铝合金导体及其制造方法技术

本发明专利技术的课题为提供一种铝合金导体，其显示出充分的拉伸强度、柔软性、导电率，并显示出较高的耐挠曲疲劳特性、耐应力松弛特性，而且加工性优异。用于解决上述课题的铝合金导体为以下铝合金导体。一种铝合金导体，该铝合金导体含有0.01质量%～0.4质量%的Fe、0.1质量%～0.5质量%的Cu、0.04质量%～0.3质量%的Mg、0.02质量%～0.3质量%的Si、进一步合计含有0.001质量%～0.01质量%的Ti和V，其余由Al和不可避免的杂质构成，垂直于拉丝方向的截面上的结晶粒径为1μm～20μm，具有10nm～200nm的尺寸的第2相的分布密度为1～102个/μm2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝合金导体及其制造方法
本专利技术涉及用作电配线体的导体的铝合金导体及其制造方法。
技术介绍
以往，使用被称作线束(wireharness)的部件作为汽车、电车、飞行器等移动体的电配线体，这种部件在含有铜或铜合金导体的电线上安装有铜或铜合金(例如黄铜)制的端子(连接器)，但近年来，在移动体的轻量化中，正在进行使用比铜或铜合金更轻量的铝或铝合金作为电配线体的导体的研究。铝的比重约为铜的1/3，铝的导电率约为铜的2/3(以纯铜作为100%IACS的基准的情况下，纯铝约为66%IACS)，为了在纯铝的导体线材中流通与纯铜的导体线材相同的电流，需要使纯铝导体线材的截面积为纯铜导体线材的约1.5倍，但即使这样，仍然具有重量约为铜的一半这样的优势。需要说明的是，上述的%IACS表示以国际标准软铜(InternationalAnnealedCopperStandard)的电阻率1.7241×10-8Ωm作为100%IACS时的导电率。为了将该铝用作移动体的电配线体的导体，存在着几个课题。其中一个课题为提高耐挠曲疲劳特性。其原因是安装于门等的线束因门的开关而反复承受弯曲应力。对于铝等金属材料来说，若如门的开关那样反复对其施加、解除负荷，即使是在一次的负荷下不会发生断裂的这样的低负荷，也会在某一反复次数下发生断裂(疲劳破坏)。若所述铝导体用于开关部时，耐挠曲疲劳特性差，则在其使用中可能发生导体断裂，缺乏耐久性、可靠性。一般来说，强度越高的材料，疲劳特性越好。因此，只要采用强度高的铝线材即可，但要求线束在进行其设置时要易于进行处理(车体上的安装作业)，因此一般来说大多使用能够确保10%以上的伸长率的韧材(退火材)。第二个课题为改善耐应力松弛特性。一般来说，在金属材料中有时会产生作用于材料的应力减少的应力松弛现象。如果在铝导体与端子的连接部处，铝导体产生应力松弛现象，则连接部处的接触压力降低，导致无法确保电连接。越是高温越容易产生应力松弛现象，举出汽车作为移动体的例子的情况下，人和行李所载乘的驾驶室(キヤビン)部分约为80℃，在发动机室(エンジンル一ム)和驱动用发动机的部分，若考虑它们的发热，则局部可达约120℃，因而是容易产生应力松弛现象的环境，是非常严重的问题。第三个课题为提高加工性。铜和铝的线材可以使用各种各样的方法制造得到。一般来说，可以通过对铜和铝的铸造体进行塑性加工来得到线材，但是在塑性加工中要求具有不发生断线等问题的优异加工性。所述铝导体的加工性差时，在塑性加工中发生断线，无法提高其生产性，不仅如此，在作为电配线体使用时有可能发生导体断裂，存在着耐久性、信赖性欠缺这样的问题。由此，对于移动体的电配线体所使用的铝导体，除在处理和安装时所需的强度和柔软性、为流通较多的电流所需的导电率之外，还要求该材料的耐挠曲疲劳特性、耐应力松弛特性和加工性优异。对于具有如此要求的用途，以输电线用铝合金线材(JISA1060和JISA1070)为代表的纯铝系无法充分满足所要求的特性。另外，加入了各种各样的添加元素从而合金化的材料虽然在强度方面优异，但存在下述情况：因向铝中所添加的元素的固溶现象而招致导电率的下降；因在铝中形成过剩的金属间化合物而在拉丝加工中发生金属间化合物所致的断线。为此，需要对添加元素进行限定、选择以防止导电率下降，提高强度、耐挠曲疲劳特性和耐应力松弛特性，并且必须不发生断线。作为用于移动体的电配线体的铝导体，代表性的有专利文献1～3所述的铝导体。但是，专利文献1所记载的电线导体，其拉伸强度过高，难以进行车体上的安装作业。对于专利文献2中具体记载的铝导线，其没有进行过最终退火。而对于车体上的安装作业来说期望为柔软性高的材料。专利文献3中公开了轻量、柔软且耐挠曲疲劳特性优异的铝导线，但是期望其特性进一步提高。需要说明的是，在专利文献3所记载的专利技术的合金中，Si是不可避免的杂质而并非积极添加的合金成分。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-112620号公报专利文献2：日本特开2006-19163号公报专利文献3：日本特开2006-253109号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的课题为提供一种铝合金导体，其具有充分的拉伸强度、柔软性、导电率，并显示出较高的耐挠曲疲劳特性和耐应力松弛特性，而且加工性优异。用于解决问题的手段本专利技术人反复进行了各种各样的研究，发现通过对铝合金的组成及制造条件进行控制从而可以对结晶粒径及第2相的分散密度进行控制，可以制造出显示较高的耐挠曲疲劳特性和耐应力松弛特性、加工性优异且具备充分的强度、柔软性及导电率的铝合金导体，从而基于该见解完成了本专利技术。即，本专利技术提供以下的解决手段。(1)一种铝合金导体，该铝合金导体含有0.01质量%～0.4质量%的Fe、0.1质量%～0.5质量%的Cu、0.04质量%～0.3质量%的Mg、0.02质量%～0.3质量%的Si，进一步合计含有0.001质量%～0.01质量%的Ti与V，其余由Al和不可避免的杂质构成，其特征在于，垂直于拉丝方向的截面上的结晶粒径为1μm～20μm，具有10nm～200nm的尺寸的第2相的分布密度为1～102个/μm2。(2)一种铝合金导体，该铝合金导体含有0.4质量%～1.2质量%的Fe，合计含有0.02质量%～0.5质量%的选自Cu、Mg及Si的1种以上的添加元素，进一步合计含有0.001质量%～0.01质量%的Ti与V，其余由Al和不可避免的杂质构成，其特征在于，垂直于拉丝方向的截面上的结晶粒径为1μm～20μm，具有10nm～200nm的尺寸的第2相的分布密度为1～102个/μm2。(3)如(1)或(2)项所记载的铝合金导体，其特征在于，铝合金导体的铸造工序的冷却速度为1～20℃/秒，垂直于拉丝方向的截面上的结晶粒径为1μm～5μm。(4)如(1)～(3)任一项所记载的铝合金导体，其特征在于，上述铝合金导体的拉伸强度为100MPa以上，导电率为55%IACS以上，并且拉伸断裂伸长率为10%以上。(5)一种铝合金导体的制造方法，其是制造(1)～(4)任一项所述的铝合金导体的方法，所述制造方法的特征在于，其包含第1拉丝工序、中间退火程序、第2拉丝工序以及最终退火工序，在所述中间退火工序中，以温度300℃～450℃、时间10分钟～6小时的热处理条件对加工度1～6的导体进行热处理。(6)如第(5)项所述的铝合金导体的制造方法，其特征在于，进一步以温度300℃～450℃、时间10分钟～6小时的热处理条件对第1拉丝工序前的棒材进行热处理。(7)如(1)～(4)任一项所述的铝合金导体，其特征在于，所述铝合金导体可以用作电配线体。(8)如(1)～(4)以及第(7)项的任一项所述的铝合金导体，其特征在于，所述铝合金导体可以用作移动体内的电池缆线、线束或发动机用导线，或者它们的端子材料。(9)如第(8)项所述的铝合金导体，其特征在于，所述移动体为汽车、电车或飞行器。专利技术效果本专利技术的铝合金导体的强度、柔软性和导电率优异，作为电配线体或移动体所搭载的电池缆线、线束或者发动机用导线是有用的。进一步，本专利技术的铝合金导体具有较高的耐挠曲疲劳特性和耐应力松弛特性，因而追求该特性的移动体用途自不必说，也可以合适地用在门或箱、发动机罩、发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.20 JP 2010-1634151.一种铝合金导体，该铝合金导体含有0.01质量％～0.4质量％的Fe、0.1～0.5质量％的Cu、0.04质量％～0.3质量％的Mg、0.02质量％～0.3质量％的Si，进一步合计含有0.001质量％～0.01质量％的Ti与V，其余由Al和不可避免的杂质构成，其特征在于，垂直于拉丝方向的截面上的结晶粒径为1μm～5μm，具有10nm～200nm的尺寸的第2相的分布密度为1～102个/μm2，所述铝合金导体的铸造工序的冷却速度为1～20℃/秒，利用连续通电热处理对进行了冷拉丝的加工材进行最终退火，对于连续通电热处理，将线材温度表示为y℃、退火时间表示为x秒，则以满足0.03≤x≤0.55且26x-0.6+377≤y≤19x-0.6+477的方式进行，其中，线材温度y℃表示作为线材而达到最高且即将通过冷却工序之前的温度，y℃在414℃～633℃的范围内。2.如权利要求1所述的铝合金导体，其特征在于，所述铝合金导体的拉伸强度为100MPa以上，导电率为55％IACS以上，拉伸断裂伸长率为10％以上。3.一种铝合金导体，该铝合金导体含有0.4质量％～1.2质量％的Fe，合计含有0.02质量％～0.5质量％的选自Cu、Mg及Si的1种以上的添加元素，进一步合计含有0.001质量％～0.01质量％的Ti与V，其余由Al和不可避免的杂质构成，其特征在于，垂直于拉丝方向的截面上的结晶粒径为1μm～5μm，具有10nm～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：关谷茂树，须斋京太，三原邦照，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，古河AS株式会社，
类型：
国别省市：