·소정 시간으로 인공 시효 처리를 실시한다.
인공 시효 처리 공정 S5에 있어서의 열처리 온도에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만 150∼250℃인 것이 바람직하다. 150℃ 미만이면 원하는 내력, 응력 완화 특성을 얻을 수 없고, 250℃를 초과하면 석출물이 조대화되어 내력, 응력 완화 특성이 저하되기 때문이다. 또한, 열처리 시간에 대해서도, 특별히 한정되지 않지만 1∼30시간인 것이 바람직하다. 1시간 미만이면 특히 양산 시를 상정한 경우에는 코일 또는 시트 내에서의 불균일한 온도 분포를 일으켜, 재료 특성이 불안정해지기 쉽다. 생산성을 고려하여 30시간을 상한으로 한다.
본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법은 이상 설명한 대로이지만, 본 발명을 행함에 있어서, 상기 각 공정에 악영향을 주지 않는 범위에 있어서, 상기 각 공정 사이 또는 전후에, 다른 공정을 포함해도 된다. 예를 들면, 인공 시효 처리 공정 S5 후에, 알루미늄 합금판을 소정의 크기로 재단하는 재단 공정이나, 도 1에 나타내는 것과 같은 소정의 형상으로 가공(굽힘 가공, 천공 가공 등)하는 가공 공정을 포함해도 된다. 또한, 인공 시효 처리 공정 S5 전에, 재단 공정, 가공 공정을 포함해도 된다.
또한, 상기 각 공정에 있어서, 명시되어 있지 않은 조건에 대해서는, 종래 공지의 조건을 이용하면 되고, 상기 각 공정에서의 처리에 의해서 얻어지는 효과를 나타내는 한에 있어서, 그 조건을 적절히 변경할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
실시예
다음으로, 본 발명에 따른 도전용 알루미늄 합금판 및 그의 제조 방법에 대하여, 본 발명의 요건을 만족시키는 실시예와 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 비교예를 비교하여 구체적으로 설명한다.
[공시재의 제작]
표 1에 나타내는 조성의 알루미늄 합금(합금 1∼22)을 용해시키고, 반연속 주조로 주괴를 제작하여, 면삭 처리를 했다. 이 주괴에, 표 2에 나타내는 조건에서 균질화 열처리를 행한 후, 압연율 99%의 열간 압연을 실시하여, 열간 압연판으로 했다. 그 후, 냉간 압연을 실시하고(일부의 공시재를 제외함), 표 2에 나타내는 조건에서 용체화 열처리를 행했다. 그리고, 용체화 열처리 후, 냉간 압연을 실시하고(일부의 공시재를 제외함), 표 2에 나타내는 인공 시효 처리를 실시함으로써(공시재 32는 실시하지 않음), 공시재(두께 2.0mm)를 제작했다.
한편, 공시재 8, 9, 25에 대해서는, 1회 균열로 행하고, 공시재 1∼7, 10, 11, 14∼24, 27, 28, 30, 31에 대해서는, 2회 균열로 행하고, 공시재 12, 13, 29에 대해서는, 2단 균열로 행했다.
[평가]
(평균 결정 입경의 측정)
공시재의 표면을 0.05∼0.1mm 기계 연마, 전해 에칭하고, 수세·건조한 후에, 광학 현미경에 의해 100배로 사진 촬영했다. 그리고, 이 현미경 사진으로부터 압연 방향으로 절편법을 이용하여 평균 결정 입경의 값을 산출했다. 한편, 절편법을 이용한 측정에서는, 1측정 라인 길이를 0.95mm로 하고, 1시야당 각 3본으로 합계 5시야를 관찰하는 것에 의해, 전체 측정 라인 길이를 0.95×15mm로 했다.
(금속간 화합물수)
공시재의 표면을 0.05∼0.1mm 기계 연마하고, 수세·건조한 후에, 주사 전자 현미경(SEM)으로 관찰 배율 500배, 20시야에서 사진 촬영했다. 얻어진 SEM 조직을 화상 해석하는 것에 의해, 금속간 화합물(Al-Fe-Si계 및 Mg-Si계 금속간 화합물)의 최대 길이가 3μm를 초과하는 화합물수를 카운팅하고, 면적 1.0mm2당 수를 산출했다. 그리고, 20시야의 각각에 있어서 산출한 화합물수의 평균값을 산출했다.
여기에서, 금속간 화합물은, 주사 전자 현미경(SEM(Scanning Electron Microscope))의 조성(COMPO)상(Compositional image)에 있어서 모상과의 콘트라스트로 식별할 수 있고, Al-Fe-Si계 금속간 화합물은 Al 모상보다 하얗게 찍히며, Mg-Si계 금속간 화합물은 Al 모상보다 검게 찍힌다.
한편, 최대 길이란, 판 표면에 있어서 각각의 금속간 화합물이 나타내는 가장 큰 직경이다. 또한, 여기에서의 Al-Fe-Si계 금속간 화합물이란, Al-Fe계, Al-Fe-Si계, Al-Mn-Fe계, Al-Mn-Fe-Si계 금속간 화합물을 포함하는 개념이다.
(인장 시험)
공시재로부터 인장 방향이 압연 방향과 수직이 되도록 JIS 5호의 시험편을 잘라냈다. 이 시험편을 이용해, JIS Z2241: 2011에 준거해서 인장 시험을 실시하여, 인장 강도, 내력(0.2% 내력) 및 신도를 측정했다.
한편, 크로스 헤드 속도는 5mm/분으로, 시험편이 파단될 때까지 일정한 속도로 행했다.
(도전율)
도전율의 측정은 닛폰푀르스타주식회사제의 와류 도전율 측정 장치[형식 「시그마 테스트 D2. 068」]에 의해서 측정했다. 또한, 도전율의 측정은 공시재 표면의 서로의 간격을 100mm 이상 둔 임의의 5개소에서 행했다. 그리고, 본 발명에 있어서의 도전율은 측정된 각 도전율을 평균화한 것으로 했다. 이 전도율의 값이 45.0% IACS 이상이면, 전기 접속 부품으로서의 도전 성능을 확보할 수 있다고 평가했다.
(굽힘 가공성)
공시재로부터 시험편 길이 방향이 압연 방향과 수직이 되도록 JIS 3호(JIS Z2204)의 시험편을 잘라냈다. 이 시험편을 JIS Z2248: 2006에 준거해서 V 블록법에 의해 굽힘 시험을 실시하여(도 5 참조), 굽힘 가공성을 평가했다. 한편, 굽힘 시험은 θ(굽힘 각도): 90°, r(내측 굽힘 반경): 0mm, t(공시재 판 두께): 2mm라는 조건에서 실시했다.
굽힘 시험 후의 굽힘부(만곡부, 폭: 30mm)의 깨짐의 발생 상황을 관찰하여, 5장의 시험편 중, 모든 시험편에 있어서 표면 거칠음 및 깨짐 모두 발생하지 않은 것을 극히 양호(◎), 어느 1장 이상에 허용 레벨의 근소한 표면 거칠음 또는 깨짐이 생긴 것을 양호(○), 현저한 표면 거칠음 또는 균열 길이 2mm 이상의 깨짐이 1장 이상에 발생한 것(△), 또는 균열 길이 2mm 이상의 깨짐이 5장 모두에 생긴 것(△△)을 불량으로 평가했다.
(응력 완화 특성)
응력 완화율은 캔틸레버 방식에 의해서 측정했다. 즉, 길이 방향이 판재의 압연 방향에 수직 방향(T. D.(Transverse Direction))이 되도록, 각 실시예 및 비교예의 판재를 폭 10mm, 길이 150mm의 단책(短冊)상 시험편으로 잘라내고, 그 일단을 강체 시험대에 고정하고, 시험편의 각 길이 방향에 맞추어, 고정단에 0.2% 내력의 80%에 상당하는 표면 응력을 부하했다. 스팬 길이는 닛폰신동협회기술표준(JCBA(Japan Copper and Brass Association)-T309: 2004)에 규정되어 있는 「구리 및 구리 합금 박판조의 굽힘에 의한 응력 완화 시험 방법」에 의해 산출했다. 일단부가 강체 시험대에 고정되고, 고정단으로부터 스팬 길이만큼 격리한 위치에 휨을 부여한 상태에서, 각 시험편을 일정 온도로 가열한 오븐 중에 유지한 후에 취출하고, 휨량 d(10mm)를 제거했을 때의 영구 뒤틀림 δ를 측정하여, 응력 완화율 RS(RS=(δ/d)×100)를 측정했다. 가열 조건은, 예를 들면 (사)자동차기술회의 JASO(Japanese Automotive Standards Organization)에 있어서, 150℃에서 1000시간의 가열 조건이 규정되어 있다.
150℃×1000시간에서의 응력 완화율이 30% 이하인 것을 극히 양호(◎), 30% 초과 60% 이하인 것을 양호(○), 60%를 초과하는 것을 불량(△)으로 평가했다.
상세한 알루미늄 합금의 성분, 공시재의 제조 조건, 및 재료 특성(시험 결과)을 표 1 또는 표 2에 나타낸다. 한편, 표 1, 2에 있어서, 본 발명의 구성을 만족시키지 않는 것에 대해서는, 수치에 밑줄을 그어 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
[결과의 검토]
공시재 1∼20에 대해서는, 본 발명이 규정하는 요건을 만족시키고 있기 때문에, 내굽힘 R=0mm로 매우 엄격한 굽힘 가공 조건으로 한 경우에도, 굽힘 가공성이 양호(○) 이상이라는 평가가 됨과 더불어, 전기 접속 부품에 요구되는 응력 완화 특성을 가진다는 평가가 되었다.
공시재 21(합금 15)은, Si의 함유량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 하한치 미만이었기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이며, 응력 완화성이 우수하지 않다는 평가가 되었다.
공시재 22(합금 16)는, Si의 함유량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 상한치를 초과해 있음과 더불어, 금속간 화합물수가 많았기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
공시재 23(합금 17)은, Mg의 함유량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 하한치 미만임과 더불어, 평균 결정 입경이 컸기 때문에, 도전율이 45.0% IACS 미만이 되어, 도전율이 불량이 됨과 더불어, 굽힘 가공성이 불량이며, 응력 완화성이 우수하지 않다는 결과가 되었다.
공시재 24(합금 18)는, Mg의 함유량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 상한치를 초과해 있음과 더불어, 금속간 화합물수가 많았기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
공시재 25는, 평균 결정 입경이 컸기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
공시재 26은, 균질화 열처리의 열처리 온도가 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 상한치를 초과해 버렸기 때문에, 버닝이 발생해 버려, 이후의 제조 및 시험을 행할 수 없게 되었다.
공시재 27은, 금속간 화합물수가 많았기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
공시재 28은, 평균 결정 입경이 컸기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
공시재 29는, 용체화 열처리의 열처리 온도가 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 상한치를 초과해 버렸기 때문에, 버닝이 발생해 버려, 이후의 제조 및 시험을 행할 수 없게 되었다.
공시재 30(합금 19)은, Fe의 함유량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 상한치를 초과해 있음과 더불어, 금속간 화합물수가 많았기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
공시재 31(합금 20)은, Ti의 함유량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 상한치를 초과해 있음과 더불어, 금속간 화합물수가 많았기 때문에, 도전율이 45.0% IACS 미만이 되어, 도전율이 불량이 됨과 더불어, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
공시재 32(합금 21)는, Cu의 함유량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 상한치를 초과해 있음과 더불어, 평균 결정 입경이 크고, 금속간 화합물수도 많았기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
또한, 공시재 33(합금 22)은, Cu의 함유량이 본 발명에서 규정하는 수치 범위의 상한치를 초과해 있음과 더불어, 금속간 화합물수가 많았기 때문에, 굽힘 가공성이 불량이라는 결과가 되었다.
한편, 공시재 32는, 특허문헌 2에 기재된 알루미늄 합금판을 상정한 것이고, 공시재 33은, 특허문헌 1에 기재된 알루미늄 합금판을 상정한 것이다.
몇 가지의 공시재에 대해서는, 인공 시효 처리 후의 상태뿐만 아니라, 인공 시효 처리 전의 상태에서 평균 결정 입경, 금속간 화합물수를 측정했지만, 인공 시효 처리 전후에 있어서, 각 측정값은 거의 동일한 값을 나타냈다.
1: 버스 바(전기 접속 부품)
1a: 연결부

Claims (10)

  1. Si: 0.3∼1.5질량%, Mg: 0.3∼1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금으로 구성되며,
    판 표면에 있어서, 압연 방향의 평균 결정 입경이 150μm 이하, 최대 길이가 3μm를 초과하는 금속간 화합물이 1500개/mm2 이하인 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    Cu: 0.10질량% 이하, Fe: 0.50질량% 이하, Ti: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    Mn: 0.10질량% 이하, Cr: 0.10질량% 이하, Zn: 0.10질량%, Zr: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판.
  4. 제 2 항에 있어서,
    Mn: 0.10질량% 이하, Cr: 0.10질량% 이하, Zn: 0.10질량%, Zr: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판.
  5. Si: 0.3∼1.5질량%, Mg: 0.3∼1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금을 용해, 주조하여 주괴를 제조하는 주조 공정과,
    상기 주괴에 500∼570℃, 1∼24시간의 균질화 열처리를 실시하는 균질화 열처리 공정과,
    상기 균질화 열처리를 실시한 주괴에, 종료 온도가 300∼360℃인 압연을 실시하는 열간 압연 공정과,
    500∼570℃, 100초 이하 유지하는 용체화 열처리를 실시하는 용체화 열처리 공정
    을 이 순서로 행하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    인공 시효 처리를 실시하는 인공 시효 처리 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 Cu: 0.10질량% 이하, Fe: 0.50질량% 이하, Ti: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 Cu: 0.10질량% 이하, Fe: 0.50질량% 이하, Ti: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 Mn: 0.10질량% 이하, Cr: 0.10질량% 이하, Zn: 0.10질량%, Zr: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 Mn: 0.10질량% 이하, Cr: 0.10질량% 이하, Zn: 0.10질량%, Zr: 0.10질량% 이하 중 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 도전용 알루미늄 합금판의 제조 방법.
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