(57)【要約】  鉄系や銅系の金属材料の代替となり得る高強度と優れた耐摩耗性を有するアルミニウム合金材等を提供する。  アルミニウム合金材は、Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金材であって、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法Ｌ２の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である。
2020045401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金材であって、
結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、
前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、
前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である、アルミニウム合金材。
【請求項２】
Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有するとともに、さらに、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、ＺｒおよびＳｎから選択される１種以上を合計で２．００質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金材であって、
結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、
前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、
前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である、アルミニウム合金材。
【請求項３】
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記結晶粒の長手方向に平行な長手方向寸法（Ｌ１）の平均値と、前記結晶粒の前記短手方向寸法（Ｌ２）の平均値とのアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が１０以上である、請求項１または２に記載のアルミニウム合金材。
【請求項４】
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の主表面ラインと、該主表面ラインから深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインとで区画される表層部に存在する前記結晶粒の、長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値が、１０００ｎｍ以上５０００００ｎｍ以下の範囲である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項５】
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の厚さ中心ラインを中心とする中心部に存在する前記結晶粒の、長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値が、１５００ｎｍ以上１００００００ｎｍ以下の範囲である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項６】
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の主表面ラインと、該主表面ラインから深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインとで区画される表層部に存在する前記結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値に対する、前記アルミニウム合金材の厚さ中心ラインを中心とする中心部に存在する前記結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値の比（ＢＬ１／ＡＬ１）が、１．２以上４．０以下の範囲である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項７】
前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが０．００５μｍ以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項８】
前記アルミニウム合金材が線材である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項９】
前記線材の線径が、０．０１〜０．６５ｍｍの範囲である、請求項８に記載のアルミニウム合金材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた編組シールド線。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた導電部材。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた電池用部材。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた締結部品。
【請求項１４】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いたバネ用部品。
【請求項１５】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた構造用部品。
【請求項１６】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いたキャブタイヤケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金材、特に耐摩耗性に優れたアルミニウム合金材に関する。このようなアルミニウム合金材は、幅広い用途、例えば、編組シールド線、導電部材、電池用部材、締結部品、バネ用部品、構造用部品およびキャブタイヤケーブル等の、繰り返し摩擦を受ける用途に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エレベータケーブルやロボットケーブル、キャブタイヤケーブル等の、電力あるいは信号を伝送する、可動ケーブルの導体や編組シールド線等の導電部材には、必要に応じてめっき処理を施した銅系の金属線材が広く用いられてきたが、最近では、銅系の金属材料に比べて比重が小さく、さらに熱膨張係数が大きい他、電気や熱の伝導性も比較的良好で、耐食性に優れるアルミニウム系材料への代替が検討されている。【０００３】
導電部材では、例えばエレベータやロボットを稼働させる際や、キャブタイヤケーブルによって電力を供給している電気製品を移動させる際に、導体や編組シールド線を構成する金属線材同士の接触による摩耗によって断線し難いことが求められる。【０００４】
また、最近では、例えば、金属製の細線を撚る、編む、織る、結ぶ、繋げる、接続する等の手法により、三次元の構造物を造形する技術が開発されている。このような手法は、例えばＷｉｒｅ−Ｗｏｖｅｎ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓとして検討が進められており、電池用の部品や、ヒートシンク、衝撃吸収部材等への応用が期待されている。【０００５】
このうち電池用部材では、例えば網状の電極として活物質をその隙間に埋める新しい構造が検討されている。活物質の膨張・収縮や製造工程中の外力によっても断線しないために、良好な強度特性と、高い耐摩耗性が求められる。【０００６】
締結部品でも、耐摩耗性の高い材質が求められている。近年、各種のケースや筐体の材質が、従来の鉄系の材料から、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金およびプラスチックなどの軽量材料に変化している。これらの材料からなる筐体をネジ、ボルト、ステープル、結束線などの締結部品で締結する場合に、締結部品の筐体材料に対する耐摩耗性が低いと、締結の弛みに直結するためである。また、通常のアルミニウム合金は、強度が不十分であるため、相応の強度を有することも求められている。【０００７】
バネ用部品では、例えば小型の精密コイルバネとするときに、強度特性だけでなく、コイルバネを収縮させたときの巻線同士の接触によっても摩耗し難いことが求められる。【０００８】
しかし、このような各種部品への純アルミニウム材の使用を検討する場合、純アルミニウム材は、鉄系や銅系の金属材料に比べて耐摩耗性が低く、例えばケーブルの用途では、稼働中に負荷される摩耗に耐えられず、断面積が減少して電気抵抗が上昇し、さらには断線する問題があった。【０００９】
また、このような各種部品へのアルミニウム合金材の使用を検討する場合、例えば、析出強化を利用しており耐屈曲疲労特性が比較的高いアルミニウム合金材である、２０００系（Ａｌ−Ｃｕ系）や７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）のアルミニウム合金材の使用が考えられるが、これらのアルミニウム合金材は、電気や熱の伝導性、耐食性、耐応力腐食割れ性に劣る等の問題があった。電気や熱の伝導性および耐食性が比較的優れる６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）を用いる場合であっても、依然として耐摩耗性は十分でなく、例えばケーブルの用途では、ケーブルが繰り返し変形を受ける際の摩耗によって電気抵抗が上昇する問題があった。【００１０】
一方、アルミニウム合金材の耐摩耗性を向上させる方法としては、アルミニウム母相のマトリックス結晶粒径を微細にするとともに、硬質な第２相粒子（セラミックス粒子、Ｓｉ粒子）を分散させる方法が提案されている（特許文献１、２）。しかし、この方法では、添加元素の濃度が高いために、機械的強度が低く導電性も低いため、上述の用途、特に電線や編組シールドの用途に適用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１２０３７８号公報
【特許文献２】特開平５−２２２４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、高強度および高い耐摩耗性を具備したアルミニウム合金材、ならびにこれを用いた編組シールド線、導電部材、電池用部材、締結部品、バネ用部品、構造用部品およびキャブタイヤケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、アルミニウム合金材が、所定の合金組成を有するとともに、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下であることにより、高強度および高い耐摩耗性を兼ね備えたアルミニウム合金材が得られることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成させるに至った。【００１４】
すなわち、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金材であって、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である、アルミニウム合金材。
（２）Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有するとともに、さらに、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、ＺｒおよびＳｎから選択される１種以上を合計で２．００質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金材であって、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である、アルミニウム合金材。
（３）前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記結晶粒の長手方向に平行な長手方向寸法（Ｌ１）の平均値と、前記結晶粒の前記短手方向寸法（Ｌ２）の平均値とのアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が１０以上である、上記（１）または（２）に記載のアルミニウム合金材。
（４）前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の主表面ラインと、該主表面ラインから深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインとで区画される表層部に存在する前記結晶粒の、長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値が、１０００ｎｍ以上５０００００ｎｍ以下の範囲である、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
（５）前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の厚さ中心ラインを中心とする中心部に存在する前記結晶粒の、長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値が、１５００ｎμｍ以上１００００００ｎｍ以下の範囲である、上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
（６）前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の主表面ラインと、該主表面ラインから深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインとで区画される表層部に存在する前記結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値に対する、前記アルミニウム合金材の厚さ中心ラインを中心とする中心部に存在する前記結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値の比（ＢＬ１／ＡＬ１）が、１．２以上４．０以下の範囲である、上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
（７）前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが０．００５μｍ以上である、上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
（８）前記アルミニウム合金材が線材である、上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
（９）前記線材の線径が、０．０１〜０．６５ｍｍの範囲である、上記（８）に記載のアルミニウム合金材。
（１０）上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた編組シールド線。
（１１）上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた導電部材。
（１２）上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた電池用部材。
（１３）上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた締結部品。
（１４）上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いたバネ用部品。
（１５）上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた構造用部品。
（１６）上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いたキャブタイヤケーブル。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アルミニウム合金材が、所定の合金組成を有するとともに、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、前記略一方向に平行な断面で見て、長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下であることによって、高強度および高い耐摩耗性を兼ね備えた、アルミニウム合金材、ならびにこれを用いた編組シールド線、導電部材、電池用部材、締結部品、バネ用部品、構造用部品およびキャブタイヤケーブルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係るアルミニウム合金材の金属組織の様子を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係るアルミニウム合金材における結晶粒の延在方向に平行な断面を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図２のうちアルミニウム合金材の表層部を構成する部分Ｐについての拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明例８のアルミニウム合金線材の長手方向に平行な断面について、金属組織の様子を示すＳＩＭ画像である。
【図５】図５は、バウデン型摩擦試験機により、アルミニウム系線材を例にして、アルミニウム合金材の動摩擦係数および摩耗量を測定する方法を説明するための図である。このうち、図５（ａ）は、被検体であるアルミニウム系線材と負荷治具との関係を示した平面図であって、負荷治具は仮想線の枠で示す。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ´線上の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のアルミニウム合金材の好ましい実施形態について、詳細に説明する。本発明に従うアルミニウム合金材は、Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有し、さらに必要に応じて、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、ＺｒおよびＳｎから選択される１種以上を合計で２．００質量％以下を含有し、残部：Ａｌおよび不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金材であって、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である。
【００１８】
本明細書において、「結晶粒」とは方位差境界で囲まれた部分を指し、ここで「方位差境界」とは、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）や、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ）等を用いて金属組織を観察した場合に、コントラスト（チャネリングコントラスト）が不連続に変化する境界を指す。また、結晶粒の長手方向に平行な寸法（長手方向寸法（Ｌ１）ともいう）と、結晶粒の長手方向に垂直な寸法（短手方向寸法（Ｌ２）ともいう）は、いずれも方位差境界の間隔に対応する。
【００１９】
また、「主表面」とは、アルミニウム合金材の加工方向（延伸方向）に平行な面であり、直接的に工具（圧延ロールや引抜きダイス）と接して、延伸加工（減厚加工）が施された面（以下、加工面という）をいう。例えば、アルミニウム合金材が線棒材である場合の主表面（加工面）は、線棒材の伸線方向（長手方向）に平行な面（外周面）であり、アルミニウム合金材が板材である場合の主表面（加工面）は、板材の圧延方向に平行な面のうち、圧延ローラー等が接した面（表裏２面）である。
【００２０】
ここで、加工方向とは、延伸加工の進行方向を指す。例えば、アルミニウム合金材が線棒材の場合、線棒材の長手方向（線径に垂直な方向）が伸線方向に対応する。また、アルミニウム合金材が板材の場合には、圧延加工されたままの状態での長手方向が圧延方向に対応する。なお、板材の場合、圧延加工後に所定の大きさに裁断され、小片化されることがあるが、この場合、裁断後の板材の長手方向は必ずしも加工方向に一致しないが、この場合であっても板材表面の加工面から加工方向は確認できる。
【００２１】
本発明に係るアルミニウム合金材は、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有する。ここで、本発明に係るアルミニウム合金材の金属組織の様子を概略的に示す斜視図を、図１に示す。図１に示されるように、本発明のアルミニウム合金材は、細長形状の結晶粒１０が略一方向、図１では長手方向Ｘに揃って延在状態となった繊維状組織を有している。このような細長形状の結晶粒は、従来の微細な結晶粒や、単にアスペクト比が大きい扁平な結晶粒とは大きく異なる。すなわち、本発明の結晶粒は、繊維のような細長い形状で、その長手方向Ｘに垂直な短手方向Ｙについての短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下である。このような微細な結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織は、従来のアルミニウム合金材には存在しなかった新規な金属組織といえる。
【００２２】
さらに、本発明のアルミニウム合金材の主表面は、算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である。上記金属組織を有するアルミニウム合金材は、強度が高く、アルミニウム合金材同士を接触させても接触面積が小さい。さらに、主表面における算術平均粗さＲａを小さくすることで、アルミニウム合金材の主表面同士が接触しながら相対的に運動しても、凹凸によって削られることが少なくなる。さらに、これらの相乗効果によって、摩耗によって形成される摩耗粒子が微細化されるため、アルミニウム合金材を接触させたときの潤滑効果を高められる。そのため、アルミニウム合金材において所望の強度を維持しつつ耐摩耗性を高め、摩耗による断線を低減させることができる。
【００２３】
また、結晶粒を微細にすることは、アルミニウム合金材同士を接触させたときの接触面積を低減させる作用以外に、結晶すべりが分散することで、曲げ加工などの塑性加工を行った後の表面の肌荒れを低減する作用、せん断加工した際のダレやバリを低減する作用、粒界腐食を改善する作用などに直結するため、さらに耐摩耗性を向上させる効果がある。
【００２４】
（１）合金組成
本発明のアルミニウム合金材の合金組成とその作用について示す。
本発明のアルミニウム合金材は、基本組成として、Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有し、さらに必要に応じて、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、ＺｒおよびＳｎから選択される１種以上を合計で２．００質量％以下を適宜含有させたものである。
【００２５】
＜Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％＞
Ｍｇ（マグネシウム）は、アルミニウム母材の結晶粒の微細化に寄与し、また、微細な結晶粒を安定化する作用を有する元素である。上記作用効果を得る点で、Ｍｇ含有量は０．０５質量％以上とし、０．１０質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。しかしながら、Ｍｇ含有量が１．８０質量％超えの場合には、強度が低下して断線するデメリットが顕在化するため、好ましくない。したがって、Ｍｇ含有量は１．８０質量％以下とし、より好ましくは１．５０質量％以下であり、さらに好ましくは１．００質量％以下である。
【００２６】
＜Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％＞
Ｓｉ（ケイ素）は、アルミニウム母材の結晶粒の微細化に寄与し、また、微細な結晶粒を安定化する作用を有する元素である。上記作用効果を得る点で、Ｓｉ含有量は０．０１質量％以上とし、０．０３質量％以上とすることが好ましく、０．１０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｓｉ含有量が２．００質量％超えの場合には、強度が低下して断線するデメリットが顕在化するため、好ましくない。したがって、Ｓｉ含有量は２．００質量％以下とし、より好ましくは１．５０質量％以下であり、さらに好ましくは１．００質量％以下である。
【００２７】
＜Ｆｅ：０．０１〜１．５０質量％＞
Ｆｅ（鉄）は、繊維状の結晶粒の形成と、結晶粒の微細化に寄与する元素である。上記作用効果を得る点で、Ｆｅ含有量は０．０１質量％以上とし、０．０５質量％以上とすることが好ましく、０．１０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｆｅ含有量が１．５０質量％を超えると、晶出物が多くなり、強度が低下する。ここで、晶出物とは、合金の鋳造凝固時に生じる金属間化合物をいう。したがって、Ｆｅ含有量は１．５０質量％以下とし、より好ましくは１．００質量％以下であり、さらに好ましくは０．８０質量％以下である。
【００２８】
＜Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、ＺｒおよびＳｎの群から選択される１種以上：合計で０．００〜２．００質量％＞
Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｏ（コバルト）、Ａｕ（金）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）およびＳｎ（スズ）はいずれも、結晶粒の微細化の効果があるため、必要に応じて適宜添加することができる任意添加元素成分である。これらの元素は後述する本発明の製造方法と相乗的に作用して、主表面における算術平均粗さＲａを制御するために有効に作用する。
これらの任意添加元素成分の含有量は、上記作用効果を得る点で、合計で０．０００１質量％以上とし、０．０１質量％以上とすることが好ましく、０．０３質量％以上とすることがより好ましく、０．０５質量％以上とすることがさらに好ましい。一方、前記任意添加元素成分の含有量の合計が２．００質量％超だと、強度が低下して断線が起こり易くなる。したがって、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、ＺｒおよびＳｎの群から選択される１種以上を含有する場合には、それらの含有量の合計は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．００質量％以下、より導電率を重視する場合は０．５０質量％以下とする。これらの任意添加元素成分は、１種のみの単独で含まれていてもよいし、２種以上の組み合わせで含まれていてもよい。なお、これらの任意添加元素成分の含有量や、その下限は、０．００質量％としてもよい。
【００２９】
＜Ｃｕ：０．００〜２．００質量％＞
Ｃｕは、特に耐熱性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ｃｕの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｃｕの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下するとともに、耐腐食性が低下する。したがって、Ｃｕの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｃｕは、任意添加元素成分であるので、Ｃｕを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｃｕ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３０】
＜Ａｇ：０．００〜２．００質量％＞
Ａｇは、特に耐熱性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ａｇの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ａｇの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ａｇの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ａｇは、任意添加元素成分であるので、Ａｇを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ａｇ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３１】
＜Ｚｎ：０．００〜２．００質量％＞
Ｚｎは、特に耐熱性と、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ｚｎの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｚｎの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｚｎの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｚｎは、任意添加元素成分であるので、Ｚｎを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｚｎ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３２】
＜Ｎｉ：０．００〜２．００質量％＞
Ｎｉは、特に耐熱性と、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させる観点から、Ｎｉの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｎｉの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｎｉの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｎｉは、任意添加元素成分であるので、Ｎｉを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｎｉ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３３】
＜Ｔｉ：０．０００〜２．０００質量％＞
Ｔｉは、鋳造時の結晶を微細化させ、また、耐熱性を向上させ、さらに、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。鋳造時の結晶を微細化させるとともに、耐熱性を向上させる作用を十分に発揮させるには、Ｔｉの含有量を０．００５質量％以上とすることが好ましい。これに加えて、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用も十分に発揮させるには、Ｔｉの含有量を０．０６質量％以上とすることがより好ましく、０．３０質量％以上とすることがさらに好ましい。他方で、Ｔｉの含有量を２．０００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｔｉの含有量は、好ましくは２．０００質量％以下、より好ましくは１．５００質量％以下、さらに好ましくは１．２００質量％以下とする。なお、Ｔｉは、任意添加元素成分であるので、Ｔｉを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｔｉ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３４】
＜Ｃｏ：０．００〜２．００質量％＞
Ｃｏは、特に耐熱性と、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ｃｏの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｃｏの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｃｏの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｃｏは、任意添加元素成分であるので、Ｃｏを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｃｏ含有量の下限値は０．００質量％する。
【００３５】
＜Ａｕ：０．００〜２．００質量％＞
Ａｕは、特に耐熱性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ａｕの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ａｕの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ａｕの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ａｕは、任意添加元素成分であるので、Ａｕを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ａｕ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３６】
＜Ｍｎ：０．００〜２．００質量％＞
Ｍｎは、特に耐熱性と、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ｍｎの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｍｎの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｍｎの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｍｎは、任意添加元素成分であるので、Ｍｎを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｍｎ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３７】
＜Ｃｒ：０．００〜２．００質量％＞
Ｃｒは、特に耐熱性と、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ｃｒの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｃｒの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｃｒの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｃｒは、任意添加元素成分であるので、Ｃｒを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｃｒ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３８】
＜Ｖ：０．００〜２．００質量％＞
Ｖは、特に耐熱性と、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ｖの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｖの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｖの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｖは、任意添加元素成分であるので、Ｖを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｖ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００３９】
＜Ｚｒ：０．００〜２．００質量％＞
Ｚｒは、特に耐熱性と、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ｚｒの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｚｒの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｚｒの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｚｒは、任意添加元素成分であるので、Ｚｒを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｚｒ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００４０】
＜Ｓｎ：０．００〜２．００質量％＞
Ｓｎは、特に耐熱性と、腐食環境で使用される場合の耐食性を向上させる作用を有する元素である。このような作用を十分に発揮させるには、Ｓｎの含有量を０．０６質量％以上とすることが好ましく、０．３０質量％以上とすることがより好ましい。他方で、Ｓｎの含有量を２．００質量％超とすると、加工性が低下する。したがって、Ｓｎの含有量は、好ましくは２．００質量％以下、より好ましくは１．５０質量％以下、さらに好ましくは１．２０質量％以下とする。なお、Ｓｎは、任意添加元素成分であるので、Ｓｎを添加しない場合には、不純物レベルの含有も考慮して、Ｓｎ含有量の下限値は０．００質量％とする。
【００４１】
＜残部：Ａｌおよび不可避不純物＞
上述した成分以外の残部は、Ａｌ（アルミニウム）および不可避不純物である。ここでいう不可避不純物は、製造工程上、不可避的に含まれうる含有レベルの不純物を意味する。不可避不純物は、含有量によっては導電率を低下させる要因にもなりうるため、導電率の低下を考慮して不可避不純物の含有量をある程度抑制することが好ましい。不可避不純物として挙げられる成分としては、例えば、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｂ（鉛）、Ｇａ（ガリウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）等が挙げられる。なお、これらの成分含有量の上限は、上記成分毎に０．０３質量％、上記成分の総量で０．１０質量％とすればよい。
【００４２】
このようなアルミニウム合金材は、合金組成や製造プロセスを組み合わせて制御することにより実現できる。以下、本発明のアルミニウム合金材の好適な製造方法について説明する。
【００４３】
（２）本発明の一実施例によるアルミニウム合金材の製造方法
このような本発明の一実施例によるアルミニウム合金材は、例えばＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｆｅ系合金の内部に結晶粒界を高密度で導入することで、耐摩耗性を高めることができる。ここで、アルミニウム合金材に冷間加工（延伸加工）を行うことにより、合金の内部の格子欠陥の再配列を促し、安定化させることができるため、結晶粒界を高密度に導入することができる。
【００４４】
本発明のアルミニウム合金材の好ましい製造方法では、上記所定の合金組成を有するアルミニウム合金素材に対し、最終的な加工度（合計加工度）が３．０以上となるように冷間加工［１］を行う。
合計加工度を大きくすることにより、金属組織の変形に伴う金属結晶の分裂を促すことができ、アルミニウム合金材の内部に結晶粒界を高密度で導入できる。その結果、アルミニウム合金材の強度が高められ、且つ耐摩耗性が大幅に向上する。このような合計加工度は、好ましくは５．５以上、より好ましくは６．５以上、さらに好ましくは７．５以上、最も好ましくは８．５以上とする。また合計加工度の上限は特に規定されないが、通常は１５である。
【００４５】
なお、加工度ηは、加工前の断面積をｓ１、加工後の断面積をｓ２（ｓ１＞ｓ２）とするとき、下記式（１）で表される。
加工度（無次元）：η＝ｌｎ（ｓ１／ｓ２）      ・・・（１）
【００４６】
冷間加工の手段は、目的とするアルミニウム合金材の形状（線棒材、板材、条、箔など）と所望の表面粗さに応じて適宜選択すればよく、例えばカセットローラーダイス、溝ロール圧延、丸線圧延、ダイス等による引抜き加工、スエージング等が挙げられる。いずれの加工手段においても、アルミニウム合金材の内部に結晶粒界を積極的に導入するとともに、加工条件で表面粗さを小さくすることによって、高い強度と優れた耐摩耗性が得られる。また、上記のような加工における諸条件（潤滑油の種類、加工速度、加工発熱など）は、公知の範囲で適宜調整すればよい。
【００４７】
アルミニウム合金素材としては、上記合金組成を有するものであれば特に限定はなく、例えば、押出材、鋳塊材、熱間圧延材、冷間圧延材などを、使用目的に応じて適宜選択して用いることができる。
【００４８】
本発明では、上述のように、アルミニウム合金素材に対し、ダイスによる引抜きや圧延などの方法により、高い加工度の加工が行われる。そのため、結果として、長尺のアルミニウム合金材が得られる。一方、粉末焼結、圧縮ねじり加工、Ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｔｏｒｓｉｏｎ（ＨＰＴ）、鍛造加工、Ｅｑｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ（ＥＣＡＰ）等のような従来のアルミニウム合金材の製造方法では、このような長尺のアルミニウム合金材を得ることは難しい。このような本発明のアルミニウム合金材は、好ましくは１０ｍ以上の長さで製造される。なお、製造時のアルミニウム合金材の長さの上限は特に設けないが、作業性などを考慮し、６０００ｍとすることが好ましい。
【００４９】
また、本発明のアルミニウム合金材は、上述のように結晶粒の微細化のために加工度を大きくすることが有効であるため、特に線棒材として作製する場合には、細径にするほど、また、板材や箔として作製する場合には、薄厚にするほど、本発明の構成を実現し易い。
【００５０】
特に、本発明のアルミニウム合金材が線材である場合には、その線径は、好ましくは０．６５ｍｍ以下、より好ましくは０．４０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１５ｍｍ以下である。なお、下限は特に設けないが、作業性などを考慮し、０．０１ｍｍとすることが好ましい。本発明のアルミニウム合金からなる線材は、細線であっても高い強度を有するため、単線で細くして使用できることが利点の一つである。また、本発明のアルミニウム合金は、線材を複数本束ねて撚り合わせたときに、細線同士の接触による摩耗や、それによる断線が起こり難いことも利点の一つである。
【００５１】
また、本発明のアルミニウム合金材が板材である場合には、その板厚は、好ましくは２．０ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．４ｍｍ以下、特に好ましくは０．２ｍｍ以下である。なお、下限は特に設けないが、０．０１ｍｍとすることが好ましい。本発明のアルミニウム合金からなる板材は、薄板や箔の形状でも高い強度を有するため、薄厚の単層として使用できることが利点の一つである。
【００５２】
また、上述のように本発明のアルミニウム合金材は、細くまたは薄く加工されるが、このようなアルミニウム合金材を複数用意して接合し、太くまたは厚くして、目的の用途に使用することもできる。なお、接合の方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば圧接、溶接、接着剤による接合や、摩擦攪拌接合などが挙げられる。また、アルミニウム合金材が線棒材である場合には、線棒材を複数本束ねて撚り合わせ、アルミニウム合金撚線として、目的の用途に使用することもできる。本発明のアルミニウム合金材は、特にこのように複数を接合させた場合であっても、これらの接触による摩耗が起こり難いため、優れた耐久性を発揮する。
【００５３】
また、残留応力の解放や伸びの向上を目的として、冷間加工［１］の後に安定化熱処理［２］を行ってもよい。冷間加工を行ったアルミニウム合金材に対する安定化熱処理の処理温度は、７０〜１６０℃とするのが好ましい。また、安定化熱処理の保持時間は、２〜１０時間とすることが好ましい。安定化熱処理の処理温度が７０℃未満の場合や、保持時間が２時間未満の場合には、上記のような作用が得られにくい。また、処理温度が１６０℃を超える場合や、保持時間が１０時間を超える場合には、金属結晶の成長によって結晶粒界の密度が低下し、強度が低下する傾向がある。なお、安定化熱処理の諸条件は、不可避不純物の種類や量、およびアルミニウム合金材の固溶・析出状態によって、適宜調節することができる。また、安定化熱処理［２］は行わなくてもよく、この場合も所望の高い強度と高い耐摩耗性を有するアルミニウム合金材を得ることができる。
【００５４】
（３）本発明のアルミニウム合金材の組織的な特徴
＜金属組織＞
図２は、本発明に係るアルミニウム合金材１における結晶粒の延在方向に平行な断面を示す概略断面図である。図２では、図１と同様に、結晶粒が長手方向Ｘに揃って延在した場合について示す。また、図３は、図２のうち、アルミニウム合金材の表層部Ａを構成する部分Ｐについての拡大断面図である。
【００５５】
上述のような製造方法によって製造される本発明のアルミニウム合金材は、金属組織内に結晶粒界が高密度で導入されたものである。このような本発明のアルミニウム合金材は、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、この略一方向（結晶粒の延在方向）に平行な断面において、厚さ中心ラインと主表面ラインの間にある中間ラインＭの近傍の領域（より具体的には、図２に記載される、アルミニウム合金材１の主表面ラインＨ１、Ｈ２から、厚さ中心ラインＯに向かって厚さｔの１／４倍だけ離れた位置にある中間ラインＭと、この中間ラインＭからアルミニウム合金材１の厚さ方向に沿って厚さｔの２０％以内にある領域）における、上記結晶粒の長手方向Ｘに垂直な短手方向寸法（図１の寸法Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下である。このようなアルミニウム合金材は、従来にはない特有の金属組織を有することにより、特に高い強度と優れた耐摩耗性を発揮し得る。
【００５６】
本発明のアルミニウム合金材の金属組織は繊維状組織であり、細長形状の結晶粒が略一方向に揃って繊維状に延在した状態になっている。
【００５７】
ここで、結晶粒が延在する「一方向」は、結晶粒の長手方向Ｘであり、アルミニウム合金材の加工方向（延伸方向）に対応し、アルミニウム合金材が、線棒材である場合には例えば伸線方向に、板材や箔である場合には例えば圧延方向に、それぞれ対応する。この「一方向」は、好ましくはアルミニウム合金材の長手方向に対応する。すなわち、通常アルミニウム合金材は、その加工方向に垂直な寸法よりも短い寸法に個片化されていない限り、その延伸方向は、その長手方向に対応する。
【００５８】
また、繊維状の金属組織に含まれる結晶粒が「略一方向に揃って延在する」とは、アルミニウム合金材１における結晶粒の延在した方向に平行な断面において、結晶粒１０の長手方向Ｘと、アルミニウム合金材１の主表面Ｈ１、Ｈ２に平行な方向とのなす角度が０°以上１５°以下である状態をいう。また、アルミニウム合金材の機械的強度向上の観点から、この角度は、好ましくは０°以上１０°以下、より好ましくは０°以上７°以下、最も好ましくは０°以上５°以下である。このとき、結晶粒の長手方向Ｘは、図３に記載されるように、結晶粒１０の左端における短手方向Ｙについての中点ｍ１と、結晶粒１０の右端における短手方向Ｙについての中点ｍ２とを通る直線ｎの方向とすることができる。
【００５９】
また、アルミニウム合金材における上記略一方向に平行な断面において、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の平均値は、５００ｎｍ以下であり、より好ましくは４００ｎｍ以下、さらに好ましくは３５０ｎｍ以下、特に好ましくは３００ｎｍ以下、一層好ましくは２００ｎｍ以下である。このような径（結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２））の細い結晶粒が略一方向に延在した繊維状の金属組織では、結晶粒界が高密度に形成されており、このような金属組織によれば、変形に伴う結晶すべりを効果的に阻害でき、且つ、摩耗片が微細になることによる潤滑効果により、従来にない高い強度や高い耐摩耗性を実現し得る。また、アルミニウム合金材がより強固なものとなり、摩耗の原因となるような接触が起こり難くなる観点でも、耐摩耗性を高めることができる。なお、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の平均値は、高い強度や高い耐摩耗性を実現する上で小さいほど好ましいが、製造上または物理上の限界としての下限は例えば５０ｎｍである。
【００６０】
また、上記結晶粒の長手方向寸法（Ｌ１）の平均値は、必ずしも特定されないが、１２００ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１７００ｎｍ以上であり、さらに好ましくは２２００ｎｍ以上である。また、上記の長手方向寸法（Ｌ１）の平均値および短手方向寸法（Ｌ２）の平均値の範囲を考慮すると、上記結晶粒の長手方向寸法（Ｌ１）の平均値と短手方向寸法（Ｌ２）の平均値のアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）は、１０以上であることが好ましく、より好ましくは２０以上である。
【００６１】
図２に示すアルミニウム合金材１の断面において、主表面（主表面ラインＨ１、Ｈ２）の近傍にある表層部Ａに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値と、厚さ中心ラインＯを中心とする中心部Ｂに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値とが異なることが好ましい。これにより、アルミニウム合金材１は、主表面Ｈ１、Ｈ２のそれぞれから厚さ中心ラインＯまでの間で、結晶粒の長手方向Ｘについての寸法に勾配のある金属組織を有するため、従来のアルミニウム合金材にない新たな金属組織を得ることができる。
【００６２】
ここで、表層部Ａは、図２に示すアルミニウム合金材１における結晶粒の延在方向に平行な断面で見て、アルミニウム合金材１の主表面ラインＨ１、Ｈ２と、主表面ラインＨ１、Ｈ２から深さ方向（アルミニウム合金材の厚さ方向）に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインｄ１、ｄ２とで区画される領域である。また、中心部Ｂは、上記断面で見て、アルミニウム合金材１の厚さ方向について、アルミニウム合金材１の主表面Ｈ１までの距離と、主表面Ｈ２までの距離とが等しくなる厚さ中心ラインＯを中心とする領域であり、この厚さ中心ラインＯから両側に、アルミニウム合金材１の厚さ方向について、厚さｔの２／１０倍だけ離れた位置（図２の厚さラインｃ１、ｃ２）までの領域である。ここで、アルミニウム合金材が線材である場合、厚さｔは線材の線径に相当するとともに、中心部Ｂは、厚さ中心ラインＯから線径方向に、線径（厚さｔ）の２／１０倍だけ離れた位置を通る線（図２の厚さラインｃ１、ｃ２）によって区画される。
【００６３】
特に、図２に示すような上記断面において、表層部Ａに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値は、好ましくは１０００ｎｍ以上５０００００ｎｍ以下、より好ましくは２０００ｎｍ以上１０００００ｎｍ以下である。表層部Ａに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値を上記範囲内にすることで、アルミニウム合金材１の主表面Ｈ１、Ｈ２における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下の範囲内に制御しやすいため、アルミニウム合金材の耐摩耗性を向上することができる。
【００６４】
また、図２に示すような上記断面において、中心部Ｂに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値は、好ましくは１５００ｎｍ以上１００００００ｎｍ以下、より好ましくは３０００ｎｍ以上１０００００ｎｍ以下である。中心部Ｂに存在する結晶粒（ＢＬ１）の平均値を上記範囲内にすることで、アルミニウム合金材の機械的強度を向上することができる。
【００６５】
また、図２に示すような上記断面において、表層部Ａに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値に対する、中心部Ｂに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値の比（ＢＬ１／ＡＬ１）は、好ましくは１．２以上４．０以下、好ましくは１．５以上３．５以下、より好ましくは１．８以上３．０以下、さらに好ましくは２．１以上２．５以下である。これにより、アルミニウム合金材の耐摩耗性および機械的強度をともに向上させることができる。
【００６６】
上記のように、アルミニウム合金材１では、中心部Ｂに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値が、表層部Ａに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値よりも大きいことが好ましく、このとき、厚さ中心ラインＯから主表面ラインＨ１、Ｈ２に向かって結晶粒の長手方向寸法（Ｌ１）の平均値が小さくなるような勾配を有する。
【００６７】
表層部Ａに存在する結晶粒における、長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値と短手方向寸法（ＡＬ２）の平均値とのアスペクト比（ＡＬ１／ＡＬ２）や、中心部Ｂに存在する結晶粒における、長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値と短手方向寸法（ＢＬ２）の平均値とのアスペクト比（ＢＬ１／ＢＬ２）は、それぞれ上述のアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）と同様に、１０以上であることが好ましく、より好ましくは２０以上である。
【００６８】
このような繊維状の金属組織の観察は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）や、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ）などを用いて行うことができる。その中でも、走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ）を用いて行うことが好ましい。本実施形態では、アルミニウム合金材の長手方向（伸線方向）を結晶粒の延在方向（長手方向Ｘ）に近似することができ、その場合には、アルミニウム合金材の伸線方向に平行な断面について、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）を用いてイオンミリングを行って仕上げたものを、観察用試料とすることができる。
【００６９】
このうち、ＳＩＭ観察では、グレーコントラストを用いることが好ましく、このとき、コントラストの違いを結晶方位の違いとして、コントラストが不連続に異なる境界を結晶粒界として認識することができる。なお、イオン線の侵入深さによっては、結晶方位が異なっていてもグレーコントラストに差がない場合がある。その場合には、走査イオン顕微鏡の試料ステージ内における直交する２本の試料回転軸によって±３°〜６°ずつ傾けて電子線と試料の角度を変えて、複数のイオン侵入深さ条件で観察面を撮影し、粒界を認識する。
【００７０】
例えば、中間ラインＭとその近傍についてＳＩＭ観察するときは、観察視野は縦（１５〜４０）μｍ×横（１５〜４０）μｍとし、図２に示される結晶粒の延在方向（長手方向Ｘ）に平行な断面において、短手方向Ｙ（長手方向Ｘに垂直な方向）について、厚さ中心ラインＯと主表面ラインＨ１またはＨ２との距離が等しくなる位置（アルミニウム合金材１の主表面Ｈ１またはＨ２から、厚さ中心ラインＯに向かって厚さｔの１／４倍だけ離れた位置）を中間ラインＭとし、この中間ラインＭからアルミニウム合金材の厚さ方向に沿って厚さｔの２０％以内にある領域）で観察を行う。そして、観察された結晶粒のうち、任意の１００個を選択し、それぞれの結晶粒の長手方向Ｘ（結晶粒が延在する略一方向）についての長手方向寸法Ｌ１と、短手方向Ｙについての短手方向寸法Ｌ２を測定し、これらの寸法Ｌ１、Ｌ２の平均値を算出する。
【００７１】
また、表層部Ａのうち、主表面ラインＨ１側の表層部Ａ１についてＳＩＭ観察するときは、観察視野を縦１０μｍ×横１０００μｍとし、図２に示される結晶粒の長手方向Ｘに平行な断面において、アルミニウム合金材１の主表面ラインＨ１から深さ方向（アルミニウム合金材の厚さ方向）に５μｍだけ離れた位置を通る線を中心として、この線から深さ方向に沿って両側に５μｍだけ離れた位置までの領域について観察を行う。これにより、主表面ラインＨ１と、主表面ラインＨ１から深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインｄ１とで区画される領域で観察を行うことができる。表層部Ａのうち、主表面ラインＨ２側の表層部Ａ２についてＳＩＭ観察するときも、同様に、主表面ラインＨ２から深さ方向に５μｍだけ離れた位置を通る線を中心として、この線から深さ方向に沿って両側に５μｍだけ離れた位置までの領域について観察を行う。このようにして観察された結晶粒のうち、任意の１００個を選択し、それぞれの結晶粒について、長手方向Ｘ（結晶粒が延在する方向）に関する長手方向寸法ＡＬ１と、短手方向Ｙに関する短手方向寸法ＡＬ２を測定し、これらの寸法ＡＬ１、ＡＬ２の平均値を算出する。
【００７２】
また、中心部ＢについてＳＩＭ観察するときは、観察視野を縦１０μｍ×横１０００μｍとし、図２に示すような結晶粒の長手方向Ｘに平行な断面において、アルミニウム合金材１の厚さ方向について、アルミニウム合金材１の主表面ラインＨ１までの距離と、主表面ラインＨ２までの距離とが等しくなる厚さ中心ラインＯを中心とした領域について観察を行う。より具体的には、この厚さ中心ラインＯを中心として、アルミニウム合金材の厚さ方向の両側について、厚さｔの２／１０倍だけ離れた位置を通る線（図２の厚さラインｃ１、ｃ２）によって区画される領域内で観察を行う。そして、観察された結晶粒のうち、任意の１００個を選択し、それぞれの結晶粒について、長手方向Ｘ（結晶粒が延在する方向）に関する長手方向寸法ＢＬ１と、短手方向Ｙに関する短手方向寸法ＢＬ２を測定し、これらの寸法ＢＬ１、ＢＬ２の平均値を算出する。また、長手方向寸法ＡＬ１の平均値と、長手方向寸法ＢＬ１の平均値から、ＢＬ１／ＡＬ１比を算出する。
【００７３】
走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ）を用いて繊維状の金属組織を観察するとき、撮影された画像に占める、上記繊維状の金属組織の面積割合ａは、２０％以上であると、上記アルミニウム合金材の機械的強度および耐摩耗性を向上させる効果が発揮され易くなる。アルミニウム合金材において高強度および高耐摩耗性を得やすくする観点から、この面積割合ａは、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上である。
【００７４】
＜表面性状＞
また、上述のような製造方法によって製造される本発明のアルミニウム合金材は、主表面の算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である。このようなアルミニウム合金材は、従来にはない微細な結晶組織と組み合わせることによって、所望の強度を有しながらも、摩耗によって形成される摩耗粒子を微細化して潤滑効果を高める作用や、アルミニウム合金材の主表面同士が接触しながら相対的に運動する際に、凹凸によって削られ難くなる作用が奏されるため、特に優れた耐摩耗性を発揮することができる。また、本発明のアルミニウム合金材における主表面の算術平均粗さＲａは、好ましくは０．８００μｍ以下、より好ましくは０．５００μｍ以下、さらに好ましくは０．３００μｍ以下、さらに好ましくは０．１００μｍ以下、さらに好ましくは０．０５０μｍ以下である。他方で、製造上のコストを低減するとともに測定装置の精度を適正にする観点から、本発明のアルミニウム合金材における主表面の算術平均粗さＲａは、好ましくは０．００５μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上としてもよい。
【００７５】
（４）本発明のアルミニウム合金材の特性
［動摩擦係数および摩耗量］
動摩擦係数および摩耗量は、バウデン型摩擦試験機を用いて測定された値とする。詳しい測定条件は、後述する実施例の欄にて説明する。
本発明のアルミニウム合金材は、好ましくは動摩擦係数が０．８０以下である。このような動摩擦係数を有することで、アルミニウム合金材に同種の材料や他の材料が接触しても、アルミニウム合金材に摩耗が生じ難い。従って、例えば、本発明のアルミニウム合金線棒材をケーブルの編組シールド線に適用した場合には、ケーブルの屈曲によって編組シールド線同士に摩擦が生じても、それらの摩耗を低減させることができるため、ケーブルの長寿命化を図る効果がある。また、本発明のより好ましい動摩擦係数は０．７０以下、さらに好ましい動摩擦係数は０．６０以下である。
【００７６】
また、本発明のアルミニウム合金材は、バウデン型摩擦試験機を用いた試験における摩耗量が、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下である。
【００７７】
［他の金属による被覆］
本発明のアルミニウム合金材は、裸材として用いるだけでなく、めっきやクラッドなどの方法によって、他の金属で被覆してもよい。被覆する金属としては、接触抵抗の低減、耐食性の向上などの効果がある、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｓｎなどが挙げられる。他の金属による被覆率は、アルミニウム合金材の長手方向に垂直な断面において、全面積の２５％程度までとすることが好ましい。被覆率が高すぎると、軽量化効果が低減してしまうためである。上記被覆率は、好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下である。
金属を被覆した後に塑性加工を行う場合は、加工発熱によって被覆した金属と基材のアルミニウム合金が反応し、金属間化合物を形成する場合がある。従って、例えば伸線加工速度を５０ｍ／ｍｉｎ以下まで低速にする、潤滑材を強制冷却して被加工材を冷却する能力を高める、などの方法が必要となる。
【００７８】
（５）本発明のアルミニウム合金材の用途
本発明のアルミニウム合金材は、鉄系材料、銅系材料およびアルミニウム系材料が用いられているあらゆる用途が対象となり得る。特に、本発明のアルミニウム合金材は、高強度および高耐摩耗性を兼ね備えているため、アルミニウム合金材の複数本を束ねて撚り合わせ、アルミニウム合金撚線として目的の用途に用いることが好ましい。具体的には、電線や編組シールド線、ケーブル等の導電部材、集電体用のメッシュや網等の電池用部材、ねじや、ボルト、リベット等の締結部品、コイルバネ等のバネ用部品、コネクタや端子等の電気接点用バネ部材、シャフトやフレーム等の構造用部品、ガイドワイヤー、半導体用のボンディングワイヤー、発電機やモータに用いられる巻線等として好適に用いることができる。
このうち、導電部材のより具体的な用途例としては、架空送電線、ＯＰＧＷ、地中電線、海底ケーブルなどの電力用電線、電話用ケーブルや同軸ケーブルなどの通信用電線、有線ドローン用ケーブル、キャブタイヤケーブル、ＥＶ／ＨＥＶ用充電ケーブル、洋上風力発電用捻回ケーブル、エレベータケーブル、アンビリカルケーブル、ロボットケーブル、電車用架線、トロリ線などの機器用電線、自動車用ワイヤーハーネス、船舶用電線、飛行機用電線などの輸送用電線、バスバー、リードフレーム、フレキシブルフラットケーブル、避雷針、アンテナ、コネクタ、端子、ケーブルの編粗などが挙げられる。
特に、電線やケーブルにおいて撚り線として用いる場合には、本発明のアルミニウム合金と汎用的な銅やアルミニウムなどの導体とを組み合わせて撚り線としてもよい。
電池用部材としては、太陽電池の電極、リチウムイオン電池の電極などが挙げられる。
構造用部品（部材）のより具体的な用途例としては、建築現場の足場、コンベアメッシュベルト、衣料用の金属繊維、鎖帷子、フェンス、虫除けネット、ジッパー、ファスナー、クリップ、アルミウール、ブレーキワイヤーやスポークなどの自転車用部品、強化ガラスの補強線、パイプシール、メタルパッキン、ケーブルの保護強化材、ファンベルトの芯金、アクチュエータ駆動用ワイヤー、チェーン、ハンガー、防音用メッシュ、棚板などが挙げられる。
締結部品（部材）のより具体的な用途例としては、いもねじ、ステープル、画鋲などが挙げられる。
バネ用部品（部材）のより具体的な用途例としては、バネ電極、端子、コネクタ、半導体プローブ用バネ、板バネ、ぜんまい用バネなどが挙げられる。
また、樹脂系材料、プラスチック材料、布などに導電性を持たせたり、強度や弾性率を制御したりするために添加する金属繊維としても好適である。
また、メガネフレーム、時計用ベルト、万年筆のペン先、フォーク、ヘルメット、注射針などの民生部材や医療部材にも好適である。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【実施例】
【００８０】
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、本発明例および比較例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。【００８１】
（本発明例１〜２８）
まず、表１に示す合金組成を有する１０ｍｍφの各棒材を準備した。次に、各棒材を用いて、表２に示す製造条件にて、それぞれのアルミニウム合金線材を作製した。【００８２】
ここで、本発明例１〜９では、同じ組成を有するアルミニウム合金線材について、伸線加工における加工度と、伸線加工の条件を変えることで、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）と、主表面の算術平均粗さＲａの大きさを調整した。より具体的には、伸線加工における加工度を変えることで、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）を調整した。また、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）を調整したり、伸線加工の条件を変えたりすることで、主表面の算術平均粗さＲａを調整した。【００８３】
また、本発明例１０〜１１、１２〜１３、１４〜１７、１８〜１９では、それぞれ、アルミニウム合金線材の組成を調整し、また、伸線加工の条件を変えることで主表面の算術平均粗さＲａの大きさを調整した。【００８４】
なお、表２に示す、全体の製造条件についてのアルファベットＡ〜Ｇおよび伸線加工に用いたダイスの条件（伸線条件）についての数字１〜４は、具体的には以下のとおりである。
＜製造条件Ａ＞
準備した棒材に対し、加工度の合計が５．５になるように伸線加工を行い、次いで１００℃で５時間保持する安定化熱処理を行った。
＜製造条件Ｂ＞
準備した棒材に対し、加工度の合計が６．５になるように伸線加工を行い、次いで１００℃で５時間保持する安定化熱処理を行った。
＜製造条件Ｃ＞
準備した棒材に対し、加工度の合計が７．５になるように伸線加工を行い、次いで１００℃で５時間保持する安定化熱処理を行った。
＜製造条件Ｄ＞
準備した棒材に対し、加工度の合計が８．５になるように伸線加工を行い、次いで１００℃で５時間保持する安定化熱処理を行った。
＜製造条件Ｅ＞
準備した棒材に対し、加工度の合計が２．０になるように伸線加工を行い、次いで１００℃で５時間保持する安定化熱処理を行った。
＜製造条件Ｆ＞
加工度の合計が７．５になるように伸線加工を行った後、２００℃で焼鈍を行って繊維状の金属組織を消失させた。
＜製造条件Ｇ＞
加工度の合計が７．５になるように伸線加工を行った後、３００℃で焼鈍を行って繊維状の金属組織を消失させた。
＜伸線条件１＞
天然ダイヤモンドからなるチップを使用したダイスを用いて伸線加工を行ったのち、仕上げに微小な段付の天然ダイヤモンドダイスを用いて伸線加工を行った。
＜伸線条件２＞
天然ダイヤモンドからなるチップを使用したダイスを用いて伸線加工を行った。
＜伸線条件３＞
焼結ダイヤモンドからなるチップを使用したダイスを用いて伸線加工を行った。
＜伸線条件４＞
超硬合金からなるチップを使用したダイスを用いて伸線加工を行った。【００８５】
（比較例１、２）
比較例１、２では、表１に示す合金組成を有する１０ｍｍφの棒材を用い、伸線加工の条件を調整して、主表面の算術平均粗さＲａが１．０００μｍより大きいアルミニウム系線材を作製した。【００８６】
（比較例３、４）
比較例３、４では、表１に示す合金組成を有する１０ｍｍφの棒材を用い、ダイスを用いた伸線加工の際の加工度を調整して、結晶粒の短手方向寸法の平均値が５００ｎｍより大きいアルミニウム系線材を作製した。【００８７】
（比較例５）
比較例５では、表１に示すようにＭｇとＳｉをいずれも含まない合金組成を有する１０ｍｍφの棒材を用い、ダイスを用いて伸線加工を行い、結晶粒の短手方向寸法の平均値が５００ｎｍより大きいアルミニウム系線材を作製した。【００８８】
（比較例６）
比較例６では、表１に示すようにＦｅを含まない合金組成を有する１０ｍｍφの棒材を用い、ダイスを用いて伸線加工を行い、繊維状の金属組織を有しておらず、結晶粒の短手方向寸法の平均値が５００ｎｍより大きいアルミニウム系線材を作製した。【００８９】
（比較例７）
比較例７では、表１に示す合金組成を有する１０ｍｍφの棒材を用い、ダイスを用いて伸線加工を行った後、３００℃で焼鈍を行って繊維状の金属組織を消失させたアルミニウム系線材を作製した。【００９０】
（比較例８）
比較例８では、表１に示すようにＦｅを１．５０質量％より多く含有させた１０ｍｍφの棒材を用い、ダイスを用いて伸線加工を行ってアルミニウム系線材を作製した。【００９１】
（比較例９）
比較例９では、表１に示すように、Ｍｇを１．８０質量％より多く含有させ、且つＳｉを２．００質量％より多く含有させた１０ｍｍφの棒材を用い、ダイスを用いて伸線加工を行ってアルミニウム系線材を作製した。【００９２】
（比較例１０）
比較例１０では、表１に示すように、ＣｕとＣｒを合計で２．００質量％より多く含有させた１０ｍｍφの棒材を用い、ダイスを用いて伸線加工を行ってアルミニウム系線材を作製した。【００９３】
（従来例１）
従来例１では、純銅からなる１０ｍｍφの棒材を用い、ダイスを用いて伸線加工を行った後、２００℃で焼鈍を行って等軸状の金属組織である銅線材を作製した。【００９４】
［評価］
上記の本発明例、比較例および従来例に係るアルミニウム系線材を用いて、下記に示す特性評価を行った。各特性の評価条件は下記のとおりである。結果を表１および表２に示す。なお、比較例８〜１０のアルミニウム系線材は伸線加工中に断線したため、これらの特性の評価は行わなかった。【００９５】
［１］合金組成
ＪＩＳ  Ｈ１３０５：２００５に準じて、発光分光分析法によって行った。なお、測定は、発光分光分析装置（株式会社日立ハイテクサイエンス製）を用いて行った。【００９６】
［２］組織観察
金属組織の観察は、走査イオン顕微鏡（ＳＭＩ３０５０ＴＢ、セイコーインスツル株式会社製）を用い、ＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｉｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察により行った。加速電圧は３０ｋＶで観察した。
観察用試料としては、上記線材の長手方向（伸線方向）に平行な断面について、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）を用いてイオンミリングを行って仕上げたものを用いた。
ＳＩＭ観察では、グレーコントラストを用い、コントラストの違いを結晶方位の違いとして、コントラストが不連続に異なる境界を結晶粒界として認識した。なお、イオン線のイオン侵入深さ条件によっては、結晶方位が異なっていてもグレーコントラストに差がない場合があるので、その場合には、走査イオン顕微鏡の試料ステージ内における直交する２本の試料回転軸によって±３°〜６°ずつ傾けて電子線と試料の角度を変えて、複数のイオン侵入深さ条件で観察面を撮影し、粒界を認識した。【００９７】
（１）中間ラインＭの近傍における平均結晶粒径の測定と、繊維状組織についての評価
ここで、ＳＩＭ観察における観察視野を（１５〜４０）μｍ×（１５〜４０）μｍとし、上記断面において、線径方向（長手方向に垂直な方向）に対応する線上の、中心にある厚さ中心ラインと、表層を構成する主表面ラインとの中間付近の位置（線材の主表面ラインの側から厚さ中心ラインの側に向かって線径（厚さｔ）の１／４だけ離れた位置にある中間ラインＭと、この中間ラインＭから線径方向（アルミニウム合金材の厚さ方向）に沿って厚さｔの２０％以内にある領域）で観察を行った。観察視野は、結晶粒の大きさに応じて、適宜調整した。
そして、ＳＩＭ観察を行った際に撮影した画像から、線材の長手方向（伸線方向）に平行な断面における、繊維状の金属組織の有無を判断した。図４は、ＳＩＭ観察を行った際に撮影した、本発明例８の線材の長手方向（伸線方向）に平行な断面のＴＥＭ画像の一部である。本発明例では、図４に示すような金属組織が観察された場合に、繊維状の金属組織について「有」と評価した。
さらに、それぞれの観察視野において、結晶粒のうち任意の１００個を選択し、それぞれの結晶粒の長手方向Ｘ（結晶粒が延在する略一方向）と平行な長手方向寸法（Ｌ１）と、結晶粒の長手方向Ｘに対して垂直な短手方向Ｙについての短手方向寸法（Ｌ２）とを測定して、結晶粒１００個の平均値を算出するとともに、これらの平均値から結晶粒のアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）を求めた。なお、一部の比較例については、観察された結晶粒の平均粒径が５００ｎｍよりも明らかに大きかったため、各寸法を測定する結晶粒の選択数を減らして、それぞれの平均値を算出した。また、結晶粒の長手方向寸法（Ｌ１）が、明らかに結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の１０倍以上のものについては、一律にアスペクト比１０以上と判断した。また、中間ラインＭの近傍の上記観察視野についてＳＩＭ観察を行った際に撮影される画像から、繊維状の金属組織の面積割合ａを求めた。【００９８】
（２）表層部Ａに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の測定
また、ＳＩＭ観察における観察視野を１０μｍ×１０００μｍとし、アルミニウム合金材１の主表面ラインＨ１またはＨ２から深さ方向（アルミニウム合金材の厚さ方向）に５μｍだけ離れた位置を通る線を中心にして、この線から深さ方向に沿って両側に５μｍだけ離れた位置までの領域について、ＳＩＭ観察を行った。
そして、観察された結晶粒のうち、任意の１００個を選択し、それぞれの結晶粒径の長手方向（結晶粒が延在する略一方向）と平行な長手方向寸法ＡＬ１の平均値を算出した。【００９９】
（３）中心部Ｂに存在する結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の測定
また、ＳＩＭ観察における観察視野を１０μｍ×１０００μｍとし、アルミニウム合金材１の厚さ方向についての、アルミニウム合金材１の主表面ラインＨ１までの距離と、主表面ラインＨ２までの距離とが等しくなる厚さ中心ラインＯを求めた。そして、この厚さ中心ラインＯを中心として、アルミニウム合金材の厚さ方向の両側に厚さの２／１０倍だけ離れた位置までの領域内でＳＩＭ観察を行った。
そして、観察された結晶粒のうち、任意の１００個を選択し、それぞれの結晶粒径の長手方向（結晶粒が延在する略一方向）と平行な長手方向寸法ＢＬ１の平均値を算出した。また、長手方向寸法ＢＬ１の平均値に対する、長手方向寸法ＡＬ１の平均値の比ＡＬ１／ＢＬ１を算出した。【０１００】
［３］表面性状評価
アルミニウム系線材の主表面における算術平均粗さＲａの測定は、レーザ顕微鏡（株式会社キーエンス製ＶＫ−８５００）を用い、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ  ２５１７８）に従った算術平均粗さ（Ｒａ）を計測した。レーザ顕微鏡測定の条件は、アルミニウム系線材の線径と主表面の表面粗さに応じて、倍率を１００倍、３００倍、１０００倍から適宜選択するとともに、カットオフ値を８０μｍ、２５０μｍ、８００μｍから適宜選択し、周方向２０μｍ×長手方向３０〜１００μｍの長方形の領域について、レーザを照射する測定を行った。算術平均粗さは、任意の１０箇所について同様に測定し、その平均値（Ｎ＝１０）を、本試験における主表面の算術平均粗さＲａとした。その結果を表２に示す。【０１０１】
［４］特性評価
アルミニウム系線材における動摩擦係数および摩耗量の測定は、バウデン型摩擦試験機を用いて行った。本発明例１〜２８、比較例１〜１０および従来例１のアルミニウム系線材に摺動させる相手材としては、被検体であるアルミニウム系線材と同じものを用いた。アルミニウム系線材の表面の動摩擦係数および摩耗量の測定は、具体的には以下のように行った。【０１０２】
図５は、バウデン型摩擦試験機により、アルミニウム系線材を例にして、アルミニウム合金材の動摩擦係数および摩耗量を測定する方法を説明するための図である。このうち、図５（ａ）は、被検体であるアルミニウム系線材と負荷治具との関係を示した平面図であって、負荷治具は仮想線の枠で示す。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ´線上の断面図である。【０１０３】
ここで、図５（ａ）に示すように、被検体であるアルミニウム系線材の一方である第１被検体１１を、下が凸になるように負荷治具２１に固定した。また、図５（ｂ）に示すように、アルミニウム系線材の他方である第２被検体１２を固定治具２２，２３で載置台２０に固定した。次いで、第２被検体１２の表面に、第１被検体１１の凸になっている部分を、線材の長手方向が直角に交わるように接触させ、荷重０．７８Ｎ（８０ｇｆ）を負荷しつつ１０ｍｍの摺動距離を相対移動させ、往復１００回摺動させた。この際の摺動速度は１００ｍｍ／分とした。そして、摺動終了後の第１被検体１１および第２被検体１２における動摩擦係数および摩耗量の平均値を、本試験におけるアルミニウム系線材の動摩擦係数および摩耗量とした。それらの結果を表２に示す。【０１０４】
【表１】
2020045401.tif 000003
【０１０５】
【表２】
2020045401.tif 000004
【０１０６】
表１および表２の評価結果から、本発明例１〜２８のアルミニウム合金線材は、合金組成が本発明の適正範囲内であり、結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）に対する長手方向寸法（Ｌ１）のアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が１０以上であることが確認された。図４は、本発明例８に係るアルミニウム合金線材の伸線方向に平行な断面のＳＩＭ画像である。なお、本発明例１〜７および９〜２８に係るアルミニウム合金線材の長手方向に平行な断面についても、図４と同様の金属組織が確認された。【０１０７】
このような特有の金属組織を有するとともに、主表面の算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下である本発明例１〜２８に係るアルミニウム合金線材は、いずれも動摩擦係数が０．８０以下、摩耗量が１００μｍ以下であり、且つ断線しなかった。【０１０８】
加えて、本発明例１〜２８のアルミニウム合金線材は、アルミニウム合金材の主表面ラインと、この主表面ラインから深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインとで区画される表層部に存在する、結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値が１０００ｎｍ以上５０００００ｎｍ以下の範囲にある。また、本発明例１〜２８のアルミニウム合金線材は、長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値に対する、長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値の比（ＡＬ１／ＢＬ１）が１．２以上４．０以下の範囲にあることが確認された。その中でも、本発明例１〜２６、２８のアルミニウム合金線材は、アルミニウム合金材の厚さ中心ラインを中心とする中心部に存在する結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値が１５００ｎｍ以上１００００００ｎｍ以下の範囲にあることが確認された。【０１０９】
加えて、本発明例１〜２８のアルミニウム合金線材は、中間ラインＭの近傍についてＳＩＭ観察を行った際に撮影される画像に占める繊維状の金属組織の面積割合ａは、いずれも２０％以上であった。【０１１０】
これに対し、比較例１、２のアルミニウム合金線材は、主表面の算術平均粗さＲａが１．０００μｍを超えていたため、動摩擦係数および摩耗量が大きい点で合格レベルを満たさなかった。
比較例３、４のアルミニウム合金線材は、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍを超えていたため、動摩擦係数および摩耗量が大きい点で合格レベルを満たさなかった。
比較例５のアルミニウム合金線材は、ＭｇとＳｉを含まないものであり、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍを超えていたため、動摩擦係数および摩耗量が大きい点で合格レベルを満たさなかった。
比較例６のアルミニウム合金線材は、Ｆｅを含まないものであり、繊維状の金属組織を有しておらず、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍを超えていたため、動摩擦係数および摩耗量が大きい点で合格レベルを満たさなかった。
比較例７のアルミニウム合金線材は、繊維状の金属組織を有しておらず、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍを超えていたため、動摩擦係数および摩耗量が大きい点で合格レベルを満たさなかった。
比較例８のアルミニウム合金線材は、Ｆｅの含有量が本発明の適正範囲よりも多いため、強度が低下して断線した。
比較例９のアルミニウム合金線材は、ＭｇとＳｉの含有量が本発明の適正範囲よりも多いため、強度が低下して断線した。
比較例１０のアルミニウム合金線材は、ＣｕおよびＣｒの合計含有量が、本発明の適正範囲よりも多いため、強度が低下して断線した。
従来例１の純銅材は、繊維状の金属組織を有しておらず、結晶粒の短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍを超えていたため、動摩擦係数および摩耗量が大きい点で合格レベルを満たさなかった。
【符号の説明】
【０１１１】
１  アルミニウム合金材
１０  結晶粒
１１  第１被検体
１２  第２被検体
２０  載置台
２１  負荷治具
２２，２３  固定治具
Ｌ１  長手方向寸法
Ｌ２  短手方向寸法
Ａ，Ａ１，Ａ２  表層部
Ｂ  中心部
Ｍ  中間ライン
Ｏ  厚さ中心ライン
Ｈ１，Ｈ２  主表面ライン
ｃ１，ｃ２  厚さライン
ｄ１，ｄ２  １０μｍ深さライン
ｍ１，ｍ２  中点
Ｘ  結晶粒の長手方向
Ｙ  結晶粒の短手方向
【図１】
2020045401.tif 000005
【図２】
2020045401.tif 000006
【図３】
2020045401.tif 000007
【図４】
2020045401.tif 000008
【図５】
2020045401.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月11日(2020.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金材であって、
結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、
前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、
前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下であり、且つ、
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の主表面ラインと、該主表面ラインから深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインとで区画される表層部に存在する前記結晶粒の、長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値が、１０００ｎｍ以上５０００００ｎｍ以下の範囲である、アルミニウム合金材。
【請求項２】
Ｍｇ：０．０５〜１．８０質量％、Ｓｉ：０．０１〜２．００質量％およびＦｅ：０．０１〜１．５０質量％を含有するとともに、さらに、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、ＺｒおよびＳｎから選択される１種以上を合計で２．００質量％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる合金組成を有するアルミニウム合金材であって、
結晶粒が略一方向に揃って延在した繊維状の金属組織を有し、
前記略一方向に平行な断面で見て、前記結晶粒の長手方向に垂直な短手方向寸法（Ｌ２）の平均値が５００ｎｍ以下であり、且つ、
前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが１．０００μｍ以下であり、且つ、
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の主表面ラインと、該主表面ラインから深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインとで区画される表層部に存在する前記結晶粒の、長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値が、１０００ｎｍ以上５０００００ｎｍ以下の範囲である、アルミニウム合金材。
【請求項３】
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記結晶粒の長手方向に平行な長手方向寸法（Ｌ１）の平均値と、前記結晶粒の前記短手方向寸法（Ｌ２）の平均値とのアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が１０以上である、請求項１または２に記載のアルミニウム合金材。
【請求項４】
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の厚さ中心ラインを中心とする中心部に存在する前記結晶粒の、長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値が、１５００ｎｍ以上１００００００ｎｍ以下の範囲である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項５】
前記アルミニウム合金材の前記断面で見て、前記アルミニウム合金材の主表面ラインと、該主表面ラインから深さ方向に１０μｍだけ離れた位置を通る１０μｍ深さラインとで区画される表層部に存在する前記結晶粒の長手方向寸法（ＡＬ１）の平均値に対する、前記アルミニウム合金材の厚さ中心ラインを中心とする中心部に存在する前記結晶粒の長手方向寸法（ＢＬ１）の平均値の比（ＢＬ１／ＡＬ１）が、１．２以上４．０以下の範囲である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項６】
前記アルミニウム合金材の主表面における算術平均粗さＲａが０．００５μｍ以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項７】
前記アルミニウム合金材が線材である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材。
【請求項８】
前記線材の線径が、０．０１〜０．６５ｍｍの範囲である、請求項７に記載のアルミニウム合金材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた編組シールド線。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた導電部材。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた電池用部材。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた締結部品。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いたバネ用部品。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いた構造用部品。
【請求項１５】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム合金材を用いたキャブタイヤケーブル。
【国際調査報告】
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