WO2018078910A1 - アルミニウム合金線、アルミニウム合金撚線、被覆電線、及び端子付き電線 - Google Patents

アルミニウム合金線、アルミニウム合金撚線、被覆電線、及び端子付き電線 Download PDF

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美里 草刈
鉄也 桑原
中井　由弘
西川　太一郎
大塚　保之
勇人 大井
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住友電気工業株式会社
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
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    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/183—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section
    • H01R4/184—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion
    • H01R4/185—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion combined with a U-shaped insulation-receiving portion

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy wire, an aluminum alloy twisted wire, a covered electric wire, and a terminal-attached electric wire.
  • Patent Document 1 discloses an aluminum alloy wire that is an ultrathin wire composed of an Al—Mg—Si alloy and has high strength, high conductivity, and excellent elongation.
  • the aluminum alloy wire of the present disclosure is An aluminum alloy wire composed of an aluminum alloy,
  • the aluminum alloy contains Mg in an amount of 0.03% by mass to 1.5% by mass and Si in an amount of 0.02% by mass to 2.0% by mass, and Mg / Si is 0.5 to 3.
  • the balance consists of Al and inevitable impurities
  • the cross section of the aluminum alloy wire from the surface layer region from the surface to the depth direction of 30 ⁇ m, take a rectangular surface layer bubble measurement region having a short side length of 30 ⁇ m and a long side length of 50 ⁇ m, The total cross-sectional area of the bubbles present in the surface bubble measurement region is 2 ⁇ m 2 or less,
  • the aluminum alloy wire has a wire diameter of 0.1 mm to 3.6 mm, The tensile strength is 150 MPa or more, 0.2% proof stress is 90 MPa or more, The elongation at break is 5% or more, Conductivity is 40% IACS or higher.
  • the aluminum alloy twisted wire of the present disclosure is A plurality of the aluminum alloy wires of the present disclosure are twisted together.
  • the covered wire of the present disclosure is A covered electric wire comprising a conductor and an insulating coating covering the outer periphery of the conductor,
  • the conductor includes the aluminum alloy twisted wire of the present disclosure described above.
  • the electric wire with terminal of the present disclosure is The covered electric wire according to the present disclosure described above and a terminal portion attached to an end of the covered electric wire.
  • Wires for various applications such as wiring of various electrical devices such as wire harnesses, industrial robots, etc. mounted on equipment such as automobiles and airplanes, and wiring of buildings, etc. are impacted when the equipment is used or installed. Or repeated bends.
  • Specific examples include (1) to (3) below.
  • An electric wire wired to an industrial robot may be repeatedly bent or twisted.
  • an object is to provide an aluminum alloy wire having excellent impact resistance and fatigue characteristics. Another object is to provide an aluminum alloy stranded wire, a coated electric wire, and a terminal-attached electric wire having excellent impact resistance and fatigue characteristics.
  • the aluminum alloy wire of the present disclosure, the aluminum alloy twisted wire of the present disclosure, the covered electric wire of the present disclosure, and the electric wire with a terminal of the present disclosure are excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • the inventors of the present invention manufactured an aluminum alloy wire under various conditions, and studied an aluminum alloy wire excellent in impact resistance and fatigue characteristics (difficult to break against repeated bending).
  • a wire made of an aluminum alloy having a specific composition containing Mg and Si in a specific range, and particularly subjected to an aging treatment has high strength (for example, high tensile strength and 0.2% proof stress), and is electrically conductive. High rate and excellent conductivity.
  • This wire it was found that when there are few bubbles in the surface layer, it is excellent in impact resistance and is not easily broken even by repeated bending. It was found that an aluminum alloy wire with few bubbles in the surface layer can be produced, for example, by controlling the temperature of the molten aluminum alloy used for casting within a specific range.
  • the present invention is based on these findings. First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described.
  • An aluminum alloy wire according to an aspect of the present invention is: An aluminum alloy wire composed of an aluminum alloy, The aluminum alloy contains Mg in an amount of 0.03% by mass to 1.5% by mass and Si in an amount of 0.02% by mass to 2.0% by mass, and Mg / Si is 0.5 to 3.
  • the balance consists of Al and inevitable impurities
  • the cross section of the aluminum alloy wire from the surface layer region from the surface to the depth direction of 30 ⁇ m, take a rectangular surface layer bubble measurement region having a short side length of 30 ⁇ m and a long side length of 50 ⁇ m, The total cross-sectional area of the bubbles present in the surface bubble measurement region is 2 ⁇ m 2 or less,
  • the aluminum alloy wire has a wire diameter of 0.1 mm to 3.6 mm, The tensile strength is 150 MPa or more, 0.2% proof stress is 90 MPa or more, The elongation at break is 5% or more, Conductivity is 40% IACS or higher.
  • the cross section of the aluminum alloy wire refers to a cross section cut along a plane orthogonal to the axial direction (longitudinal direction) of the aluminum alloy wire.
  • the above aluminum alloy wire (hereinafter also referred to as Al alloy wire) is made of an aluminum alloy having a specific composition (hereinafter also referred to as Al alloy), and is subjected to aging treatment in the manufacturing process. As a result, it has high strength, is hard to break even when subjected to repeated bending, and has excellent fatigue characteristics. Further, it has a high elongation at break, high toughness, and excellent impact resistance.
  • the Al alloy wire described above has few bubbles present in the surface layer. For this reason, even when subjected to impact or repeated bending, the bubbles are unlikely to become the starting point of cracking, and cracks due to the bubbles are unlikely to occur.
  • the Al alloy wire Since it is difficult for surface cracks to occur, it is also possible to reduce the occurrence of cracks from the surface of the wire to the inside and the breakage. Therefore, the Al alloy wire is excellent in impact resistance and fatigue characteristics. In addition, since the above Al alloy wire is less likely to be cracked due to bubbles, depending on the composition and heat treatment conditions, the tensile strength, 0.2% proof stress, and elongation at break when a tensile test is performed. At least one selected from the group tends to be higher and has excellent mechanical properties.
  • the above-mentioned form since the ratio of the above-mentioned total cross-sectional area is 1.1 or more, there are many bubbles present inside compared to the surface layer of the Al alloy wire, but the above-mentioned total cross-sectional area ratio is within a specific range. In order to satisfy, it can be said that there are few bubbles inside. Therefore, the above-described form is more excellent in impact resistance and fatigue characteristics because cracks are less likely to propagate from the surface of the wire through the air bubbles, even when subjected to impacts or repeated bending, and is less likely to break.
  • the aluminum alloy further includes one or more elements selected from Fe, Cu, Mn, Ni, Zr, Cr, Zn, and Ga in the following ranges, respectively, in a total amount of 1.0% by mass or less. Is mentioned. Fe: 0.01% by mass or more and 0.25% by mass or less Each of Cu, Mn, Ni, Zr, Cr, Zn: 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less Ga: 0.005% by mass or more 1% by mass or less
  • the above-mentioned form can be expected to further improve the strength and toughness by refining the crystal by containing the above elements in a specific range in addition to Mg and Si.
  • the aluminum alloy further includes a form containing at least one of 0% by mass or more and 0.05% by mass or less of Ti and 0% by mass or more and 0.005% by mass or less of B.
  • Ti and B are easy to make crystal grains fine at the time of casting.
  • an Al alloy wire having a fine crystal structure is likely to result.
  • the above form has a fine crystal structure, is not easily broken when subjected to impact or repeated bending, and is excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • the above-mentioned form is excellent in impact resistance and fatigue characteristics because the crystal grains are fine and flexibility is excellent in addition to few bubbles.
  • the work hardening index satisfies a specific range, when the terminal part is attached by pressure bonding or the like, an improvement in the fixing force of the terminal part by work hardening can be expected. Therefore, the said form can be utilized suitably for the conductor to which terminal parts, such as an electric wire with a terminal, are attached.
  • the said form when the thickness of the surface oxide film satisfies a specific range, when the terminal portion is attached, there are few oxides (what constitutes the surface oxide film) interposed between the terminal portion and the excessive amount. In addition to preventing an increase in connection resistance due to the inclusion of oxides, it is excellent in corrosion resistance. Therefore, the said form can be utilized suitably for the conductor to which terminal parts, such as an electric wire with a terminal, are attached. In this case, it is possible to construct a connection structure that is excellent in impact resistance and fatigue characteristics, and also has low resistance and excellent corrosion resistance.
  • Examples include a hydrogen content of 8.0 ml / 100 g or less.
  • the present inventors examined the contained gas component for the Al alloy wire containing bubbles, and obtained the knowledge that it contained hydrogen. Therefore, it is considered that one factor of bubbles in the Al alloy wire is hydrogen. In the above-described embodiment, it can be said that the number of bubbles is small because the hydrogen content is small, and disconnection due to the bubbles is difficult to occur, and the impact resistance and fatigue characteristics are excellent.
  • the aluminum alloy twisted wire according to one aspect of the present invention is A plurality of the aluminum alloy wires according to any one of (1) to (8) above are twisted together.
  • Each strand constituting the aluminum alloy stranded wire (hereinafter sometimes referred to as an Al alloy stranded wire) is composed of an Al alloy having a specific composition as described above, and there are few bubbles present on the surface layer. Therefore, it is excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • a stranded wire is generally more flexible than a single wire having the same conductor cross-sectional area, and even when subjected to impact or repeated bending, each strand is difficult to break, impact resistance and fatigue Excellent characteristics. From these points, the Al alloy stranded wire is excellent in impact resistance and fatigue characteristics. Since each strand is excellent in mechanical properties as described above, the Al alloy twisted wire tends to have at least one selected from tensile strength, 0.2% yield strength, and elongation at break, Excellent mechanical properties.
  • the layer core diameter means the diameter of a circle connecting the centers of all the strands included in each layer when the stranded wire has a multilayer structure.
  • the twisting pitch satisfies a specific range, and when bending or the like, the strands are not easily twisted so that they are not easily broken. Easy to install. Therefore, in addition to being excellent in fatigue characteristics, the above form can be suitably used for a conductor to which a terminal portion such as a terminal-attached electric wire is attached.
  • the covered electric wire according to one aspect of the present invention is A covered electric wire comprising a conductor and an insulating coating covering the outer periphery of the conductor,
  • the conductor includes the aluminum alloy twisted wire according to the above (9) or (10).
  • the above-mentioned covered electric wire includes a conductor constituted by the above-described Al alloy stranded wire excellent in impact resistance and fatigue characteristics, it is excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • the electric wire with terminal according to one aspect of the present invention is: The covered electric wire according to (11) above and a terminal portion attached to an end of the covered electric wire.
  • the above-mentioned electric wire with a terminal is excellent in impact resistance and fatigue characteristics because it is composed of a covered electric wire provided with a conductor constituted by the above-described Al alloy wire or Al alloy twisted wire excellent in impact resistance and fatigue properties.
  • the aluminum alloy wire (Al alloy wire) 22 of the embodiment is a wire made of an aluminum alloy (Al alloy), and is typically used for a conductor 2 of an electric wire (FIG. 1).
  • the Al alloy wire 22 is a single wire, a stranded wire formed by twisting a plurality of Al alloy wires 22 (the Al alloy stranded wire 20 of the embodiment), or a compression formed by compressing a stranded wire into a predetermined shape. It is used in the state of a stranded wire (another example of the Al alloy stranded wire 20 of the embodiment).
  • FIG. 1 illustrates an Al alloy twisted wire 20 in which seven Al alloy wires 22 are twisted together.
  • the Al alloy wire 22 according to the embodiment has a specific composition in which the Al alloy contains Mg and Si in a specific range, and has a specific structure in which few bubbles are present in the surface layer of the Al alloy wire 22.
  • the Al alloy constituting the Al alloy wire 22 of the embodiment contains Mg of 0.03% to 1.5%, Si of 0.02% to 2.0%, and Mg / This is an Al—Mg—Si based alloy in which Si is 0.5 or more and 3.5 or less and the balance is Al and inevitable impurities.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment has a total cross-sectional area of bubbles existing in the following region (referred to as a surface bubble measurement region) taken from a surface layer region up to 30 ⁇ m in the depth direction from the surface in the transverse section. Is 2 ⁇ m 2 or less.
  • the surface bubble measurement area is a rectangular area having a short side length of 30 ⁇ m and a long side length of 50 ⁇ m.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment having the above-mentioned specific composition and having a specific structure has high strength by being subjected to an aging treatment or the like in the manufacturing process, and also can reduce breakage caused by bubbles. Excellent impact and fatigue characteristics. This will be described in more detail below. The details of the measurement method of each parameter such as the bubble size and the details of the above-described effects will be described in test examples.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment is composed of an Al—Mg—Si alloy, and Mg and Si are present in solid solution, and are excellent in strength because they are present as crystallized substances and precipitates.
  • Mg is an element having a high strength improvement effect, and it is contained in a specific range simultaneously with Si. Specifically, Mg is contained by 0.03% or more and Si is contained by 0.02% or more. The strength can be effectively improved. The higher the content of Mg and Si, the higher the strength of the Al alloy wire. By including Mg in a range of 1.5% or less and Si in a range of 2.0% or less, the conductivity caused by the inclusion of Mg and Si.
  • the Mg content is 0.1% to 2.0%, further 0.2% to 1.5%, 0.3% to 0.9%
  • the Si content can be 0.1% or more and 2.0% or less, further 0.1% or more and 1.5% or less, and 0.3% or more and 0.8% or less.
  • the ratio of the mass of Mg to the mass of Si is preferably 0.5 or more and 3.5 or less, 0.8 or more and 3.5 or less, and further 0.8 or more and 2. More preferably, it is 7 or less.
  • the Al alloy constituting the Al alloy wire 22 of the embodiment includes one or more elements selected from Fe, Cu, Mn, Ni, Zr, Cr, Zn, and Ga (hereinafter, a summary) in addition to Mg and Si. May be referred to as element ⁇ ).
  • Fe and Cu have little decrease in conductivity and can improve strength.
  • Mn, Ni, Zr, and Cr have a large decrease in conductivity, the effect of improving the strength is high.
  • Zn has little decrease in electrical conductivity and has a certain degree of strength improvement effect.
  • Ga has an effect of improving strength. Excellent fatigue properties due to improved strength.
  • Fe, Cu, Mn, Zr, and Cr have a crystal refinement effect.
  • each enumerated element When it has a fine crystal structure, it is excellent in toughness such as elongation at break, and it is easy to bend due to excellent flexibility, so that it can be expected to improve impact resistance and fatigue characteristics.
  • the content of each enumerated element is 0% to 0.5%, and the total content of the enumerated elements is 0% to 1.0%.
  • the above-described strength improvement effect and impact resistance It is easy to obtain the effect of improving the property and fatigue characteristics. Examples of the content of each element include the following.
  • the strength tends to be improved as the amount increases, and the conductivity tends to increase as the amount decreases.
  • the amount of each element added is adjusted so that the content of these elements becomes a desired amount. Adjust it. That is, the content in each additive element described above is a total amount including elements contained in the aluminum ingot used as a raw material, and does not necessarily mean the additive amount.
  • the Al alloy constituting the Al alloy wire 22 of the embodiment can contain at least one element of Ti and B in addition to Mg and Si.
  • Ti and B have the effect of making the Al alloy crystal finer during casting.
  • a cast material having a fine crystal structure as a raw material, the crystal grains are likely to become fine even when subjected to processing such as rolling or wire drawing or heat treatment including aging treatment after casting.
  • the Al alloy wire 22 having a fine crystal structure is less likely to break when subjected to impact or repeated bending as compared with a coarse crystal structure, and is excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • the refinement effect tends to increase in the order of the inclusion of B alone, the inclusion of Ti alone, and the inclusion of both Ti and B.
  • the content When Ti is contained, the content is 0% or more and 0.05% or less, and further 0.005% or more and 0.05% or less.
  • B When B is contained, the content is 0% or more and 0.005% or less. Furthermore, when it is 0.001% or more and 0.005% or less, a crystal refining effect can be obtained, and a decrease in conductivity due to the inclusion of Ti or B can be reduced. Considering the balance between the crystal refinement effect and the conductivity, the Ti content is 0.01% or more and 0.04% or less, further 0.03% or less, and the B content is 0.002% or more and 0.0. 004% or less.
  • the mass ratio of Mg / Si is preferably 0.5 or more and 3.5 or less.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment has few bubbles present on the surface layer.
  • a surface layer region 220 having a depth of 30 ⁇ m from the surface thereof, that is, an annular region having a thickness of 30 ⁇ m is taken.
  • a rectangular surface layer bubble measurement region 222 (shown by a broken line in FIG. 3) having a short side length S of 30 ⁇ m and a long side length L of 50 ⁇ m is taken.
  • the short side length S corresponds to the thickness of the surface layer region 220.
  • a tangent line T is taken for an arbitrary point (contact point P) on the surface of the Al alloy wire 22.
  • a straight line C having a length of 30 ⁇ m in the normal direction of the surface is taken from the contact P toward the inside of the Al alloy wire 22. If the Al alloy wire 22 is a round wire, a straight line C is taken toward the center of this circle.
  • a straight line parallel to the straight line C and having a length of 30 ⁇ m is defined as a short side 22S.
  • a straight line passing through the contact point P and extending along the tangent line T and having a length of 50 ⁇ m so that the contact point P becomes an intermediate point is defined as a long side 22L.
  • the total cross-sectional area of bubbles present in the surface bubble measurement region 222 is 2 ⁇ m 2 or less. Since there are few air bubbles in the surface layer, it is easy to reduce cracks originating from air bubbles when subjected to impacts or repeated bending, and as a result, the progress of cracks from the surface layer to the inside can also be reduced, and breakage caused by air bubbles can be reduced. Can be reduced. Therefore, the Al alloy wire 22 of the embodiment is excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • the total area of the bubbles is large, there may be coarse bubbles or a large number of fine bubbles, and the bubbles may become the starting point of cracks, or cracks may easily progress, and impact resistance It is inferior in property and fatigue characteristics.
  • the total cross-sectional area of the bubbles, the bubbles smaller less, since it is excellent in impact resistance and fatigue properties by reducing breakage caused by air bubbles 1.9 .mu.m 2 or less, further 1.8 .mu.m 2 or less, 1. 2 ⁇ m 2 or less is preferable, and the closer to 0, the more preferable.
  • the bubbles tend to decrease when the hot water temperature is lowered during the casting process.
  • the cooling rate at the time of casting especially the cooling rate in a specific temperature range to be described later is increased, it is less and tends to be smaller.
  • the measurement region of the bubbles in the surface layer can be a fan shape as shown in FIG.
  • the bubble measurement region 224 is indicated by a bold line so that it can be easily understood.
  • a surface layer region 220 having a depth of 30 ⁇ m from the surface thereof, that is, an annular region having a thickness t of 30 ⁇ m is taken.
  • a fan-shaped region (referred to as a bubble measurement region 224) having an area of 1500 ⁇ m 2 is taken.
  • the central angle ⁇ of the fan-shaped region having an area of 1500 ⁇ m 2 is obtained.
  • the bubble measurement area 224 can be extracted. If the total cross-sectional area of the bubbles present in the fan-shaped bubble measurement region 224 is 2 ⁇ m 2 or less, the Al alloy wire 22 having excellent impact resistance and fatigue characteristics can be obtained for the reasons described above. Taking both the above-mentioned rectangular surface bubble measurement area and fan-shaped bubble measurement area, and the total area of the bubbles present in both is 2 ⁇ m 2 or less, the wire material is excellent in impact resistance and fatigue characteristics. It is expected to improve the reliability of
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment there may be mentioned one having few air bubbles in the inside in addition to the surface layer.
  • a rectangular region referred to as an internal bubble measurement region
  • This internal bubble measurement region is taken such that the center of this rectangle overlaps the center of the Al alloy wire 22.
  • the center of the inscribed circle is the center of the Al alloy wire 22 (the same applies hereinafter).
  • the ratio of the total cross-sectional area Sib of the bubbles existing in the internal bubble measurement region to the total cross-sectional area Sfb of bubbles existing in the measurement region (Sib / Sfb) is 1.1 or more and 44 or less.
  • solidification generally proceeds from the surface of the metal toward the inside. Therefore, when the gas in the atmosphere is dissolved in the molten metal, the gas tends to escape to the outside of the metal on the metal surface layer, but the gas is easily trapped and remains inside the metal.
  • the ratio Sib / Sfb is more preferably 40 or less, more preferably 30 or less, 20 or less, or 15 or less because the smaller the ratio Sib / Sfb, the smaller the number of bubbles present inside, and the better the impact resistance and fatigue characteristics. If the ratio Sib / Sfb is 1.1 or more, it is considered that the Al alloy wire 22 with few bubbles can be manufactured without excessively reducing the hot water temperature and is suitable for mass production. It is considered that mass production is easy when the ratio Sib / Sfb is about 1.3 to 6.0.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment an Al alloy having an average crystal grain size of 50 ⁇ m or less can be cited.
  • the Al alloy wire 22 having a fine crystal structure is easy to bend, is excellent in flexibility, and hardly breaks when subjected to impact or repeated bending.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment is excellent in impact resistance and fatigue characteristics in combination with the fact that the surface layer has few bubbles.
  • the average crystal grain size is preferably 45 ⁇ m or less, more preferably 40 ⁇ m or less, and 30 ⁇ m or less because the smaller the average crystal grain size, the easier the bending and the like, and the better the impact resistance and fatigue characteristics.
  • the crystal grain size tends to become fine if, for example, Ti, B, or the element ⁇ includes an element that has a refinement effect as described above.
  • Al alloy wire 22 of the embodiment one having a hydrogen content of 8.0 ml / 100 g or less can be cited.
  • One factor of bubbles is considered to be hydrogen as described above. If the Al content of the Al alloy wire 22 is less than or equal to 8.0 ml per mass of 100 g, the Al alloy wire 22 has fewer bubbles and can reduce breakage due to the bubbles as described above. Since it is considered that the smaller the hydrogen content is, the smaller the bubbles are, and therefore it is preferably 7.8 ml / 100 g or less, more preferably 7.6 ml / 100 g or less, and 7.0 ml / 100 g or less.
  • the hydrogen in the Al alloy wire 22 is cast in an atmosphere containing water vapor such as an air atmosphere, so that the water vapor in the atmosphere is dissolved in the molten metal, and this dissolved hydrogen remains. Therefore, the hydrogen content tends to decrease when, for example, the hot water temperature is lowered to reduce the dissolution of gas from the atmosphere. Further, the hydrogen content tends to decrease when Cu is contained.
  • the thickness of the surface oxide film of the Al alloy wire 22 is 1 nm or more and 120 nm or less can be given.
  • an oxide film may exist on the surface of the Al alloy wire 22. Since the surface oxide film is as thin as 120 nm or less, it is interposed between the conductor 2 and the terminal portion 4 when the terminal portion 4 (FIG. 2) is attached to the end portion of the conductor 2 composed of the Al alloy wire 22. Less oxide.
  • the corrosion resistance of the Al alloy wire 22 can be enhanced.
  • the thinner the above range the more the increase in the connection resistance can be reduced, and the thicker the corrosion resistance can be enhanced.
  • the surface oxide film can be 2 nm to 115 nm, further 5 nm to 110 nm, and further 100 nm.
  • the thickness of the surface oxide film can be adjusted by, for example, heat treatment conditions. For example, if the oxygen concentration in the atmosphere is high (for example, an air atmosphere), the surface oxide film is easily thickened. If the oxygen concentration is low (for example, an inert gas atmosphere, a reducing gas atmosphere), the surface oxide film is easily thinned.
  • Al alloy wire 22 of the embodiment one having a work hardening index of 0.05 or more can be given.
  • the work hardening index is as large as 0.05 or more, for example, a compression twisted wire obtained by compression-molding a twisted wire obtained by twisting a plurality of Al alloy wires 22 or a conductor 2 (single wire, twisted wire) composed of the Al alloy wire 22 is used.
  • the Al alloy wire 22 is easy to work harden when it is subjected to plastic working such as crimping the terminal portion 4 to the end of the wire or the compression stranded wire.
  • the strength can be increased by work hardening, and the terminal portion 4 can be firmly fixed to the conductor 2.
  • the Al alloy wire 22 having a large work hardening index can constitute the conductor 2 excellent in the fixing property of the terminal portion 4.
  • the larger the work hardening index the higher the strength due to work hardening can be expected, so 0.08 or more, and more preferably 0.1 or more.
  • the work hardening index tends to increase as the elongation at break increases. Therefore, to increase the work hardening index, for example, the kind and content of additive elements, heat treatment conditions, etc. are adjusted to increase the elongation at break.
  • the Al alloy wire 22 having a specific structure in which a crystallized substance (described later) is fine and an average crystal grain size satisfies the above specific range easily has a work hardening index of 0.05 or more. Therefore, the work hardening index can also be adjusted by adjusting the type and content of additive elements, heat treatment conditions, and the like using the structure of the Al alloy as an index.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment is composed of the Al alloy having the specific composition described above, and is typically subjected to a heat treatment such as an aging treatment, so that the tensile strength and the O.D. In addition to 2% yield strength and excellent strength, it has high conductivity and excellent conductivity. Depending on the composition and production conditions, the elongation at break can be high and the toughness can be excellent. Quantitatively, the Al alloy wire 22 has a tensile strength of 150 MPa or more, a 0.2% proof stress of 90 MPa or more, a breaking elongation of 5% or more, and a conductivity of 40% IACS or more. Therefore, one satisfying at least one selected from the above can be mentioned.
  • the Al alloy wire 22 that satisfies two of the items to be listed, and further three items, particularly all four items, is excellent in impact resistance and fatigue characteristics, and is excellent in conductivity.
  • Such an Al alloy wire 22 can be suitably used as a conductor of an electric wire.
  • the tensile strength is 150 MPa or more, the strength is high and the fatigue characteristics are excellent. The higher the tensile strength is in the above range, the better the strength is, and the tensile strength can be 160 MPa or more, further 180 MPa or more, 200 MPa or more. If the tensile strength is low, the elongation at break and electrical conductivity are likely to be increased.
  • the breaking elongation can be 6% or more, further 7% or more, and 10% or more.
  • the Al alloy wire 22 is typically used for the conductor 2. If the electrical conductivity is 40% IACS or higher, the electrical conductivity is excellent, and it can be suitably used as a conductor for various electric wires.
  • the electrical conductivity is more preferably 45% IACS or more, 48% IACS or more, and 50% IACS or more.
  • the Al alloy wire 22 preferably has a high 0.2% proof stress. This is because when the tensile strength is the same, the higher the 0.2% proof stress, the better the adhesion to the terminal portion 4. If the 0.2% proof stress is 90 MPa or more, particularly when the terminal part is attached by pressure bonding or the like, it is more excellent in adhesion to the terminal part.
  • the 0.2% proof stress can be 95 MPa or more, further 100 MPa or more, 130 MPa or more.
  • the Al alloy wire 22 has a sufficiently large 0.2% yield strength, high strength, and is difficult to break. Excellent adherence to 4.
  • Tensile strength, 0.2% proof stress, elongation at break, and conductivity can be changed by adjusting, for example, the type and content of additive elements and manufacturing conditions (such as wire drawing conditions and heat treatment conditions). For example, when there are many additive elements, there exists a tendency for tensile strength and 0.2% yield strength to become high, and when there are few additive elements, there exists a tendency for electrical conductivity to become high.
  • the cross-sectional shape of the Al alloy wire 22 of the embodiment can be appropriately selected depending on the application.
  • the round line whose cross-sectional shape is circular is mentioned (refer FIG. 1).
  • a square line whose cross-sectional shape is a quadrangle such as a rectangle may be used.
  • the Al alloy wire 22 constitutes a strand of the above-described compression stranded wire, it is typically an irregular shape in which a circular shape is crushed.
  • the Al alloy wire 22 is a square line or the like, a rectangular area is easy to use, and if the Al alloy wire 22 is a round line or the like, the rectangular area is also a fan-shaped area. But you can use either one.
  • the shape of the wire drawing die, the shape of the die for compression molding, and the like may be selected so that the cross-sectional shape of the Al alloy wire 22 becomes a desired shape.
  • the size (cross-sectional area, wire diameter (diameter) or the like in the case of a round wire) of the Al alloy wire 22 of the embodiment can be appropriately selected according to the application.
  • the wire diameter of Al alloy wire 22 is 0.2 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the wire diameter of Al alloy wire 22 is 0.1 mm or more and 3.6 mm or less. Since the Al alloy wire 22 is a high-strength wire, it is expected that the Al alloy wire 22 can be suitably used for smaller diameter applications such as a wire diameter of 0.1 mm to 1.0 mm.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment can be used as a strand of stranded wire as shown in FIG.
  • the Al alloy twisted wire 20 of the embodiment is formed by twisting a plurality of Al alloy wires 22 together. Since the Al alloy twisted wire 20 is formed by twisting a plurality of strands (Al alloy wire 22) having a small cross-sectional area compared to a single Al alloy wire having the same conductor cross-sectional area, it is excellent in flexibility. Easy to bend. Moreover, even if the Al alloy wire 22 which is each strand is thin by being twisted together, it is excellent in intensity
  • the Al alloy twisted wire 20 of the embodiment uses an Al alloy wire 22 having a specific structure that there are few bubbles as a strand. For these reasons, even when the Al alloy twisted wire 20 is subjected to impact or repeated bending, the Al alloy wire 22 which is each element wire is not easily broken and has excellent impact resistance and fatigue characteristics. When the Al alloy wire 22 which is each element wire satisfies the above-mentioned specific ranges such as the hydrogen content and the crystal grain size, the impact resistance and fatigue characteristics are further improved.
  • the number of twisted Al alloy twisted wires 20 can be appropriately selected, and examples thereof include 7, 11, 16, 19, 37, and the like.
  • the twist pitch of the Al alloy twisted wire 20 can be selected as appropriate, when the twist pitch is 10 times or more the layer core diameter of the Al alloy twisted wire 20, a terminal portion is formed at the end of the conductor 2 composed of the Al alloy twisted wire 20. It is difficult to disperse when attaching 4, and the workability of attaching the terminal portion 4 is excellent.
  • the twist pitch is 40 times or less of the above layer core diameter, the strands are not easily twisted when bent or the like, so that they are difficult to break and have excellent fatigue characteristics.
  • the twisting pitch can be 15 to 35 times, more preferably 20 to 30 times the layer core diameter.
  • the Al alloy twisted wire 20 can be a compression twisted wire that has been further subjected to compression molding. In this case, it is possible to make the wire diameter smaller than in a state where the wires are simply twisted together, or to change the outer shape to a desired shape (for example, a circle).
  • a desired shape for example, a circle.
  • each Al alloy wire 22 constituting the Al alloy twisted wire 20 is the same as those used before twisting.
  • the specification of line 22 is substantially maintained.
  • the thickness, mechanical characteristics and electrical characteristics of the surface oxide film may change.
  • the twisting conditions may be adjusted so that the specification of the Al alloy twisted wire 20 has a desired value.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment and the Al alloy twisted wire 20 (which may be a compression stranded wire) of the embodiment can be suitably used as a conductor for electric wires. It can be used for either a bare conductor not provided with an insulating coating and a conductor of a covered electric wire provided with an insulating coating.
  • the covered electric wire 1 of the embodiment includes a conductor 2 and an insulating coating 3 that covers the outer periphery of the conductor 2, and the conductor 2 includes the Al alloy wire 22 of the embodiment or the Al alloy twisted wire 20 of the embodiment.
  • this covered electric wire 1 includes the conductor 2 composed of the Al alloy wire 22 and the Al alloy twisted wire 20 that are excellent in impact resistance and fatigue characteristics, it is excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • the insulating material constituting the insulating coating 3 can be selected as appropriate. Examples of the insulating material include polyvinyl chloride (PVC), a non-halogen resin, a material excellent in flame retardancy, and the like, and known materials can be used.
  • the thickness of the insulating coating 3 can be appropriately selected within a range having a predetermined insulating strength.
  • the covered electric wire 1 according to the embodiment can be used for electric wires for various purposes such as wiring of various electric devices such as wire harnesses and industrial robots mounted on devices such as automobiles and airplanes, and wiring of buildings.
  • the terminal portion 4 is typically attached to the end portion of the covered electric wire 1.
  • the electric wire with terminal 10 according to the embodiment includes the covered electric wire 1 according to the embodiment and a terminal portion 4 attached to an end of the covered electric wire 1. Since the electric wire with terminal 10 includes the covered electric wire 1 that is excellent in impact resistance and fatigue characteristics, it is excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • the terminal portion 4 includes a female or male fitting portion 42 at one end, an insulation barrel portion 44 that grips the insulating coating 3 at the other end, and a wire that grips the conductor 2 at the intermediate portion.
  • the crimp terminal provided with the barrel part 40 is illustrated. Examples of the other terminal portions 4 include a melted type in which the conductor 2 is melted and connected.
  • the crimp terminal is crimped to the end portion of the conductor 2 exposed by removing the insulating coating 3 at the end portion of the covered electric wire 1, and is electrically and mechanically connected to the conductor 2.
  • the Al alloy wire 22 or the Al alloy twisted wire 20 constituting the conductor 2 has a high work hardening index as described above, the cross-sectional area of the attachment portion of the crimp terminal in the conductor 2 is locally reduced. However, it is excellent in strength by work hardening. Therefore, for example, the conductor 2 is less likely to break in the vicinity of the terminal portion 4 even when subjected to an impact when the terminal portion 4 is connected to the connection target of the covered electric wire 1 or further subjected to repeated bending after the connection.
  • This terminal-attached electric wire 10 is excellent in impact resistance and fatigue characteristics.
  • the terminal-attached electric wire 10 includes one terminal portion (not shown) for the plurality of covered electric wires 1 in addition to a form in which one terminal portion 4 is attached to each covered electric wire 1.
  • a form is mentioned.
  • the electric wire with terminal 10 is easy to handle.
  • the Al alloy wire 22 of the embodiment typically undergoes heat treatment (including aging treatment) at an appropriate time in addition to basic processes such as casting, intermediate processing such as (hot) rolling and extrusion, and wire drawing. Can be manufactured. Known conditions and the like can be referred to for basic process and aging treatment conditions.
  • the Al alloy twisted wire 20 of the embodiment can be manufactured by twisting a plurality of Al alloy wires 22 together. Known conditions can be referred to for the twisting conditions and the like.
  • the Al alloy wire 22 according to the embodiment having few bubbles in the surface layer is easy to manufacture if, for example, the hot water temperature is lowered in the casting process. It is possible to reduce the dissolution of gas in the atmosphere in the molten metal, and it is possible to produce a cast material with a molten metal with a small amount of dissolved gas. Examples of the dissolved gas include hydrogen as described above, and it is considered that this hydrogen was decomposed and contained in the atmosphere. By using a cast material with a low dissolved gas such as dissolved hydrogen as the raw material, there are few bubbles due to the dissolved gas in the Al alloy after casting, even if heat treatment such as plastic working such as rolling or wire drawing or aging treatment is applied. Easy to maintain state.
  • the air bubbles existing in the surface layer or inside of the Al alloy wire 22 having the final wire diameter can be within the specific range described above.
  • the Al alloy wire 22 having a low hydrogen content can be manufactured.
  • the position of the bubbles trapped inside the Al alloy changes or the size of the bubbles Is considered to be small to some extent.
  • the total content of bubbles present in the cast material is large, the total content of bubbles present in the surface layer and inside the Al alloy wire of the final wire diameter, hydrogen, It is considered that the content of sucrose tends to increase (it remains substantially maintained). Therefore, it is proposed that the hot water temperature be lowered to sufficiently reduce bubbles contained in the cast material itself.
  • a specific hot water temperature for example, a liquidus temperature of Al alloy or higher and lower than 750 ° C. may be mentioned. Since the dissolved gas can be reduced and the bubbles of the cast material can be reduced as the hot water temperature is lower, it is preferably 748 ° C. or lower, and more preferably 745 ° C. or lower. On the other hand, when the hot water temperature is high to some extent, the additive element is easily dissolved, so that the hot water temperature can be 670 ° C. or higher, and further 675 ° C. or higher.
  • the cooling rate in the casting process can easily prevent an increase in dissolved gas from the atmosphere.
  • the specific temperature range is mainly a liquid phase range, where hydrogen and the like are easily dissolved and dissolved gas is likely to increase.
  • the cooling rate is preferably 1 ° C./second or more, more preferably 2 ° C./second or more, and 4 ° C./second or more.
  • the cooling rate is 30 ° C./second or less, further less than 25 ° C./second, 20 ° C./second or less, 20 ° C./second or less, 15 ° C./second or less, 10 It can be set to ° C./second or less. Since the cooling rate is not too fast, it is suitable for mass production. Depending on the cooling rate, a supersaturated solid solution can be obtained. In this case, the solution treatment may be omitted in the steps after casting, or may be performed separately.
  • the specific temperature region is mainly a liquid phase region, and if the cooling rate in the liquid phase region is increased, the crystallization product generated during solidification can be easily reduced.
  • the hot water temperature is lowered as described above, if the cooling rate is too high, particularly when it is 25 ° C./second or more, a crystallized product is not easily generated, and the amount of solid solution of the additive element increases. It is considered that the conductivity is lowered and it becomes difficult to obtain the pinning effect of the crystal grains due to the crystallized product.
  • the cooling rate is preferably more than 1 ° C./second, more preferably 2 ° C./second or more, although it depends on the contents of additive elements such as Mg, Si, and element ⁇ .
  • the hot water temperature is 670 ° C. or higher and lower than 750 ° C.
  • the cooling rate from the hot water temperature to 650 ° C. is lower than 20 ° C./second.
  • the cooling rate of the casting process is increased within the above-mentioned range, it is easy to obtain a cast material having a fine crystal structure, it is easy to dissolve the additive element to some extent, and DAS (Dendrite Arm Spacing) can be easily reduced (for example, The effect of 50 ⁇ m or less, and further 40 ⁇ m or less) can be expected.
  • DAS Digitalendrite Arm Spacing
  • Continuous casting enables continuous production of long cast materials and facilitates faster cooling rates.
  • reduction of bubbles, suppression of coarse crystals, refinement of crystal grains and DAS, addition of added elements can be expected.
  • the cast material is typically subjected to wire drawing with an intermediate processed material subjected to plastic processing (intermediate processing) such as (hot) rolling or extrusion. It is also possible to subject the continuous cast rolled material (an example of an intermediate processed material) to wire drawing by performing hot rolling continuously after continuous casting. Skinning and heat treatment can be performed before and after the plastic working. By skinning, the surface layer where bubbles or surface scratches may exist can be removed. Examples of the heat treatment here include those for the purpose of homogenizing or solutionizing the Al alloy.
  • the conditions for the homogenization treatment are, for example, the atmosphere is air or a reducing atmosphere, the heating temperature is about 450 ° C. to 600 ° C. (preferably 500 ° C.
  • the holding time is 1 hour to 10 hours (preferably 3 hours or more).
  • slow cooling at a cooling rate of 1 ° C./min or less.
  • the material (intermediate work material) that has undergone plastic working such as rolling as described above is subjected to wire drawing (cold) until a predetermined final wire diameter is obtained, thereby forming a wire drawing material.
  • the wire drawing is typically performed using a wire drawing die.
  • the wire drawing degree may be appropriately selected according to the final wire diameter.
  • twisting process In the case of manufacturing the Al alloy twisted wire 20, a plurality of wires (drawn wire or heat treated material that has been heat-treated after drawing) are prepared, and these are prepared at a predetermined twist pitch (for example, 10 times the layer core diameter). 40 times).
  • a predetermined twist pitch for example, 10 times the layer core diameter. 40 times.
  • Heat treatment can be performed on a wire drawing material or the like at any time during or after the wire drawing step.
  • the intermediate heat treatment performed in the middle of wire drawing includes, for example, one for the purpose of removing distortion introduced during wire drawing and improving workability.
  • Examples of the heat treatment after the wire drawing step include those for the solution treatment and those for the aging treatment. It is preferable to perform heat treatment for at least aging treatment.
  • aging treatment precipitates containing additive elements such as Mg and Si in the Al alloy and, depending on the composition, the element ⁇ (for example, Zr) are dispersed in the Al alloy, the strength is improved by age hardening, and the solid solution element This is because the conductivity can be improved by the reduction.
  • the time for performing the heat treatment includes at least one time during drawing, after drawing (before twisting), after twisting (before compression molding), and after compression molding.
  • Heat treatment may be performed at a plurality of times.
  • the solution treatment is performed before (but not immediately before) the aging treatment.
  • the intermediate heat treatment or solution treatment described above is performed in the middle of wire drawing or before twisting, the workability can be improved and the wire drawing or twisting can be easily performed.
  • the heat treatment conditions may be adjusted so that the properties after the heat treatment satisfy a desired range. For example, by performing heat treatment so that the elongation at break satisfies 5% or more, the Al alloy wire 22 having a work hardening index satisfying the specific range described above can be manufactured.
  • Either heat treatment can be performed continuously by supplying the heat treatment target to a heating vessel such as a pipe furnace or electric furnace, or batch processing in which the heat treatment target is enclosed in a heating vessel such as an atmospheric furnace. it can.
  • a heating vessel such as a pipe furnace or electric furnace
  • batch processing in which the heat treatment target is enclosed in a heating vessel such as an atmospheric furnace.
  • the continuous treatment for example, the temperature of the wire is measured with a non-contact type thermometer, and the control parameters are adjusted so that the characteristics after the heat treatment are within a predetermined range.
  • Specific conditions for batch processing include, for example, the following. (Solution treatment)
  • the heating temperature is about 450 ° C. to 620 ° C. (preferably 500 ° C.
  • the holding time is 0.005 seconds to 5 hours (preferably 0.01 seconds to 3 hours), Rapid cooling (intermediate heat treatment) heating temperature at a cooling rate of 100 ° C./min or more, 200 ° C./min or more, heating temperature of 250 ° C. or more and 550 ° C. or less, heating time of 0.01 seconds or more and 5 hours or less (aging treatment) heating temperature of 100 ° C to 300 ° C, 140 ° C to 250 ° C, holding time of 4 hours to 20 hours, further 16 hours or less
  • Examples of the atmosphere during the heat treatment include an atmosphere having a relatively high oxygen content such as an air atmosphere, or a low oxygen atmosphere having a lower oxygen content than the air.
  • the atmosphere control is unnecessary, but the surface oxide film is easily formed thick (for example, 50 nm or more). For this reason, in the case of an air atmosphere, if the continuous treatment is performed to easily shorten the holding time, it is easy to manufacture the Al alloy wire 22 in which the thickness of the surface oxide film satisfies the specific range described above.
  • Examples of the low oxygen atmosphere include a vacuum atmosphere (reduced pressure atmosphere), an inert gas atmosphere, and a reducing gas atmosphere.
  • Examples of the inert gas include nitrogen and argon.
  • the reducing gas examples include hydrogen gas, a hydrogen mixed gas containing hydrogen and an inert gas, and a mixed gas of carbon monoxide and carbon dioxide.
  • the atmosphere control is required in a low oxygen atmosphere, the surface oxide film can be easily thinned (for example, less than 50 nm). Therefore, in the case of a low oxygen atmosphere, when the batch process is easy to control the atmosphere, the Al alloy wire 22 in which the thickness of the surface oxide film satisfies the specific range described above, preferably the thickness of the surface oxide film is more It is easy to manufacture a thin Al alloy wire 22.
  • the degree of wire drawing from a material obtained by subjecting a continuously cast material to plastic processing such as rolling or a continuous cast rolled material to a wire drawing material of the final wire diameter is 80% or more, and the wire drawing material of the final wire diameter or twisted
  • heat treatment especially aging treatment
  • heat treatment may be performed during the wire drawing.
  • Other methods for adjusting the thickness of the surface oxide film include exposing the drawn wire with the final wire diameter in the presence of high-temperature and high-pressure hot water, applying water to the drawn wire with the final wire diameter, and continuous treatment in the atmosphere.
  • a drying step may be provided after water cooling.
  • the surface oxide film tends to be thickened by exposure to hot water or application of water. By drying after the above-described water cooling, formation of a boehmite layer due to water cooling is prevented, and the surface oxide film tends to be thin.
  • the coated electric wire 1 of the embodiment prepares the Al alloy wire 22 or the Al alloy stranded wire 20 (which may be a compression stranded wire) of the embodiment constituting the conductor 2, and forms the insulating coating 3 on the outer periphery of the conductor 2 by extrusion or the like Can be manufactured.
  • Known conditions can be referred to for the extrusion conditions and the like.
  • the electric wire with terminal 10 of the embodiment can be manufactured by removing the insulating coating 3 at the end portion of the covered electric wire 1 to expose the conductor 2 and attaching the terminal portion 4.
  • each manufacturing method performs the process which attached
  • Sample No. 1 to No. 71, no. 101 to No. 106, no. 111 to No. Reference numeral 115 denotes a sample manufactured by the manufacturing method C.
  • Sample No. 72 to No. Reference numeral 77 denotes a sample manufactured in order from manufacturing methods A, B, and D.
  • the specific manufacturing process of the manufacturing method C is demonstrated.
  • the same steps as manufacturing method C are performed under the same conditions.
  • the intermediate heat treatment is a continuous treatment using a high frequency induction heating method (wire temperature: about 300 ° C.).
  • the conditions of the solution treatment of the manufacturing method G are batch processing of 540 degreeC x 3 hours.
  • Pure aluminum 99.7 mass% or more Al is prepared and melted as a base, and the contents of additive elements shown in Tables 1 to 4 are shown in Tables 1 to 4 in the obtained molten metal (molten aluminum).
  • the molten aluminum alloy is prepared by adding the amount (mass%).
  • the continuously cast rolled material is produced by continuously performing casting and hot rolling using a belt-wheel type continuous casting rolling machine and a prepared molten Al alloy to obtain a wire rod having a diameter of 9.5 mm.
  • the billet cast material is produced by pouring a molten Al alloy into a predetermined fixed mold and cooling it. After homogenizing the billet cast material, hot rolling is performed to produce a ⁇ 9.5 mm wire rod (rolled material).
  • Tables 5 to 8 show the type of casting method (continuous cast rolled material is indicated as “continuous” and billet cast material is indicated as “billet”), molten metal temperature (° C.), cooling rate during casting process (from hot water temperature to 650 ° C.) The average cooling rate of [deg.] C./sec. The cooling rate was changed by adjusting the cooling state using a water cooling mechanism or the like.
  • the wire rod is subjected to solution treatment (batch treatment) under conditions of 530 ° C. ⁇ 5 hours, followed by cold wire drawing to draw a wire with a wire diameter of ⁇ 0.3 mm, a wire with a diameter of ⁇ 0.25 mm.
  • a wire rod and a wire rod having a wire diameter of ⁇ 0.32 mm are produced.
  • an aging treatment is performed to produce an aging material (Al alloy wire).
  • the solution treatment is a high-frequency induction heating type continuous treatment, and the wire temperature is measured with a non-contact infrared thermometer, and the energization conditions are controlled so that the wire temperature becomes 300 ° C. or higher.
  • the aging treatment is a batch treatment using a box furnace, and is performed in the temperature (° C.), time (time (H)), and atmosphere shown in Tables 5 to 8.
  • Sample No. No. 113 performs a boehmite treatment (100 ° C. ⁇ 15 minutes) after an aging treatment in an air atmosphere (in Table 8, “*” is added to the atmosphere column).
  • the obtained aging material having a wire diameter of ⁇ 0.3 mm was subjected to a bending test, and the number of times until breakage was measured.
  • the bending test was measured using a commercially available repeated bending tester.
  • a bending strain of 0.3% is applied to the wire of each sample
  • repeated bending is performed with a load of 12.2 MPa applied.
  • Three or more bending tests were performed for each sample, and the average (times) is shown in Table 9 to Table 12. It can be said that the more the number of times until breakage is, the more difficult it is to break by repeated bending, and the better the fatigue characteristics.
  • the obtained wire diameter ⁇ 0.25 mm or wire diameter ⁇ 0.32 mm (not subjected to the above-mentioned aging treatment and solution treatment immediately before aging, and production methods B, F and G are not subjected to aging treatment) )
  • a twisted wire using seven wires having a wire diameter of 0.25 mm is prepared.
  • the compression twisted wire which further compression-molded the twisted wire using seven wires with a wire diameter of ⁇ 0.32 mm is produced.
  • the cross-sectional area of the stranded wire and the cross-sectional area of the compression stranded wire are both 0.35 mm 2 (0.35 sq).
  • the twist pitch is 20 mm (about 40 times the core diameter when using a wire drawing material with a wire diameter of 0.25 mm, and about 32 times the core diameter when using a wire drawing material with a wire diameter of 0.32 mm).
  • Solution treatment and aging treatment are applied to the obtained stranded wire and compression stranded wire in this order (production methods B, F, and G are only aging treatment). All the heat treatment conditions are the same as the heat treatment conditions applied to the 0.3 mm wire drawing material described above, the solution treatment is a continuous treatment of a high frequency induction heating method, and the aging treatment is a batch treatment performed under the conditions shown in Tables 5 to 8. Yes (see above for * in sample No. 113).
  • the obtained aging stranded wire is used as a conductor, and an insulating coating (thickness 0.2 mm) is formed on the outer periphery of the conductor with an insulating material (here, a halogen-free insulating material) to produce a coated electric wire.
  • an insulating coating thickness 0.2 mm
  • an insulating material here, a halogen-free insulating material
  • Tables 13 to 16 show the total area A ( ⁇ m 2 ) as a value obtained by averaging the total cross-sectional areas of the bubbles in the total seven measurement regions.
  • a fan-shaped bubble measurement region having an area of 1500 ⁇ m 2 is taken from an annular surface layer region having a thickness of 30 ⁇ m, and evaluation is performed using the above-described rectangular surface bubble measurement region.
  • the total area B ( ⁇ m 2 ) of the bubbles in the fan-shaped bubble measurement region was determined. The results are shown in Tables 13 to 16.
  • the measurement of the total cross-sectional area of the bubbles can be easily performed by performing image processing such as binarization processing on the observed image and extracting the bubbles from the processed image.
  • a rectangular internal bubble measurement region having a short side length of 30 ⁇ m and a long side length of 50 ⁇ m is taken.
  • the internal bubble measurement region is taken so that the center of the rectangle overlaps the center of each Al alloy wire.
  • the ratio “internal / surface layer” of the total cross-sectional area of the bubbles existing in the internal bubble measurement region to the total cross-sectional area of the bubbles existing in the surface layer bubble measurement region is obtained.
  • a total of seven surface bubble measurement areas and internal bubble measurement areas are taken to determine the ratio “internal / surface layer”.
  • Tables 13 to 16 show values obtained by averaging the ratio “inside / surface layer” in the seven measurement regions in total as the ratio “inside / surface layer A”.
  • the ratio “internal / surface layer B” in the above-described fan-shaped bubble measurement region was determined in the same manner as in the case of evaluation in the rectangular surface bubble measurement region described above, and the results are shown in Tables 13 to 16 .
  • Crystal grain size in accordance with JIS G 0551 (steel-microscopic test method of grain size, 2013), a test line is drawn on the SEM observation image, and the test line is divided at each crystal grain.
  • the length to be used is defined as the crystal grain size (cutting method).
  • the length of the test line is such that ten or more crystal grains are divided by the test line.
  • Three test lines are drawn on one cross section to obtain each crystal grain size, and the average value of these crystal grain sizes is shown in Table 13 to Table 16 as the average crystal grain size ( ⁇ m). .
  • the hydrogen content is measured by an inert gas melting method. Specifically, a sample is put into a graphite crucible in an argon stream, and heated and melted to extract hydrogen together with other gases. The extracted gas is passed through a separation column to separate hydrogen from other gases, measured with a thermal conductivity detector, and the hydrogen content is determined by quantifying the hydrogen concentration.
  • the thickness is measured using this SEM observation image.
  • the analysis in the depth direction is separately performed by X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA). Repeat to measure.
  • terminal fixation power (N) was evaluated.
  • N terminal fixation power
  • a terminal portion attached to one end of a terminal-attached electric wire is held by a terminal chuck, the insulating coating at the other end of the covered electric wire is removed, and the conductor portion is held by the conductor chuck.
  • the maximum load (N) at break was measured using a general-purpose tensile testing machine, and this maximum load (N) was evaluated as the terminal fixing force (N). To do.
  • As determined conductor cross-sectional area of the maximum load terminals bonding strength per unit area divided by the (here 0.35 mm 2 are) (N / mm 2) shown in Table 13 to Table 16.
  • Specimen No. 2 composed of an Al—Mg—Si alloy having a specific composition containing Mg and Si in a specific range and appropriately including a specific element ⁇ in a specific range and subjected to an aging treatment.
  • 1 to No. 77 (hereinafter sometimes collectively referred to as an aging sample group)
  • Al alloy wire is sample No. 101 to No.
  • the impact resistance evaluation parameter value is higher than that of an Al alloy wire 106 (hereinafter, sometimes collectively referred to as a comparative sample group), and is 4 J / m or more.
  • the Al alloy wires of the aging sample group have a high elongation at break and a high number of bendings.
  • the Al alloy wire of the aging sample group has excellent impact resistance and excellent fatigue characteristics in a balanced manner as compared with the Al alloy wire of the comparative sample group.
  • the aging sample group is excellent in mechanical characteristics and electrical characteristics, that is, has high tensile strength, high electrical conductivity, high elongation at break, and here, 0.2% proof stress is also high.
  • the Al alloy wires of the aging sample group satisfy a tensile strength of 150 MPa or more, a 0.2% proof stress of 90 MPa or more, a breaking elongation of 5% or more, and a conductivity of 40% IACS or more.
  • the ratio “strength / tensile” between the tensile strength and the 0.2% proof stress is also high, being 0.5 or more.
  • Table 13 to Table 15 it can be seen that the Al alloy wire of the aging sample group is also excellent in adhesion to the terminal portion (40 N or more).
  • the Al alloy wire of the aging sample group has a work hardening index as large as 0.05 or more (Tables 9 to 11), so that the effect of improving the strength by work hardening when crimping a crimp terminal is good. It is thought that it was obtained.
  • the evaluation results using the rectangular measurement area A and the evaluation results using the fan-shaped measurement area B are referred to.
  • the total area of bubbles existing in the surface layer is 2.0 ⁇ m 2 or less.
  • 111, no. 114, no. Less than 115 Al alloy wire Paying attention to the bubbles on the surface layer, sample No. 20 and sample no. 111, sample no. 47 and sample no. 114, Sample No. 71 and sample no. 115 is compared. Sample No. with few bubbles 20, no. 47, no. It can be seen that No.
  • the Al alloy wire of the aging sample group has not only the surface layer but also a small number of bubbles present inside. Quantitatively, the ratio of the total area of the bubbles “inside / surface layer” is 44 or less, here 35 or less, and many samples are 20 or less, and further 10 or less. Sample No. having the same composition. 20 and sample no. When the sample No. 111 having a small ratio “internal / surface layer” is compared with Sample No. 111. No. 20 has more flexing times (Tables 10 and 12) and higher impact resistance parameter values (Tables 14 and 16). One reason for this is that Sample No.
  • the Al alloy wire of the aging sample group has a small crystal grain size. Quantitatively, the average crystal grain size is 50 ⁇ m or less, many samples are 35 ⁇ m or less, further 30 ⁇ m or less, and some samples are 20 ⁇ m or less. 112 (Table 16). Sample No. having the same composition. 20 (Table 10) and Sample No. 112 (Table 12), sample no. 20 is about twice as many times of bending. Therefore, it is considered that the small crystal grain size contributes particularly to improvement of fatigue characteristics. In addition, from this test, it can be said that, for example, if the aging temperature is lowered or the holding time is shortened, the crystal grain size can be easily reduced.
  • the Al alloy wire of the aging sample group has a surface oxide film but is thin (compare with Sample No. 113 in Table 16) and is 120 nm or less. Therefore, it is considered that these Al alloy wires can reduce an increase in connection resistance with the terminal portion and can construct a low resistance connection structure.
  • the insulation coating is removed to make only the conductor, the stranded wire or the compression stranded wire constituting the conductor is unwound and separated into the strands, and any one strand is used as a sample for salt water A spray test was conducted and the presence or absence of corrosion was examined by visual confirmation. As a result, there was no corrosion.
  • the condition of the salt spray test is that a 5 mass% NaCl aqueous solution is used and the test time is 96 hours. From this, it is considered that providing the surface oxide film with an appropriate thickness (here, 1 nm or more) contributes to improvement of corrosion resistance. In addition, from this test, it can be said that the surface oxide film is likely to be thick when the heat treatment such as aging treatment is performed in the air atmosphere or the condition that the boehmite layer can be formed, and is thin when the atmosphere is low oxygen.
  • an Al alloy wire made of an Al—Mg—Si alloy having a specific composition and subjected to aging treatment, which has few bubbles in the surface layer, has high strength, high toughness, and high conductivity. In addition to excellent connection strength with the terminal portion, it also has excellent impact resistance and fatigue characteristics.
  • Such an Al alloy wire is expected to be suitably used as a conductor of a covered electric wire, particularly a conductor of a terminal-attached electric wire to which a terminal portion is attached.
  • the present invention is not limited to these exemplifications, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
  • the composition of the alloy of Test Example 1 the cross-sectional area of the wire, the number of twisted strands, and the production conditions (hot water temperature, cooling rate during casting, heat treatment time, heat treatment conditions, etc.) can be changed as appropriate.
  • a 1500- ⁇ m 2 fan-shaped bubble measurement region is taken from the annular surface layer region in the depth direction from the surface to 30 ⁇ m, and the total number of bubbles present in the fan-shaped bubble measurement region
  • the aluminum alloy wire described in [Appendix 1] at least one of the mechanical properties such as tensile strength, 0.2% proof stress, elongation at break, crystal grain size, work hardening index, and hydrogen content is further described above. When the specific range is satisfied, the impact resistance and fatigue characteristics are more excellent.
  • the aluminum alloy wire described in [Appendix 1] has excellent conductivity when the electrical conductivity satisfies the above-described specific range, and excellent corrosion resistance when the surface oxide film satisfies the above-mentioned specific range.
  • the aluminum alloy wire described in [Appendix 1] can be used for the above-described aluminum alloy twisted wire, covered electric wire, or electric wire with terminal.

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Abstract

アルミニウム合金から構成されるアルミニウム合金線であって、前記アルミニウム合金は、Ｍｇを０．０３質量％以上１．５質量％以下、Ｓｉを０．０２質量％以上２．０質量％以下含有し、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．５以上３．５以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、前記アルミニウム合金線の横断面において、その表面から深さ方向に３０μｍまでの表層領域から、短辺長さが３０μｍであり、長辺長さが５０μｍである長方形の表層気泡測定領域をとり、前記表層気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積が２μｍ２以下であり、前記アルミニウム合金線の線径が０．１ｍｍ以上３．６ｍｍ以下であり、引張強さが１５０ＭＰａ以上であり、０．２％耐力が９０ＭＰａ以上であり、破断伸びが５％以上であり、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であるアルミニウム合金線。

Description

アルミニウム合金線、アルミニウム合金撚線、被覆電線、及び端子付き電線
　本発明は、アルミニウム合金線、アルミニウム合金撚線、被覆電線、及び端子付き電線に関する。
　本出願は、２０１６年１０月３１日付の日本国出願の特願２０１６－２１３１５３に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　電線用導体に適した線材として、特許文献１は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金から構成される極細線であって、高強度で導電率も高く、伸びにも優れるアルミニウム合金線を開示する。
特開２０１２－２２９４８５号公報
　本開示のアルミニウム合金線は、
　アルミニウム合金から構成されるアルミニウム合金線であって、
　前記アルミニウム合金は、Ｍｇを０．０３質量％以上１．５質量％以下、Ｓｉを０．０２質量％以上２．０質量％以下含有し、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．５以上３．５以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、
　前記アルミニウム合金線の横断面において、その表面から深さ方向に３０μｍまでの表層領域から、短辺長さが３０μｍであり、長辺長さが５０μｍである長方形の表層気泡測定領域をとり、前記表層気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積が２μｍ２以下であり、
　前記アルミニウム合金線の線径が０．１ｍｍ以上３．６ｍｍ以下であり、
　引張強さが１５０ＭＰａ以上であり、
　０．２％耐力が９０ＭＰａ以上であり、
　破断伸びが５％以上であり、
　導電率が４０％ＩＡＣＳ以上である。
　本開示のアルミニウム合金撚線は、
　上記の本開示のアルミニウム合金線を複数撚り合わせてなる。
　本開示の被覆電線は、
　導体と、前記導体の外周を覆う絶縁被覆とを備える被覆電線であって、
　前記導体は、上記の本開示のアルミニウム合金撚線を備える。
　本開示の端子付き電線は、
　上記の本開示の被覆電線と、前記被覆電線の端部に装着された端子部とを備える。
実施形態のアルミニウム合金線を導体に含む被覆電線を示す概略斜視図である。 実施形態の端子付き電線について、端子部近傍を示す概略側面図である。 気泡の測定方法を説明する説明図である。 気泡の測定方法を説明する別の説明図である。 アルミニウム合金線の製造工程を説明する説明図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　電線に備える導体などに利用される線材として、耐衝撃性に優れる上に、疲労特性にも優れるアルミニウム合金線が望まれている。
　自動車や飛行機などの機器に載置されるワイヤーハーネス、産業用ロボットなどといった各種の電気機器の配線、建築物などの配線といった各種の用途の電線には、機器の使用時や布設時などに衝撃や繰り返しの曲げなどが与えられることがある。具体的には以下の（１）から（３）などが挙げられる。
（１）自動車用ワイヤーハーネスに備える電線では、電線を接続対象に取り付ける際などで端子部近傍に衝撃が与えられること（特許文献１）、その他、自動車の走行状態によって突発的な衝撃が与えられること、自動車の走行時の振動によって繰り返しの曲げが与えられることなどが考えられる。
（２）産業用ロボットに配線される電線では、繰り返しの曲げや捻回などが与えられることなどが考えられる。
（３）建築物に配線される電線では、布設時に作業者が突発的に強く引っ張ったり、誤って落下させたりして衝撃が与えられること、コイル状に巻き取られた線材から巻き癖を除去するために波打つように振ることで繰り返しの曲げが与えられることなどが考えられる。
　従って、電線に備える導体などに利用されるアルミニウム合金線には、衝撃だけでなく、繰り返しの曲げが与えられた場合でも、断線し難いことが望まれる。
　そこで、耐衝撃性及び疲労特性に優れるアルミニウム合金線を提供することを目的の一つとする。また、耐衝撃性及び疲労特性に優れるアルミニウム合金撚線、被覆電線、端子付き電線を提供することを別の目的の一つとする。
［本開示の効果］
　本開示のアルミニウム合金線、本開示のアルミニウム合金撚線、本開示の被覆電線、本開示の端子付き電線は、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。
　本発明者らは、種々の条件でアルミニウム合金線を製造して、耐衝撃性、疲労特性（繰り返しの曲げに対する断線し難さ）に優れるアルミニウム合金線を検討した。Ｍｇ及びＳｉを特定の範囲で含むという特定の組成のアルミニウム合金から構成され、特に時効処理が施された線材は、高強度（例えば、引張強さや０．２％耐力が高い）であり、導電率が高く導電性にも優れる。この線材において、特に表層に気泡が少ないと、耐衝撃性に優れる上に、繰り返しの曲げによっても断線し難いとの知見を得た。表層に気泡が少ないアルミニウム合金線は、例えば鋳造に供するアルミニウム合金の溶湯温度を特定の範囲に制御することで製造できる、との知見を得た。本願発明は、これらの知見に基づくものである。最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
［本願発明の実施形態の説明］
（１）本願発明の一態様に係るアルミニウム合金線は、
　アルミニウム合金から構成されるアルミニウム合金線であって、
　前記アルミニウム合金は、Ｍｇを０．０３質量％以上１．５質量％以下、Ｓｉを０．０２質量％以上２．０質量％以下含有し、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．５以上３．５以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、
　前記アルミニウム合金線の横断面において、その表面から深さ方向に３０μｍまでの表層領域から、短辺長さが３０μｍであり、長辺長さが５０μｍである長方形の表層気泡測定領域をとり、前記表層気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積が２μｍ２以下であり、
　前記アルミニウム合金線の線径が０．１ｍｍ以上３．６ｍｍ以下であり、
　引張強さが１５０ＭＰａ以上であり、
　０．２％耐力が９０ＭＰａ以上であり、
　破断伸びが５％以上であり、
　導電率が４０％ＩＡＣＳ以上である。
　アルミニウム合金線の横断面とは、アルミニウム合金線の軸方向（長手方向）に直交する面で切断した断面をいう。
　上記のアルミニウム合金線（以下、Ａｌ合金線と呼ぶことがある）は、特定の組成のアルミニウム合金（以下、Ａｌ合金と呼ぶことがある）から構成されており、製造過程で時効処理などが施されることで、高強度であり、繰り返しの曲げが与えられた場合でも断線し難く、疲労特性に優れる。また、破断伸びが高く、高靭性であり、耐衝撃性にも優れる。特に、上記のＡｌ合金線は、表層に存在する気泡が少ない。そのため、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などでも、気泡が割れの起点になり難く、気泡に起因する割れが生じ難い。表面割れが生じ難いことで、線材の表面から内部に割れが進展したり、破断に至ったりすることも低減できる。従って、上記のＡｌ合金線は、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。また、上記のＡｌ合金線は、気泡に起因する割れが生じ難いことから、組成や熱処理条件などにもよるが、引張試験を行った場合に引張強さ、０．２％耐力、及び破断伸びから選択される少なくとも一つがより高い傾向にあり、機械的特性にも優れる。
（２）上記のＡｌ合金線の一例として、
　前記アルミニウム合金線の横断面において、短辺長さが３０μｍであり、長辺長さが５０μｍである長方形の内部気泡測定領域をこの長方形の中心が前記アルミニウム合金線の中心に重なるようにとり、前記表層気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積に対する前記内部気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積の比が１．１以上４４以下である形態が挙げられる。
　上記形態は、上述の合計断面積の比が１．１以上であるため、Ａｌ合金線の表層に比較して内部に存在する気泡が多いものの、上述の合計断面積の比が特定の範囲を満たすため、内部も気泡が少ないといえる。従って、上記形態は、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などでも、気泡を介して線材の表面から内部に割れが進展し難く、より破断し難いため、耐衝撃性及び疲労特性により優れる。
（３）上記のＡｌ合金線の一例として、
　前記アルミニウム合金は、更に、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｚｎ、及びＧａから選択される１種以上の元素をそれぞれ以下の範囲で、合計で１．０質量％以下含有する形態が挙げられる。
　Ｆｅ：０．０１質量％以上０．２５質量％以下
　Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｚｎのそれぞれ：０．０１質量％以上０．５質量％以下
　Ｇａ：０．００５質量％以上０．１質量％以下
　上記形態は、Ｍｇ及びＳｉに加えて上述の元素を特定の範囲で含有することで、更なる強度の向上や、結晶の微細化による靭性の向上などが期待できる。
（４）上記のＡｌ合金線の一例として、
　前記アルミニウム合金は、更に、０質量％以上０．０５質量％以下のＴｉ及び０質量％以上０．００５質量％以下のＢの少なくとも一方を含有する形態が挙げられる。
　ＴｉやＢは鋳造時に結晶粒を微細にし易い。微細な結晶組織を有する鋳造材を素材に利用することで、結果として微細な結晶組織を有するＡｌ合金線となり易い。上記形態は、微細な結晶組織を有しており、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などに破断し難く、耐衝撃性や疲労特性に優れる。
（５）上記のＡｌ合金線の一例として、
　前記アルミニウム合金の平均結晶粒径が５０μｍ以下である形態が挙げられる。
　上記形態は、気泡が少ないことに加えて、結晶粒が微細であり柔軟性に優れるため、耐衝撃性及び疲労特性により優れる。
（６）上記のＡｌ合金線の一例として、
　加工硬化指数が０．０５以上である形態が挙げられる。
　上記形態は、加工硬化指数が特定の範囲を満たすため、端子部を圧着などして取り付けた場合に加工硬化による端子部の固着力の向上が期待できる。従って、上記形態は、端子付き電線などの端子部が取り付けられる導体に好適に利用できる。
（７）上記のＡｌ合金線の一例として、
　前記アルミニウム合金線の表面酸化膜の厚さが１ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である形態が挙げられる。
　上記形態は、表面酸化膜の厚さが特定の範囲を満たすことで、端子部を取り付けた場合に端子部との間に介在する酸化物（表面酸化膜を構成するもの）が少なく、過度の酸化物の介在による接続抵抗の増大を防止できる上に、耐食性にも優れる。従って、上記形態は、端子付き電線などの端子部が取り付けられる導体に好適に利用できる。この場合、耐衝撃性及び疲労特性に優れる上に、低抵抗で耐食性にも優れる接続構造を構築できる。
（８）上記のＡｌ合金線の一例として、
　水素の含有量が８．０ｍｌ／１００ｇ以下である形態が挙げられる。
　本発明者らは、気泡を含有するＡｌ合金線について含有ガス成分を調べたところ、水素を含むとの知見を得た。従って、Ａｌ合金線内の気泡の一要因は、水素であると考えられる。上記形態は、水素の含有量が少ないことからも気泡が少ないといえ、気泡に起因する断線が生じ難く、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。
（９）本願発明の一態様に係るアルミニウム合金撚線は、
　上記（１）から（８）のいずれか一つに記載のアルミニウム合金線を複数撚り合わせてなる。
　上記のアルミニウム合金撚線（以下、Ａｌ合金撚線と呼ぶことがある）を構成する各素線は、上述のように特定の組成のＡｌ合金で構成されると共に、表層に存在する気泡が少ないことで、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。また、撚線は、一般に、同じ導体断面積を有する単線と比較して可撓性に優れ、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などでも、各素線が破断し難く、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。これらの点から、上記のＡｌ合金撚線は、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。各素線が上述のように機械的特性に優れることから、上記のＡｌ合金撚線は、引張強さ、０．２％耐力、及び破断伸びから選択される少なくとも一つがより高い傾向にあり、機械的特性にも優れる。
（１０）上記のＡｌ合金撚線の一例として、
　撚りピッチが前記アルミニウム合金撚線の層心径の１０倍以上４０倍以下である形態が挙げられる。
　層心径とは、撚線が多層構造である場合、各層に含まれる全ての素線の中心を連ねる円の直径をいう。
　上記形態は、撚りピッチが特定の範囲を満たすことで、曲げなどを行った際に素線同士が捻じれ難いため破断し難い上に、端子部を取り付ける場合にはばらけ難いため端子部を取り付け易い。従って、上記形態は、特に疲労特性に優れる上に、端子付き電線などの端子部が取り付けられる導体に好適に利用できる。
（１１）本願発明の一態様に係る被覆電線は、
　導体と、前記導体の外周を覆う絶縁被覆とを備える被覆電線であって、
　前記導体は、上記（９）又は（１０）に記載のアルミニウム合金撚線を備える。
　上記の被覆電線は、上述の耐衝撃性及び疲労特性に優れるＡｌ合金撚線によって構成される導体を備えるため、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。
（１２）本願発明の一態様に係る端子付き電線は、
　上記（１１）に記載の被覆電線と、前記被覆電線の端部に装着された端子部とを備える。
　上記の端子付き電線は、上述の耐衝撃性及び疲労特性に優れるＡｌ合金線やＡｌ合金撚線によって構成される導体を備える被覆電線を構成要素とするため、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。
［本願発明の実施形態の詳細］
　以下、適宜、図面を参照して、本願発明の実施の形態を詳細に説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。以下の説明において元素の含有量は、質量％を示す。
［アルミニウム合金線］
（概要）
　実施形態のアルミニウム合金線（Ａｌ合金線）２２は、アルミニウム合金（Ａｌ合金）から構成される線材であり、代表的には、電線の導体２などに利用される（図１）。この場合、Ａｌ合金線２２は、単線、又は複数のＡｌ合金線２２が撚り合わされてなる撚線（実施形態のＡｌ合金撚線２０）、又は撚線が所定の形状に圧縮成形されてなる圧縮撚線（実施形態のＡｌ合金撚線２０の別例）の状態で利用される。図１では７本のＡｌ合金線２２が撚り合わされたＡｌ合金撚線２０を例示する。実施形態のＡｌ合金線２２は、Ａｌ合金がＭｇ及びＳｉを特定の範囲で含むという特定の組成を有すると共に、Ａｌ合金線２２の表層に存在する気泡が少ないという特定の組織を有する。詳しくは、実施形態のＡｌ合金線２２を構成するＡｌ合金は、Ｍｇを０．０３％以上１．５％以下、Ｓｉを０．０２％以上２．０％以下含有し、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．５以上３．５以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金である。また、実施形態のＡｌ合金線２２は、その横断面において、その表面から深さ方向に３０μｍまでの表層領域からとった以下の領域（表層気泡測定領域と呼ぶ）に存在する気泡の合計断面積が２μｍ２以下である。表層気泡測定領域は、短辺長さが３０μｍであり、長辺長さが５０μｍである長方形の領域とする。上述の特定の組成を有すると共に特定の組織を有する実施形態のＡｌ合金線２２は、製造過程で時効処理などを受けることで高強度である上に、気泡に起因する破断も低減できるため、耐衝撃性、疲労特性にも優れる。
　以下、より詳細に説明する。なお、気泡の大きさなどといった各パラメータの測定方法の詳細、上述の効果の詳細は試験例で説明する。
（組成）
　実施形態のＡｌ合金線２２は、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金で構成されて、Ｍｇ及びＳｉが固溶して存在すると共に、晶出物及び析出物として存在することで強度に優れる。Ｍｇは強度の向上効果が高い元素であり、Ｓｉと同時に特定の範囲で含有することで、具体的にはＭｇを０．０３％以上かつＳｉを０．０２％以上含有することで、時効硬化による強度の向上を効果的に図ることができる。Ｍｇ及びＳｉの含有量が高いほど、Ａｌ合金線の強度を高められ、Ｍｇを１．５％以下かつＳｉを２．０％以下の範囲で含むことで、Ｍｇ及びＳｉの含有に起因する導電率や靭性の低下を招き難く、高い導電率や高い靭性などを有したり、伸線加工時に断線し難く、製造性にも優れたりする。強度、靭性、導電率のバランスを考慮して、Ｍｇの含有量を０．１％以上２．０％以下、更に０．２％以上１．５％以下、０．３％以上０．９％以下、Ｓｉの含有量を０．１％以上２．０％以下、更に０．１％以上１．５％以下、０．３％以上０．８％以下とすることができる。
　Ｍｇ及びＳｉの含有量を上述の特定の範囲とすると共に、ＭｇとＳｉとの質量比を特定の範囲とすると、一方の元素が過剰にならず、Ｍｇ及びＳｉが晶出物や析出物の状態で適切に存在できることで、強度や導電性に優れて好ましい。具体的には、Ｓｉの質量に対するＭｇの質量の比（Ｍｇ／Ｓｉ）が０．５以上３．５以下であることが好ましく、０．８以上３．５以下、更に０．８以上２．７以下であることがより好ましい。
　実施形態のＡｌ合金線２２を構成するＡｌ合金は、Ｍｇ，Ｓｉに加えて、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｚｎ、及びＧａから選択される１種以上の元素（以下、まとめて元素αと呼ぶことがある）を含有することができる。Ｆｅ，Ｃｕは、導電率の低下が少なく、強度を向上できる。Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｃｒは、導電率の低下が大きいものの、強度の向上効果が高い。Ｚｎは、導電率の低下が少なく、強度の向上効果をある程度有する。Ｇａは強度の向上効果を有する。強度の向上により、疲労特性に優れる。また、Ｆｅ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｃｒは、結晶の微細化効果がある。微細な結晶組織を有すると、破断伸びといった靭性に優れたり、柔軟性に優れて曲げなどを行い易くなったりするため、耐衝撃性、疲労特性の向上が期待できる。列挙した各元素の含有量は０％以上０．５％以下、列挙した元素の合計含有量は０％以上１．０％以下が挙げられる。特に、各元素の含有量が０．０１％以上０．５％以下、列挙した元素の合計含有量が０．０１％以上１．０％以下であると、上述の強度の向上効果、耐衝撃性、疲労特性の向上効果などを得易い。各元素の含有量は、例えば以下が挙げられる。上記の合計含有量の範囲、及び以下の各元素の含有量の範囲において、多いほど強度を向上し易く、少ないほど導電率を高め易い傾向にある。
（Ｆｅ）０．０１％以上０．２５％以下、更に０．０１％以上０．２％以下
（Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｚｎのそれぞれ）０．０１％以上０．５％以下、更に０．０１％以上０．３％以下
（Ｇａ）０．００５％以上０．１％以下、更に０．００５％以上０．０５％以下
　なお、原料に用いる純アルミニウムの成分分析を行い、原料に不純物としてＭｇ，Ｓｉ，元素αなどの元素を含む場合、これらの元素の含有量が所望の量となるように各元素の添加量を調整するとよい。即ち、上述の各添加元素における含有量は、原料に用いるアルミニウム地金自体に含まれる元素を含む合計量であり、必ずしも、添加量を意味しない。
　実施形態のＡｌ合金線２２を構成するＡｌ合金は、Ｍｇ及びＳｉに加えて、Ｔｉ及びＢの少なくとも一方の元素を含有することができる。ＴｉやＢは、鋳造時において、Ａｌ合金の結晶を微細にする効果がある。微細な結晶組織を有する鋳造材を素材にすることで、鋳造以降に圧延や伸線などの加工や時効処理を含む熱処理などを受けても、結晶粒が微細になり易い。微細な結晶組織を有するＡｌ合金線２２は、粗大な結晶組織を有する場合に比較して、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などに破断し難く、耐衝撃性や疲労特性に優れる。Ｂ単独の含有、Ｔｉ単独の含有、Ｔｉ及びＢの双方の含有、という順に微細化効果が高い傾向にある。Ｔｉを含む場合、その含有量が０％以上０．０５％以下、更に０．００５％以上０．０５％以下であると、Ｂを含む場合、その含有量が０％以上０．００５％以下、更に０．００１％以上０．００５％以下であると、結晶微細化効果が得られると共に、ＴｉやＢの含有に起因する導電率の低下を低減できる。結晶微細化効果と導電率とのバランスを考慮して、Ｔｉの含有量を０．０１％以上０．０４％以下、更に０．０３％以下、Ｂの含有量を０．００２％以上０．００４％以下とすることができる。
　Ｍｇ及びＳｉに加えて、上述の元素αなどを含有する組成の具体例を以下に示す。以下の具体例において、質量比でＭｇ／Ｓｉは０．５以上３．５以下が好ましい。
（１）Ｍｇを０．０３％以上１．５％以下、Ｓｉを０．０２％以上２．０％以下、Ｆｅを０．０１％以上０．２５％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物。
（２）Ｍｇを０．０３％以上１．５％以下、Ｓｉを０．０２％以上２．０％以下、Ｆｅを０．０１％以上０．２５％以下、Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｚｎ，及びＧａから選択される１種以上の元素を合計で０．０１％以上０．３％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物。
（３）上記（１）又は（２）において、０．００５％以上０．０５％以下のＴｉ及び０．００１％以上０．００５％以下のＢの少なくとも一方の元素を含有する。
（組織）
・気泡
　実施形態のＡｌ合金線２２は、その表層に存在する気泡が少ない。具体的にはＡｌ合金線２２の横断面において、図３に示すようにその表面から深さ方向に３０μｍまでの表層領域２２０、即ち厚さ３０μｍの環状の領域をとる。この表層領域２２０から、短辺長さＳが３０μｍであり、長辺長さＬが５０μｍである長方形の表層気泡測定領域２２２（図３では破線で示す）をとる。短辺長さＳは表層領域２２０の厚さに相当する。詳しくは、Ａｌ合金線２２の表面の任意の点（接点Ｐ）について接線Ｔをとる。接点ＰからＡｌ合金線２２の内部に向かって、表面の法線方向に長さが３０μｍである直線Ｃをとる。Ａｌ合金線２２が丸線であれば、この円の中心に向かって直線Ｃをとる。直線Ｃと平行な直線であって長さが３０μｍの直線を短辺２２Ｓとする。接点Ｐを通り、接線Ｔに沿った直線であって、接点Ｐが中間点となるように長さが５０μｍである直線をとり、この直線を長辺２２Ｌとする。表層気泡測定領域２２２にＡｌ合金線２２が存在しない微小な空隙(ハッチング部分)ｇが生じることを許容する。この表層気泡測定領域２２２に存在する気泡の合計断面積が２μｍ２以下である。表層に気泡が少ないことで、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などに気泡を起点とする割れを低減し易く、ひいては表層から内部への割れの進展も低減できて、気泡に起因する破断を低減できる。そのため、実施形態のＡｌ合金線２２は、耐衝撃性や疲労特性に優れる。一方、気泡の合計面積が大きければ、粗大な気泡が存在したり、微細な気泡が多数存在したりして、気泡が割れの起点となったり、割れが進展し易くなったりして、耐衝撃性や疲労特性に劣る。他方、気泡の合計断面積は、小さいほど気泡が少なく、気泡に起因する破断を低減して耐衝撃性や疲労特性に優れることから、１．９μｍ２以下、更に１．８μｍ２以下、１．２μｍ２以下であることが好ましく、０に近いほど好ましい。気泡は、例えば、鋳造過程で湯温を低めにすると少なくなり易い。加えて鋳造時の冷却速度、特に後述する特定の温度域の冷却速度を速めるとより少なく、小さくなり易い。
　Ａｌ合金線２２が丸線である場合や実質的に丸線と見做せる場合などでは、上述の表層における気泡の測定領域を図４に示すような扇型とすることができる。図４では気泡測定領域２２４が分かり易いように太線で示す。図４に示すようにＡｌ合金線２２の横断面において、その表面から深さ方向に３０μｍまでの表層領域２２０、即ち厚さｔが３０μｍの環状の領域をとる。この表層領域２２０から、１５００μｍ２の面積を有する扇型の領域（気泡測定領域２２４と呼ぶ）をとる。環状の表層領域２２０の面積と、気泡測定領域２２４の面積１５００μｍ２とを利用して、面積１５００μｍ２である扇型の領域の中心角θを求めることで、環状の表層領域２２０から扇型の気泡測定領域２２４を抽出できる。この扇型の気泡測定領域２２４に存在する気泡の合計断面積が２μｍ２以下であれば、上述した理由により、耐衝撃性や疲労特性に優れるＡｌ合金線２２とすることができる。上述の長方形の表層気泡測定領域と扇型の気泡測定領域との双方をとり、この双方に存在する気泡の合計面積がいずれも２μｍ２以下であると、耐衝撃性や疲労特性に優れる線材としての信頼性を高められると期待される。
　実施形態のＡｌ合金線２２の一例として、表層に加えて内部に存在する気泡も少ないものが挙げられる。具体的にはＡｌ合金線２２の横断面において、短辺長さが３０μｍであり、長辺長さが５０μｍである長方形の領域（内部気泡測定領域と呼ぶ）をとる。この内部気泡測定領域は、この長方形の中心がＡｌ合金線２２の中心に重なるようにとる。Ａｌ合金線２２が異形線の場合には、内接円の中心をＡｌ合金線２２の中心とする（以下同様）。長方形の表層気泡測定領域及び上述の扇型の気泡測定領域の少なくとも一方において、当該測定領域に存在する気泡の合計断面積Ｓｆｂに対する内部気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積Ｓｉｂの比（Ｓｉｂ／Ｓｆｂ）が１．１以上４４以下である。ここで、鋳造過程では、一般に、金属の表層から内部に向かって凝固が進む。そのため、溶湯に雰囲気中のガスが溶解すると、金属の表層ではガスが金属外部に逃げ易いものの、金属の内部ではガスが閉じ込められて残存し易い。このような鋳造材を素材に用いて製造された線材では、その表層に比較して内部に存在する気泡が多くなり易いと考えられる。上述のように表層の気泡の合計断面積Ｓｆｂが小さければ、上記比Ｓｉｂ／Ｓｆｂが小さい形態は、内部に存在する気泡も少ない。従って、この形態は、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などに割れの発生や割れの進展などを低減し易く、気泡に起因する破断を低減して、耐衝撃性や疲労特性に優れる。上記比Ｓｉｂ／Ｓｆｂは、小さいほど内部に存在する気泡が少なく、耐衝撃性や疲労特性に優れることから、４０以下、更に３０以下、２０以下、１５以下であることがより好ましい。上記比Ｓｉｂ／Ｓｆｂが１．１以上であれば、湯温を過度に低くしなくても、気泡が少ないＡｌ合金線２２を製造でき、量産に適すると考えられる。上記比Ｓｉｂ／Ｓｆｂが１．３から６．０ぐらいであると、量産し易いと考えられる。
・結晶粒径
　実施形態のＡｌ合金線２２の一例として、Ａｌ合金の平均結晶粒径が５０μｍ以下であるものが挙げられる。微細な結晶組織を有するＡｌ合金線２２は曲げなどを行い易く、柔軟性に優れて、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などで破断し難い。実施形態のＡｌ合金線２２は、その表層に気泡が少ないことも相俟って、この形態は耐衝撃性、疲労特性に優れる。上記平均結晶粒径は、小さいほど曲げなどを行い易く、耐衝撃性、疲労特性に優れることから、４５μｍ以下、更に４０μｍ以下、３０μｍ以下であることが好ましい。結晶粒径は、組成や製造条件にもよるが、例えば上述のようにＴｉやＢ、元素αのうち微細化効果がある元素を含むと、微細になり易い。
（水素含有量）
　実施形態のＡｌ合金線２２の一例として、水素の含有量が８．０ｍｌ／１００ｇ以下であるものが挙げられる。気泡の一要因は、上述のように水素であると考えられる。Ａｌ合金線２２について質量１００ｇあたりに対する水素の含有量が８．０ｍｌ以下であれば、このＡｌ合金線２２は気泡が少なく、上述のように気泡に起因する破断を低減できる。水素の含有量は少ないほど、気泡が少ないと考えられることから、７．８ｍｌ／１００ｇ以下、更に７．６ｍｌ／１００ｇ以下、７．０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましく、０に近いほど好ましい。Ａｌ合金線２２中の水素は、大気雰囲気などの水蒸気を含む雰囲気で鋳造を行うことで雰囲気中の水蒸気が溶湯に溶解し、この溶存水素が残存していると考えられる。そのため、水素の含有量は、例えば、湯温を低めにして雰囲気からのガスの溶解を低減すると少なくなり易い。また、水素の含有量は、Ｃｕを含有すると少なくなる傾向にある。
（表面酸化膜）
　実施形態のＡｌ合金線２２の一例として、Ａｌ合金線２２の表面酸化膜の厚さが１ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であるものが挙げられる。時効処理などの熱処理が施されると、Ａｌ合金線２２の表面に酸化膜が存在し得る。表面酸化膜の厚さが１２０ｎｍ以下と薄いことで、Ａｌ合金線２２から構成される導体２の端部に端子部４（図２）を取り付けた場合に導体２と端子部４間に介在される酸化物を少なくできる。導体２と端子部４間に電気絶縁物である酸化物の介在量が少ないことで、導体２と端子部４間の接続抵抗の増大を低減できる。一方、表面酸化膜が１ｎｍ以上であれば、Ａｌ合金線２２の耐食性を高められる。上記範囲で薄いほど上記接続抵抗の増大を低減でき、厚いほど耐食性を高められる。接続抵抗の増大抑制と耐食性とを考慮すると、表面酸化膜は、２ｎｍ以上１１５ｎｍ以下、更に５ｎｍ以上１１０ｎｍ以下、更に１００ｎｍ以下とすることができる。表面酸化膜の厚さは、例えば、熱処理条件によって調整できる。例えば、雰囲気中の酸素濃度が高いと（例えば大気雰囲気）表面酸化膜を厚くし易く、酸素濃度が低いと（例えば不活性ガス雰囲気、還元ガス雰囲気など）表面酸化膜を薄くし易い。
（特性）
・加工硬化指数
　実施形態のＡｌ合金線２２の一例として、加工硬化指数が０．０５以上であるものが挙げられる。加工硬化指数が０．０５以上と大きいことで、例えば複数のＡｌ合金線２２を撚り合わせた撚線を圧縮成形した圧縮撚線としたり、Ａｌ合金線２２から構成される導体２（単線、撚線、圧縮撚線のいずれでもよい）の端部に端子部４を圧着したりするといった塑性加工を施した場合に、Ａｌ合金線２２は加工硬化し易い。圧縮成形や圧着などの塑性加工によって断面積が減少した場合でも、加工硬化によって強度を高められ、導体２に端子部４を強固に固着できる。このように加工硬化指数が大きいＡｌ合金線２２は、端子部４の固着性に優れる導体２を構成できる。加工硬化指数は大きいほど、加工硬化による強度の向上が期待できることから、０．０８以上、更に０．１以上が好ましい。加工硬化指数は、破断伸びが大きいほど大きくなり易い。そのため、加工硬化指数を大きくするには、例えば添加元素の種類や含有量、熱処理条件などを調整して破断伸びを高めることが挙げられる。晶出物（後述）が微細であり、平均結晶粒径が上述の特定の範囲を満たすという特定の組織を有するＡｌ合金線２２は、加工硬化指数が０．０５以上を満たし易い。そのため、Ａｌ合金の組織を指標として、添加元素の種類や含有量、熱処理条件などを調整することでも、加工硬化指数を調整できる。
・機械的特性、電気的特性
　実施形態のＡｌ合金線２２は、上述した特定の組成のＡｌ合金で構成され、代表的には時効処理などの熱処理を施されることで、引張強さや０．２％耐力が高く強度に優れる上に導電率が高く導電性にも優れる。組成や製造条件などによっては、破断伸びが高く靭性にも優れるものとすることができる。定量的には、Ａｌ合金線２２は、引張強さが１５０ＭＰａ以上であること、０．２％耐力が９０ＭＰａ以上であること、破断伸びが５％以上であること、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であることから選択される一つ以上を満たすものが挙げられる。列挙する事項のうち二つの事項、更に三つの事項、特に四つ全ての事項を満たすＡｌ合金線２２は、耐衝撃性、疲労特性により優れたり、導電性にも優れたりする。このようなＡｌ合金線２２は、電線の導体として好適に利用できる。
　引張強さが１５０ＭＰａ以上であれば高強度であり、疲労特性に優れる。引張強さが上記範囲で高いほど強度に優れ、上記引張強さを１６０ＭＰａ以上、更に１８０ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以上とすることができる。引張強さが低いと破断伸びや導電率を高め易い。
　破断伸びが５％以上であれば可撓性、靭性に優れ、耐衝撃性に優れる。破断伸びが上記範囲で高いほど可撓性、靭性に優れて曲げなどを行い易いため、上記破断伸びを６％以上、更に７％以上、１０％以上とすることができる。
　Ａｌ合金線２２は、代表的には導体２に利用される。導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であれば導電性に優れて、各種の電線の導体に好適に利用できる。導電率は、４５％ＩＡＣＳ以上、更に４８％ＩＡＣＳ以上、５０％ＩＡＣＳ以上であることがより好ましい。
　Ａｌ合金線２２は、０．２％耐力も高いことが好ましい。引張強さが同じである場合、０．２％耐力が高いほど端子部４との固着性に優れる傾向にあるからである。０．２％耐力が９０ＭＰａ以上であれば、特に端子部を圧着などして取り付けた場合に端子部との固着性により優れる。０．２％耐力を９５ＭＰａ以上、更に１００ＭＰａ以上、１３０ＭＰａ以上とすることができる。
　Ａｌ合金線２２は、引張強さに対する０．２％耐力の比が０．５以上であると、０．２％耐力が十分に大きく、高強度で破断し難い上に上述のように端子部４との固着性にも優れる。この比は大きいほど、高強度で、端子部４との固着性にも優れることから、０．５５以上、更に０．６以上であることが好ましい。
　引張強さ、０．２％耐力、破断伸び、導電率は、例えば、添加元素の種類や含有量、製造条件（伸線条件、熱処理条件など）を調整することで変更できる。例えば、添加元素が多いと引張強さや０．２％耐力が高くなる傾向にあり、添加元素が少ないと導電率が高くなる傾向にある。
（形状）
　実施形態のＡｌ合金線２２の横断面形状は、用途などに応じて適宜選択できる。例えば、横断面形状が円形である丸線が挙げられる（図１参照）。その他、横断面形状が長方形などの四角形である角線などが挙げられる。Ａｌ合金線２２が上述の圧縮撚線の素線を構成する場合には、代表的には円形が押し潰された異形状である。上述の気泡を評価するときの測定領域は、Ａｌ合金線２２が角線などであれば長方形の領域が利用し易く、Ａｌ合金線２２が丸線などであれば長方形の領域でも扇型の領域でもいずれを利用してもよい。Ａｌ合金線２２の横断面形状が所望の形状となるように、伸線ダイスの形状、圧縮成形用のダイスの形状などを選択するとよい。
（大きさ）
　実施形態のＡｌ合金線２２の大きさ（横断面積、丸線の場合には線径（直径）など）は、用途などに応じて適宜選択できる。例えば、自動車用ワイヤーハーネスなどの各種のワイヤーハーネスに備えられる電線の導体に利用する場合、Ａｌ合金線２２の線径は０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが挙げられる。例えば、建築物などの配線構造を構築する電線の導体に利用する場合、Ａｌ合金線２２の線径は０．１ｍｍ以上３．６ｍｍ以下であることが挙げられる。Ａｌ合金線２２は高強度線材であることから、線径が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下といったより細径の用途などにも好適に利用できると期待される。
［Ａｌ合金撚線］
　実施形態のＡｌ合金線２２は、図１に示すように撚線の素線に利用できる。実施形態のＡｌ合金撚線２０は、複数のＡｌ合金線２２を撚り合わせてなる。Ａｌ合金撚線２０は、同じ導体断面積を有する単線のＡｌ合金線と比較して断面積が小さい複数の素線（Ａｌ合金線２２）を撚り合わせて構成されるため、可撓性に優れ、曲げなどを行い易い。また、撚り合わせられることで、各素線であるＡｌ合金線２２が細くても、撚線全体として強度に優れる。更に、実施形態のＡｌ合金撚線２０は、気泡が少ないという特定の組織を有するＡｌ合金線２２を素線とする。これらのことからＡｌ合金撚線２０は、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合などでも、各素線であるＡｌ合金線２２は、破断し難く、耐衝撃性及び疲労特性に優れる。各素線であるＡｌ合金線２２が上述した水素の含有量、結晶粒径の大きさなどの事項が上述の特定の範囲を満たすと、耐衝撃性、疲労特性に更に優れる。
　Ａｌ合金撚線２０の撚り合せ本数は適宜選択でき、例えば、７，１１，１６，１９，３７本などが挙げられる。Ａｌ合金撚線２０の撚りピッチは適宜選択できるが、撚りピッチをＡｌ合金撚線２０の層心径の１０倍以上とすると、Ａｌ合金撚線２０から構成される導体２の端部に端子部４を取り付ける際にばらけ難く、端子部４の取付作業性に優れる。一方、撚りピッチを上記層心径の４０倍以下とすると、曲げなどを行った際に素線同士が捻じれ難いため破断し難く、疲労特性に優れる。ばらけ防止と捻じれ防止とを考慮すると、撚りピッチは上記層心径の１５倍以上３５倍以下、更に２０倍以上３０倍以下とすることができる。
　Ａｌ合金撚線２０は、更に圧縮成形が施された圧縮撚線とすることができる。この場合、単に撚り合わせた状態よりも線径を小さくしたり、外形を所望の形状（例えば円形）にしたりなどすることができる。各素線であるＡｌ合金線２２の加工硬化指数が上述のように大きい場合には、強度の向上、ひいては耐衝撃性、疲労特性の向上も期待できる。
　Ａｌ合金撚線２０を構成する各Ａｌ合金線２２の組成、組織、表面酸化膜の厚さ、水素の含有量、機械的特性及び電気的特性などの仕様は、撚り合せ前に用いたＡｌ合金線２２の仕様を実質的に維持する。撚り合せ後に熱処理を施すことなどによっては、表面酸化膜の厚さ、機械的特性及び電気的特性が変化する場合がある。Ａｌ合金撚線２０の仕様が所望の値となるように、撚り合せ条件を調整するとよい。
［被覆電線］
　実施形態のＡｌ合金線２２や実施形態のＡｌ合金撚線２０（圧縮撚線でもよい）は、電線用導体に好適に利用できる。絶縁被覆を備えていない裸導体、絶縁被覆を備える被覆電線の導体のいずれにも利用できる。実施形態の被覆電線１は、導体２と、導体２の外周を覆う絶縁被覆３とを備え、導体２として、実施形態のＡｌ合金線２２、又は実施形態のＡｌ合金撚線２０を備える。この被覆電線１は、耐衝撃性、疲労特性に優れるＡｌ合金線２２やＡｌ合金撚線２０から構成される導体２を備えるため、耐衝撃性、疲労特性に優れる。絶縁被覆３を構成する絶縁材料は、適宜選択できる。上記絶縁材料は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やノンハロゲン樹脂、難燃性に優れる材料などが挙げられ、公知のものが利用できる。絶縁被覆３の厚さは所定の絶縁強度を有する範囲で適宜選択できる。
［端子付き電線］
　実施形態の被覆電線１は、自動車や飛行機などの機器に載置されるワイヤーハーネス、産業用ロボットなどといった各種の電気機器の配線、建築物などの配線など、各種の用途の電線に利用できる。ワイヤーハーネスなどに備えられる場合、代表的には、被覆電線１の端部には端子部４が取り付けられる。実施形態の端子付き電線１０は、図２に示すように実施形態の被覆電線１と、被覆電線１の端部に装着された端子部４とを備える。この端子付き電線１０は、耐衝撃性、疲労特性に優れる被覆電線１を備えるため、耐衝撃性、疲労特性に優れる。図２では、端子部４として、一端に雌型又は雄型の嵌合部４２を備え、他端に絶縁被覆３を把持するインシュレーションバレル部４４を備え、中間部に導体２を把持するワイヤバレル部４０を備える圧着端子を例示する。その他の端子部４として、導体２を溶融して接続する溶融型のものなどが挙げられる。
　圧着端子は、被覆電線１の端部において絶縁被覆３が除去されて露出された導体２の端部に圧着されて、導体２と電気的及び機械的に接続される。導体２を構成するＡｌ合金線２２やＡｌ合金撚線２０が、上述のように加工硬化指数が高いものであると、導体２における圧着端子の取付箇所は、その断面積が局所的に小さくなっているものの、加工硬化によって強度に優れる。そのため、例えば端子部４と、被覆電線１の接続対象との接続時などに衝撃を受けても、更に接続後に繰り返しの曲げを受けても、導体２が端子部４近傍で破断することを低減でき、この端子付き電線１０は耐衝撃性、疲労特性に優れる。
　導体２を構成するＡｌ合金線２２やＡｌ合金撚線２０について上述のように表面酸化膜を薄くするなどすると、導体２と端子部４間に介在される電気絶縁物（表面酸化膜を構成する酸化物など）を低減でき、導体２と端子部４間の接続抵抗を小さくできる。従って、この端子付き電線１０は、耐衝撃性、疲労特性に優れる上に、接続抵抗も小さい。
　端子付き電線１０は、図２に示すように、被覆電線１ごとに一つの端子部４が取り付けられた形態の他、複数の被覆電線１に対して一つの端子部（図示せず）を備える形態が挙げられる。複数の被覆電線１を結束具などによって束ねると、端子付き電線１０を取り扱い易い。
［Ａｌ合金線の製造方法、Ａｌ合金撚線の製造方法］
（概要）
　実施形態のＡｌ合金線２２は、代表的には、鋳造、（熱間）圧延や押出などの中間加工、伸線という基本工程に加えて、適宜な時期に熱処理（時効処理を含む）を行うことで製造できる。基本工程や時効処理の条件などは公知の条件などを参照できる。実施形態のＡｌ合金撚線２０は、複数のＡｌ合金線２２を撚り合わせることで製造できる。撚り合せ条件などは公知の条件を参照できる。
（鋳造工程）
　特に、表層に気泡が少ない実施形態のＡｌ合金線２２は、例えば、鋳造過程において湯温を低めにすると製造し易い。溶湯に雰囲気中のガスが溶解することを低減でき、溶存ガスが少ない溶湯で鋳造材を製造できる。溶存ガスとしては、上述のように水素が挙げられ、この水素は雰囲気中の水蒸気が分解したもの、雰囲気中に含まれていたものと考えられる。溶存水素などの溶存ガスが少ない鋳造材を素材とすることで、圧延や伸線などの塑性加工、時効処理などの熱処理を施しても、鋳造以降においてＡｌ合金に溶存ガスに起因する気泡が少ない状態を維持し易い。その結果、最終線径のＡｌ合金線２２の表層や内部に存在する気泡を上述の特定の範囲にすることができる。また、上述のように水素の含有量が少ないＡｌ合金線２２を製造できる。鋳造過程以降の工程、例えば、皮剥ぎ、塑性変形を伴う加工（圧延、押出、伸線など）を行うことで、Ａｌ合金の内部に閉じ込められた気泡の位置が変化したり、気泡の大きさがある程度小さくなったりすると考えられる。しかし、鋳造材に存在する気泡の合計含有量が多ければ、位置変動や大きさ変動があっても、最終線径のＡｌ合金線において、表層や内部に存在する気泡の合計含有量や、水素の含有量が多くなり易い（実質的に維持されたままである）と考えられる。そこで、湯温を低くして、鋳造材自体に含まれる気泡を十分に少なくすることを提案する。
　具体的な湯温として、例えばＡｌ合金における液相線温度以上７５０℃未満が挙げられる。湯温が低いほど溶存ガスを低減でき、鋳造材の気泡を低減できることから、７４８℃以下、更に７４５℃以下が好ましい。一方、湯温がある程度高いと、添加元素を固溶し易いため、湯温を６７０℃以上、更に６７５℃以上とすることができる。このように湯温を低くすることで、大気雰囲気などの水蒸気を含む雰囲気で鋳造を行っても、溶存ガスを少なくでき、ひいては溶存ガスに起因する気泡の合計含有量や、水素の含有量を低減できる。
　湯温を低くすることに加えて、鋳造過程の冷却速度、特に湯温から６５０℃までという特定の温度域の冷却速度をある程度速くすると、雰囲気中からの溶存ガスの増大を防止し易い。上記の特定の温度域は、主として液相域であり、水素などが溶解し易く、溶存ガスが増大し易いからである。一方、上記の特定の温度域における冷却速度が速過ぎないことで、凝固途中の金属内部の溶存ガスを外部である雰囲気中に排出し易いと考えられる。溶存ガスの増大抑制を考慮すると上記冷却速度は、１℃／秒以上、更に２℃／秒以上、４℃／秒以上が好ましい。上記金属内部の溶存ガスの排出促進を考慮すると、上記冷却速度は、３０℃／秒以下、更に２５℃／秒未満、２０℃／秒以下、２０℃／秒未満、１５℃／秒以下、１０℃／秒以下とすることができる。上記冷却速度が速過ぎないことで、量産にも適する。冷却速度によっては、過飽和固溶体とすることができる。この場合、鋳造以降の工程で溶体化処理を省略してもよいし、別途行ってもよい。
　上述のように鋳造過程における特定の温度域の冷却速度をある程度速めにすると、微細な晶出物をある程度含むＡｌ合金線２２を製造できるとの知見を得た。ここで、上述のように上記の特定の温度域は、主として液相域であり、液相域での冷却速度を速くすれば、凝固時に生成される晶出物を小さくし易い。しかし、上述のように湯温を低くした場合に上記冷却速度が速過ぎると、特に２５℃／秒以上であると、晶出物が生成され難くなり、添加元素の固溶量が多くなって導電率の低下を招いたり、晶出物による結晶粒のピン止め効果を得難くなったりすると考えられる。これに対し、上述のように湯温を低めにし、かつ上記温度域の冷却速度をある程度速めにすることで、粗大な晶出物を含み難く、微細で比較的均一的な大きさの晶出物をある程度の量含み易い。最終的に、表層に気泡が少なく、微細な晶出物をある程度含むＡｌ合金線２２を製造できる。晶出物の微細化を考慮すると、Ｍｇ及びＳｉ，元素αなどの添加元素の含有量などにもよるが、上記冷却速度は１℃／秒超、更に２℃／秒以上が好ましい。
　以上のことから、湯温を６７０℃以上７５０℃未満、かつ湯温から６５０℃までの冷却速度を２０℃／秒未満とすることが好ましい。
　更に、鋳造過程の冷却速度を上述の範囲で速めにすると、微細な結晶組織を有する鋳造材を得易い、添加元素をある程度固溶させ易い、ＤＡＳ（Ｄｅｎｄｒｉｔｅ　Ａｒｍ　Ｓｐａｃｉｎｇ）を小さくし易い（例えば、５０μｍ以下、更に４０μｍ以下）、といった効果も期待できる。
　鋳造は、連続鋳造、金型鋳造（ビレット鋳造）のいずれも利用することができる。連続鋳造は、長尺な鋳造材を連続的に製造できる上に冷却速度を速め易く、上述のように気泡の低減、粗大な晶出物の抑制、結晶粒やＤＡＳの微細化、添加元素の固溶、冷却速度によっては過飽和固溶体の形成などの効果が期待できる。
（伸線までの工程）
　鋳造材に、代表的には（熱間）圧延や押出などの塑性加工（中間加工）を施した中間加工材を伸線に供することが挙げられる。連続鋳造に連続して熱間圧延を行って、連続鋳造圧延材（中間加工材の一例）を伸線に供することもできる。上記塑性加工の前後に皮剥ぎや熱処理を行うことができる。皮剥ぎを行うことで、気泡や表面キズなどが存在し得る表層を除去できる。ここでの熱処理は、例えば、Ａｌ合金の均質化や溶体化などを目的とするものが挙げられる。均質化処理の条件は、例えば、雰囲気が大気又は還元雰囲気、加熱温度が４５０℃以上６００℃以下程度（好ましくは５００℃以上）、保持時間が１時間以上１０時間以下（好ましくは３時間以上）、冷却速度が１℃／分以下の徐冷、が挙げられる。伸線前の中間加工材に上記の条件で均質化処理を行うと、破断伸びが高く、靭性に優れるＡｌ合金線２２を製造し易く、特に中間加工材を連続鋳造圧延材とすると、靭性により優れるＡｌ合金線２２を製造し易い。溶体化処理の条件は、後述の条件を利用できる。
（伸線工程）
　上述の圧延などの塑性加工を経た素材（中間加工材）に、所定の最終線径になるまで（冷間）伸線加工を施し、伸線材を形成する。伸線加工は、代表的には伸線ダイスを用いて行う。伸線加工度は、最終線径に応じて適宜選択するとよい。
（撚合工程）
　Ａｌ合金撚線２０を製造する場合には、複数の線材（伸線材、又は伸線後に熱処理を施した熱処理材）を用意し、これらを所定の撚りピッチ（例えば、層心径の１０倍～４０倍）で撚り合わせる。Ａｌ合金撚線２０を圧縮撚線とする場合には、撚り合せ後に所定の形状に圧縮成形する。
（熱処理）
　伸線途中及び伸線工程以降の任意の時期の伸線材などに熱処理を行うことができる。伸線途中に行う中間熱処理は、例えば、伸線加工時に導入された歪みを除去し、加工性を高めることを目的とするものが挙げられる。伸線工程以降の熱処理は、溶体化処理を目的とするもの、時効処理を目的とするものなどが挙げられる。少なくとも時効処理を目的とする熱処理を行うことが好ましい。時効処理によって、Ａｌ合金中のＭｇやＳｉ、組成によっては元素α（例えばＺｒなど）といった添加元素を含む析出物をＡｌ合金中に分散させて、時効硬化による強度の向上、及び固溶元素の低減による導電率の向上を図ることができるからである。その結果、高強度及び高靭性で、耐衝撃性、疲労特性にも優れるＡｌ合金線２２やＡｌ合金撚線２０を製造できる。熱処理を行う時期は、伸線途中、伸線後（撚線前）、撚線後（圧縮成形前）、圧縮成形後の少なくとも一つの時期が挙げられる。複数の時期に熱処理を行ってもよい。溶体化処理を行う場合、溶体化処理は、時効処理よりも前（直前でなくてもよい）に行う。伸線途中や撚線前に上述の中間熱処理や溶体化処理などを行うと、加工性を高められて、伸線加工や撚り合せなどを行い易い。熱処理後の特性が所望の範囲を満たすように熱処理条件を調整するとよい。例えば破断伸びが５％以上を満たすように熱処理を行うことで、加工硬化指数が上述の特定の範囲を満たすＡｌ合金線２２を製造することもできる。
　熱処理は、パイプ炉や通電炉などの加熱容器に熱処理対象を連続的に供給して加熱する連続処理でも、雰囲気炉などの加熱容器に熱処理対象を封入した状態で加熱するバッチ処理でもいずれも利用できる。連続処理では、例えば、非接触式の温度計によって線材の温度を測定し、熱処理後の特性が所定の範囲となるように制御パラメータを調整することが挙げられる。バッチ処理の具体的な条件は、例えば、以下が挙げられる。
（溶体化処理）加熱温度が４５０℃以上６２０℃以下程度（好ましくは５００℃以上６０００℃以下）、保持時間が０．００５秒以上５時間以下（好ましくは０．０１秒以上３時間以下）、冷却速度が１００℃／分以上、更に２００℃／分以上の急冷
（中間熱処理）加熱温度が２５０℃以上５５０℃以下、加熱時間が０．０１秒以上５時間以下
（時効処理）加熱温度が１００℃以上３００℃以下、更に１４０℃以上２５０℃以下、保持時間が４時間以上２０時間以下、更に１６時間以下
　熱処理中の雰囲気は、例えば、大気雰囲気といった酸素含有量が比較的多い雰囲気、又は酸素含有量が大気よりも少ない低酸素雰囲気が挙げられる。大気雰囲気とすると、雰囲気制御が不要であるものの、表面酸化膜が厚く形成され易い（例えば、５０ｎｍ以上）。そのため、大気雰囲気とする場合には、保持時間を短くし易い連続処理とすると、表面酸化膜の厚さが上述の特定の範囲を満たすＡｌ合金線２２を製造し易い。低酸素雰囲気は、真空雰囲気（減圧雰囲気）、不活性ガス雰囲気、還元ガス雰囲気などが挙げられる。不活性ガスは、窒素やアルゴンなどが挙げられる。還元ガスは、水素ガス、水素と不活性ガスとを含む水素混合ガス、一酸化炭素と二酸化炭素との混合ガスなどが挙げられる。低酸素雰囲気では雰囲気制御が必要であるものの、表面酸化膜を薄くし易い（例えば、５０ｎｍ未満）。そのため、低酸素雰囲気とする場合には、雰囲気制御を行い易いバッチ処理とすると、表面酸化膜の厚さが上述の特定の範囲を満たすＡｌ合金線２２、好ましくは表面酸化膜の厚さがより薄いＡｌ合金線２２を製造し易い。
　上述のようにＡｌ合金の組成を調整すると共に（好ましくはＴｉ及びＢの双方、元素αのうち微細化効果がある元素などを添加）、連続鋳造材又は連続鋳造圧延材を素材に用いると、結晶粒径が上述の範囲を満たすＡｌ合金線２２を製造し易い。特に、連続鋳造材に圧延などの塑性加工を施した素材又は連続鋳造圧延材から最終線径の伸線材となるまでの伸線加工度を８０％以上とし、最終線径の伸線材、又は撚線、又は圧縮撚線に破断伸びが５％以上となるように熱処理（特に時効処理）を行うと、結晶粒径が５０μｍ以下であるＡｌ合金線２２を更に製造し易い。この場合に、伸線途中にも熱処理を行ってもよい。このような結晶組織の制御及び破断伸びの制御を行うことで、加工硬化指数が上述の特定の範囲を満たすＡｌ合金線２２を製造することもできる。
（その他の工程）
　その他、表面酸化膜の厚さの調整方法として、最終線径の伸線材を高温高圧の熱水の存在下に曝すこと、最終線径の伸線材に水を塗布すること、大気雰囲気の連続処理で熱処理後に水冷する場合に水冷後に乾燥工程を設けることなどが挙げられる。熱水に曝したり、水を塗布したりすることで表面酸化膜が厚くなる傾向にある。上記の水冷後に乾燥させることで、水冷に起因するベーマイト層の形成を防止して、表面酸化膜が薄くなる傾向にある。
［被覆電線の製造方法］
　実施形態の被覆電線１は、導体２を構成する実施形態のＡｌ合金線２２又はＡｌ合金撚線２０（圧縮撚線でもよい）を用意し、導体２の外周に絶縁被覆３を押出などによって形成することで製造できる。押出条件などは公知の条件を参照できる。
［端子付き電線の製造方法］
　実施形態の端子付き電線１０は、被覆電線１の端部において、絶縁被覆３を除去して導体２を露出させ、端子部４を取り付けることで製造できる。
［試験例１］
　Ａｌ合金線を種々の条件で作製して特性を調べた。また、このＡｌ合金線を用いてＡｌ合金撚線を作製し、更にこのＡｌ合金撚線を導体とする被覆電線を作製し、その端部に圧着端子を取り付けて得られた端子付き電線の特性を調べた。
　この試験では、図５に示すように製法Ａから製法Ｇに示す工程を順に行い、ワイヤーロッド（ＷＲ）を作製して最終的に時効材を製造する。具体的な工程は以下の通りである。各製法は、図５の第一欄に示す工程に対して、チェック印を付した工程を行う。
（製法Ａ）ＷＲ⇒伸線⇒熱処理（溶体化）⇒時効
（製法Ｂ）ＷＲ⇒熱処理（溶体化）⇒伸線⇒時効
（製法Ｃ）ＷＲ⇒熱処理（溶体化）⇒伸線⇒熱処理（溶体化）⇒時効
（製法Ｄ）ＷＲ⇒皮剥ぎ⇒伸線⇒中間熱処理⇒伸線⇒熱処理（溶体化）⇒時効
（製法Ｅ）ＷＲ⇒熱処理（溶体化）⇒皮剥ぎ⇒伸線⇒中間熱処理⇒伸線⇒熱処理（溶体化）⇒時効
（製法Ｆ）ＷＲ⇒伸線⇒時効
（製法Ｇ）ＷＲ⇒熱処理（溶体化、バッチ）⇒伸線⇒時効
　試料Ｎｏ．１からＮｏ．７１，Ｎｏ．１０１からＮｏ．１０６，Ｎｏ．１１１からＮｏ．１１５は製法Ｃで製造した試料である。試料Ｎｏ．７２からＮｏ．７７は順に、製法Ａ，Ｂ，ＤからＧで製造した試料である。以下、製法Ｃの具体的な製造過程を説明する。製法Ｃ以外の各製法において、製法Ｃと同じ工程は同様の条件とする。製法Ｄ，Ｅの皮剥ぎは、線材表面から厚さ１５０μｍ程度を除去、中間熱処理は、高周波誘導加熱方式の連続処理である（線材温度：３００℃程度）。製法Ｇの溶体化処理の条件は、５４０℃×３時間のバッチ処理である。
　ベースとして純アルミニウム（９９．７質量％以上Ａｌ）を用意して溶解し、得られた溶湯（溶融アルミニウム）に表１から表４に示す添加元素の含有量が、表１から表４に示す量（質量％）となるように投入して、Ａｌ合金の溶湯を作製する。成分調整を行ったＡｌ合金の溶湯は、水素ガス除去処理や異物除去処理を行うと、水素の含有量を低減したり、異物を低減したりし易い。
　用意したＡｌ合金の溶湯を用いて、連続鋳造圧延材、又はビレット鋳造材を作製する。連続鋳造圧延材は、ベルト－ホイール式の連続鋳造圧延機と、用意したＡｌ合金の溶湯とを用いて鋳造及び熱間圧延を連続的に行って作製し、φ９．５ｍｍのワイヤーロッドとする。ビレット鋳造材は、所定の固定鋳型にＡｌ合金の溶湯を注湯して冷却して作製する。ビレット鋳造材に均質化処理を施した後、熱間圧延を行って、φ９．５ｍｍのワイヤーロッド（圧延材）を作製する。表５から表８に、鋳造法の種別（連続鋳造圧延材は「連続」、ビレット鋳造材は「ビレット」と示す）、溶湯温度（℃）、鋳造過程の冷却速度（湯温から６５０℃までの平均冷却速度、℃／秒）を示す。冷却速度は、水冷機構などを用いて、冷却状態を調整することで変化させた。
　上記のワイヤーロッドに５３０℃×５時間の条件で溶体化処理（バッチ処理）を施した後、冷間伸線加工を施して、線径φ０．３ｍｍの伸線材、線径φ０．２５ｍｍの伸線材、線径φ０．３２ｍｍの伸線材を作製する。
　得られた線径φ０．３ｍｍの伸線材に溶体化処理を施した後、時効処理を施して時効材（Ａｌ合金線）を作製する。溶体化処理は、高周波誘導加熱方式の連続処理であり、非接触式の赤外温度計にて線材温度を測定し、線材温度が３００℃以上となるように通電条件を制御する。時効処理は、箱型炉を用いたバッチ処理であり、表５から表８に示す温度（℃）、時間（時間（Ｈ））、雰囲気で行う。試料Ｎｏ．１１３は、大気雰囲気での時効処理後にベーマイト処理（１００℃×１５分）を行う（表８では雰囲気の欄に「＊」を付している）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
（機械的特性、電気的特性）
　得られた線径φ０．３ｍｍの時効材について、引張強さ（ＭＰａ）、０．２％耐力（ＭＰａ）、破断伸び（％）、加工硬化指数、導電率（％ＩＡＣＳ）を測定した。また、引張強さに対する０．２％耐力の比「耐力／引張」を求めた。これらの結果を表９から表１２に示す。
　引張強さ（ＭＰａ）、０．２％耐力（ＭＰａ）、破断伸び（％）は、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１（金属材料引張試験方法、１９９８年）に準拠して、汎用の引張試験機を用いて測定した。加工硬化指数とは、引張試験の試験力を単軸方向に適用したときの塑性ひずみ域における真応力σと真ひずみεとの式σ＝Ｃ×εｎにおいて、真ひずみεの指数ｎとして定義される。上記式において、Ｃは強度定数である。上記の指数ｎは、上記の引張試験機を用いて引張試験を行ってＳ－Ｓ曲線を作成することで求められる（ＪＩＳ　Ｇ　２２５３、２０１１年も参照）。導電率（％ＩＡＣＳ）は、ブリッジ法により測定した。
（疲労特性）
　得られた線径φ０．３ｍｍの時効材について、屈曲試験を行い、破断までの回数を測定した。屈曲試験は、市販の繰り返し曲げ試験機を用いて測定した。ここでは、各試料の線材に０．３％の曲げ歪みが加えられる治具を使用して、１２．２ＭＰａの負荷を印加した状態で繰り返しの曲げを行う。試料ごとに３本以上の屈曲試験を行い、その平均（回）を表９から表１２に示す。破断までの回数が多いほど、繰り返しの曲げによって破断し難く、疲労特性に優れるといえる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　得られた線径φ０．２５ｍｍ又は線径φ０．３２ｍｍの伸線材（上述の時効処理、及び時効直前の溶体化処理を施してないもの、製法Ｂ，Ｆ，Ｇは時効処理を施していないもの）を用いて撚線を作製する。ここでは、線径φ０．２５ｍｍの線材を７本用いた撚線を作製する。また、線径φ０．３２ｍｍの線材を７本用いた撚線を更に圧縮成形した圧縮撚線を作製する。撚線の断面積、及び圧縮撚線の断面積はいずれも、０．３５ｍｍ２（０．３５ｓｑ）である。撚りピッチは、２０ｍｍ（線径φ０．２５ｍｍの伸線材を用いた場合では層心径の約４０倍、線径φ０．３２ｍｍの伸線材を用いた場合では層心径の約３２倍）である。
　得られた撚線、圧縮撚線に溶体化処理、時効処理を順に施す（製法Ｂ，Ｆ，Ｇは時効処理のみ）。いずれの熱処理条件も上述の０．３ｍｍの伸線材に施した熱処理条件と同様とし、溶体化処理は高周波誘導加熱方式の連続処理、時効処理は表５から表８に示す条件で行うバッチ処理である（試料Ｎｏ．１１３の＊は上述参照）。得られた時効撚線を導体とし、導体の外周に絶縁材料（ここでは、ハロゲンフリー絶縁材料）によって絶縁被覆（厚さ０．２ｍｍ）を形成して、被覆電線を作製する。試料Ｎｏ．１１２は、時効温度を３００℃、保持時間を５０時間とし、他の試料よりも高温長時間の時効とする。
　得られた各試料の被覆電線、又はこの被覆電線に圧着端子を取り付けた端子付き電線について、以下の項目を調べた。以下の項目は、上記被覆電線の導体を撚線とするものと圧縮撚線とするものとの双方に対して調べた。表１３から表１６には、導体を撚線とする場合の結果を示すが、導体を圧縮撚線とする場合の結果と比較して、両者に大きな差が無いことを確認している。
（組織観察）
・気泡
　得られた各試料の被覆電線について、横断面をとり、導体（Ａｌ合金線から構成される撚線又は圧縮撚線、以下同様）を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して、表層及び内部の気泡、結晶粒径を調べた。ここでは、導体を構成する各Ａｌ合金線について、その表面から深さ方向に３０μｍまでの表層領域から、短辺長さ３０μｍ×長辺長さ５０μｍである長方形の表層気泡測定領域をとる。つまり、一つの試料について、撚線を構成していた７本のＡｌ合金線のそれぞれから、一つの表層気泡測定領域をとり、合計７個の表層気泡測定領域をとる。そして、各表層気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積を求める。試料ごとに、合計７個の表層気泡測定領域における気泡の合計断面積を調べる。この合計７個の測定領域における気泡の合計断面積を平均した値を合計面積Ａ（μｍ２）として、表１３から表１６に示す。
　上述の長方形の表層気泡測定領域に代えて、厚さ３０μｍの環状の表層領域から、面積が１５００μｍ２である扇型の気泡測定領域をとり、上述の長方形の表層気泡測定領域で評価した場合と同様にして、扇型の気泡測定領域における気泡の合計面積Ｂ（μｍ２）を求めた。その結果を表１３から表１６に示す。
　なお、気泡の合計断面積の測定は、観察像に二値化処理などの画像処理を施して、処理像から気泡を抽出すると容易に行える。
　上記横断面において、導体を構成する各Ａｌ合金線について、短辺長さ３０μｍ×長辺長さ５０μｍである長方形の内部気泡測定領域をとる。内部気泡測定領域は、上記長方形の中心が各Ａｌ合金線の中心に重なるようにとる。そして、表層気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積に対する内部気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積の比「内部／表層」を求める。試料ごとに、合計７個の表層気泡測定領域及び内部気泡測定領域をとって比「内部／表層」を求める。この合計７個の測定領域における比「内部／表層」を平均した値を比「内部／表層Ａ」として、表１３から表１６に示す。上述の長方形の表層気泡測定領域で評価した場合と同様にして、上述の扇型の気泡測定領域とした場合の上記比「内部／表層Ｂ」を求め、その結果を表１３から表１６に示す。
・結晶粒径
　また、上記横断面において、ＪＩＳ　Ｇ　０５５１（鋼－結晶粒度の顕微鏡試験方法、２０１３年）に準拠して、ＳＥＭ観察像に試験線を引き、各結晶粒において、試験線を分断する長さを結晶粒径とする（切断法）。試験線の長さは、この試験線によって１０個以上の結晶粒が分断される程度とする。一つの横断面に対して、３本の試験線を引いて、各結晶粒径を求め、これらの結晶粒径を平均した値を平均結晶粒径（μｍ）として、表１３から表１６に示す。
（水素含有量）
　得られた各試料の被覆電線について、絶縁被覆を除去して導体のみとし、導体１００ｇあたりの水素の含有量（ｍｌ／１００ｇ）を測定した。その結果を表１３から表１６に示す。水素の含有量は、不活性ガス溶融法によって測定する。詳しくは、アルゴン気流中で黒鉛るつぼ中に試料を投入し、加熱溶融して水素を他のガスと共に抽出する。抽出したガスを分離カラムに通して水素を他のガスと分離し、熱伝導度検出器で測定して、水素の濃度を定量することで水素の含有量を求める。
（表面酸化膜）
　得られた各試料の被覆電線について、絶縁被覆を除去して導体のみとし、導体を構成する撚線又は圧縮撚線を解いて、各素線の表面酸化膜を以下のようして測定した。ここでは、各素線（Ａｌ合金線）の表面酸化膜の厚さを調べる。試料ごとに合計７本の素線における表面酸化膜の厚さを調べ、この合計７本の素線における表面酸化膜の厚さを平均した値を表面酸化膜の厚さ（ｎｍ）として、表１３から表１６に示す。クロスセクションポリッシャー（ＣＰ）加工を施して、各素線の断面をとり、断面をＳＥＭ観察する。５０ｎｍ程度を超える比較的厚い酸化膜については、このＳＥＭ観察像を用いて厚さを測定する。ＳＥＭ観察において、５０ｎｍ程度以下の比較的薄い酸化膜を有する場合には、別途、Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）によって深さ方向の分析（スパッタリングとエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）による分析とを繰り返す）を行って測定する。
（耐衝撃性）
　得られた各試料の被覆電線について、特許文献１を参照して、耐衝撃性（Ｊ／ｍ）を評価した。概略を述べると、評点間距離が１ｍである試料の先端に錘を取り付け、この錘を１ｍ上方に持ち上げた後、自由落下させ、試料が断線しない最大の錘の質量（ｋｇ）を測定する。この錘の質量に重力加速度（９．８ｍ／ｓ２）と落下距離１ｍとをかけた積値を落下距離（１ｍ）で除した値を耐衝撃性の評価パラメータ（Ｊ／ｍ又は（Ｎ・ｍ）／ｍ）とする。求めた耐衝撃性の評価パラメータを導体断面積（ここでは０．３５ｍｍ２）で除した値を単位面積当たりの耐衝撃性の評価パラメータ（Ｊ／ｍ・ｍｍ２）として、表１３から表１６に示す。
（端子固着力）
　得られた各試料の端子付き電線について、特許文献１を参照して、端子固着力（Ｎ）を評価した。概略を述べると、端子付き電線の一端に取り付けられた端子部を端子チャックで挟持し、被覆電線の他端の絶縁被覆を除去して、導体部分を導体チャックで挟持する。両チャックで両端を挟持した各試料の端子付き電線について、汎用の引張試験機を用いて破断時の最大荷重（Ｎ）を測定し、この最大荷重（Ｎ）を端子固着力（Ｎ）として評価する。求めた最大荷重を導体断面積（ここでは０．３５ｍｍ２）で除した値を単位面積当たりの端子固着力（Ｎ／ｍｍ２）として、表１３から表１６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　Ｍｇ及びＳｉを特定の範囲で含み、適宜特定の元素αなどを特定の範囲で含むという特定の組成のＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金から構成され、時効処理が施された試料Ｎｏ．１からＮｏ．７７（以下、まとめて、時効試料群と呼ぶことがある）のＡｌ合金線は、特定の組成外である試料Ｎｏ．１０１からＮｏ．１０６（以下、まとめて比較試料群と呼ぶことがある）のＡｌ合金線に比較して、表１３から表１５に示すように耐衝撃性の評価パラメータ値が高く、４Ｊ／ｍ以上である。かつ、時効試料群のＡｌ合金線は、表９から表１１に示すように破断伸びが高く、屈曲回数も高い水準にある。このことから、時効試料群のＡｌ合金線は、比較試料群のＡｌ合金線に比較して、優れた耐衝撃性と優れた疲労特性とをバランスよく有することが分かる。また、時効試料群は、機械的特性や電気的特性に優れること、即ち引張強さが高く、導電率も高い上に、破断伸びも高いこと、ここでは更に０．２％耐力も高い。定量的には、時効試料群のＡｌ合金線は、引張強さが１５０ＭＰａ以上、０．２％耐力が９０ＭＰａ以上、破断伸びが５％以上、導電率が４０％ＩＡＣＳ以上を満たす。その上、引張強さと０．２％耐力との比「耐力／引張」も高く、０．５以上である。更に、時効試料群のＡｌ合金線は、表１３から表１５に示すように、端子部との固着性にも優れることが分かる（４０Ｎ以上）。この理由の一つとして、時効試料群のＡｌ合金線は、加工硬化指数が０．０５以上と大きいため（表９から表１１）、圧着端子を圧着した際の加工硬化による強度向上効果を良好に得られたためと考えられる。
　以下の気泡に関する事項については、長方形の測定領域Ａを用いた評価結果、扇形の測定領域Ｂを用いた評価結果を参照する。
　特に、表１３から表１５に示すように時効試料群のＡｌ合金線は、表層に存在する気泡の合計面積が２．０μｍ２以下であり、表１６に示す試料Ｎｏ．１１１，Ｎｏ．１１４，Ｎｏ．１１５のＡｌ合金線に比較して少ない。この表層の気泡に着目して、同じ組成である試料Ｎｏ．２０と試料Ｎｏ．１１１、試料Ｎｏ．４７と試料Ｎｏ．１１４、試料Ｎｏ．７１と試料Ｎｏ．１１５とを比較する。気泡が少ない試料Ｎｏ．２０，Ｎｏ．４７，Ｎｏ．７１の方が、耐衝撃性に優れる上に（表１４，表１５）、屈曲回数が多く疲労特性にも優れることが分かる（表１０，表１１）。この理由の一つとして、表層に気泡が多い試料Ｎｏ．１１１，Ｎｏ．１１４，Ｎｏ．１１５のＡｌ合金線では、衝撃や繰り返しの曲げを受けた場合に気泡が割れの起点となって破断し易くなったと考えられる。このことから、Ａｌ合金線の表層において、気泡を低減することで、耐衝撃性及び疲労特性を向上できるといえる。また、表１３から表１５に示すように時効試料群のＡｌ合金線は、水素の含有量が表１６に示す試料Ｎｏ．１１１，Ｎｏ．１１４，Ｎｏ．１１５のＡｌ合金線に比較して少ない。このことから、気泡の一要因は水素であると考えられる。試料Ｎｏ．１１１，Ｎｏ．１１４，Ｎｏ．１１５では湯温が高く、溶湯中の溶存ガスが多く存在し易いと考えられ、この溶存ガスに由来する水素が多くなったと考えられる。これらのことから、上記表層の気泡を低減するには、鋳造過程で湯温を低めにすること（ここでは７５０℃未満）が効果的であるといえる。
　その他、試料Ｎｏ．１０（表１３）と試料Ｎｏ．２２からＮｏ．２４（表１４）との比較などによって、Ｃｕを含有すると、水素を低減し易いことが分かる。
　更に、この試験から以下のことがいえる。
（１）表１３から表１５に示すように、時効試料群のＡｌ合金線は、表層だけでなく内部に存在する気泡も少ない。定量的には、気泡の合計面積の比「内部／表層」が４４以下、ここでは３５以下であり、多くの試料が２０以下、更に１０以下である。同じ組成である試料Ｎｏ．２０と試料Ｎｏ．１１１とを比較すると、比「内部／表層」が小さい試料Ｎｏ．２０の方が屈曲回数が多く（表１０，表１２）、耐衝撃性のパラメータ値も高い（表１４，表１６）。この理由の一つとして、内部に気泡が多い試料Ｎｏ．１１１のＡｌ合金線では、繰り返しの曲げなどを受けた場合に気泡を介して、表層から内部に割れが進展して破断し易くなったと考えられる。このことから、Ａｌ合金線の表層及び内部において、気泡を低減することで、耐衝撃性や疲労特性を向上できるといえる。また、この試験から、冷却速度が大きいほど比「内部／表層」が小さくなり易いといえる。従って、上記内部の気泡を低減するには、鋳造過程で湯温を低めにすると共に６５０℃までの温度域における冷却速度をある程度速めにすること（ここでは０．５℃／秒超、更に１℃／秒以上、好ましくは２５℃／秒未満、更に２０℃／秒未満）が効果的であるといえる。
（２）表１３から表１５に示すように時効試料群のＡｌ合金線は、結晶粒径が小さい。定量的には、平均結晶粒径が５０μｍ以下であり、多くの試料は３５μｍ以下であり、更に３０μｍ以下であり、２０μｍ以下の試料もあり、試料Ｎｏ．１１２（表１６）よりも小さい。同じ組成である試料Ｎｏ．２０（表１０）と試料Ｎｏ．１１２（表１２）とを比較すると、試料Ｎｏ．２０の方が屈曲回数が２倍程度多い。従って、結晶粒径が小さいことは、特に疲労特性の向上に寄与すると考えられる。その他、この試験から、例えば、時効温度を低めにしたり、保持時間を短めにしたりすると、結晶粒径を小さくし易いといえる。
（３）表１３から表１５に示すように時効試料群のＡｌ合金線は、表面酸化膜を有するものの薄く（表１６の試料Ｎｏ．１１３と比較参照）、１２０ｎｍ以下である。そのため、これらのＡｌ合金線は、端子部との接続抵抗の増大を低減でき、低抵抗な接続構造を構築できると考えられる。また、時効試料群の被覆電線について、絶縁被覆を除去して導体のみとし、導体を構成する撚線又は圧縮撚線を解いて素線にばらして、任意の１本の素線を試料として塩水噴霧試験を行って、腐食の有無を目視確認にて調べたところ、腐食が無かった。塩水噴霧試験の条件は、５質量％濃度のＮａＣｌ水溶液を用い、試験時間を９６時間とする。このことから、表面酸化膜を適切な厚さで備えることで（ここでは１ｎｍ以上）、耐食性の向上に寄与すると考えられる。その他、この試験から、時効処理などの熱処理を大気雰囲気としたり、ベーマイト層が形成され得る条件としたりすると表面酸化膜が厚くなり易く、低酸素雰囲気とすると薄くなり易いといえる。
（４）表１１，表１５に示すように製法Ａ，Ｂ，ＤからＧに変更した場合（試料Ｎｏ．７２からＮｏ．７７）でも、表層に気泡が少なく、耐衝撃性及び疲労特性に優れるＡｌ合金線が得られるといえる。特に、鋳造時の溶湯温度を適切にすることで、以降の工程を種々変更しても表層に気泡が少なく、耐衝撃性及び疲労特性に優れるＡｌ合金線が製造でき、製造条件の自由度が高い。
　上述のように特定の組成のＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金からなり、時効処理を施したＡｌ合金線であって、表層に存在する気泡が少ないものは、高強度、高靭性、高導電率であり、端子部との接続強度にも優れる上に、耐衝撃性及び疲労特性にも優れる。このようなＡｌ合金線は、被覆電線の導体、特に端子部が取り付けられる端子付き電線の導体に好適に利用できると期待される。
　本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　例えば、試験例１の合金の組成、線材の断面積、撚線の撚り合せ数、製造条件（湯温、鋳造時の冷却速度、熱処理時期、熱処理条件など）を適宜変更できる。
［付記］
　耐衝撃性及び疲労特性に優れるアルミニウム合金線として、以下の構成とすることができる。
［付記１］
　アルミニウム合金から構成されるアルミニウム合金線であって、
　前記アルミニウム合金は、Ｍｇを０．０３質量％以上１．５質量％以下、Ｓｉを０．０２質量％以上２．０質量％以下含有し、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．５以上３．５以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、
　前記アルミニウム合金線の横断面において、その表面から深さ方向に３０μｍまでの環状の表層領域から、１５００μｍ２の扇型の気泡測定領域をとり、前記扇型の気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積が２μｍ２以下であるアルミニウム合金線。
　上記［付記１］に記載のアルミニウム合金線は、更に、引張強さ・０．２％耐力・破断伸びといった機械的特性、結晶粒径、加工硬化指数、水素含有量の少なくとも一つの事項が上述の特定の範囲を満たすと、耐衝撃性及び疲労特性により優れる。また、上記［付記１］に記載のアルミニウム合金線は、導電率が上述の特定の範囲を満たすと導電性に優れ、表面酸化膜が上述の特定の範囲を満たすと耐食性に優れる。上記［付記１］に記載のアルミニウム合金線は、上述のアルミニウム合金撚線、被覆電線、又は端子付き電線に利用できる。
　１　被覆電線
　１０　端子付き電線
　２　導体
　２０　アルミニウム合金撚線
　２２　アルミニウム合金線（素線）
　２２０　表層領域
　２２２　表層気泡測定領域
　２２４　気泡測定領域
　２２Ｓ　短辺
　２２Ｌ　長辺
　Ｐ　接点
　Ｔ　接線
　Ｃ　直線
　ｇ　空隙
　３　絶縁被覆
　４　端子部
　４０　ワイヤバレル部
　４２　嵌合部
　４４　インシュレーションバレル部

Claims (12)

  1. 　アルミニウム合金から構成されるアルミニウム合金線であって、
    　前記アルミニウム合金は、Ｍｇを０．０３質量％以上１．５質量％以下、Ｓｉを０．０２質量％以上２．０質量％以下含有し、質量比でＭｇ／Ｓｉが０．５以上３．５以下であり、残部がＡｌ及び不可避不純物からなり、
    　前記アルミニウム合金線の横断面において、その表面から深さ方向に３０μｍまでの表層領域から、短辺長さが３０μｍであり、長辺長さが５０μｍである長方形の表層気泡測定領域をとり、前記表層気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積が２μｍ２以下であり、
    　前記アルミニウム合金線の線径が０．１ｍｍ以上３．６ｍｍ以下であり、
    　引張強さが１５０ＭＰａ以上であり、
    　０．２％耐力が９０ＭＰａ以上であり、
    　破断伸びが５％以上であり、
    　導電率が４０％ＩＡＣＳ以上であるアルミニウム合金線。
  2. 　前記アルミニウム合金線の横断面において、短辺長さが３０μｍであり、長辺長さが５０μｍである長方形の内部気泡測定領域をこの長方形の中心が前記アルミニウム合金線の中心に重なるようにとり、前記表層気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積に対する前記内部気泡測定領域に存在する気泡の合計断面積の比が１．１以上４４以下である請求項１に記載のアルミニウム合金線。
  3. 　前記アルミニウム合金は、更に、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｚｎ、及びＧａから選択される１種以上の元素をそれぞれ以下の範囲で、合計で１．０質量％以下含有する請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム合金線。
    　Ｆｅ：０．０１質量％以上０．２５質量％以下
    　Ｃｕ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｚｎのそれぞれ：０．０１質量％以上０．５質量％以下
    　Ｇａ：０．００５質量％以上０．１質量％以下
  4. 　前記アルミニウム合金は、更に、０質量％以上０．０５質量％以下のＴｉ及び０質量％以上０．００５質量％以下のＢの少なくとも一方を含有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線。
  5. 　前記アルミニウム合金の平均結晶粒径が５０μｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線。
  6. 　加工硬化指数が０．０５以上である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線。
  7. 　前記アルミニウム合金線の表面酸化膜の厚さが１ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線。
  8. 　水素の含有量が８．０ｍｌ／１００ｇ以下である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線。
  9. 　請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線を複数撚り合わせてなるアルミニウム合金撚線。
  10. 　撚りピッチが前記アルミニウム合金撚線の層心径の１０倍以上４０倍以下である請求項９に記載のアルミニウム合金撚線。
  11. 　導体と、前記導体の外周を覆う絶縁被覆とを備える被覆電線であって、
    　前記導体は、請求項９又は請求項１０に記載のアルミニウム合金撚線を備える被覆電線。
  12. 　請求項１１に記載の被覆電線と、前記被覆電線の端部に装着された端子部とを備える端子付き電線。
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