(57)【要約】【課題】本発明は、高い導電率と適度な低耐力とを確保しつつ、高い伸びと適度な引張強度の双方を実現することができるアルミニウム合金線材等を提供する。【解決手段】本発明のアルミニウム合金線材は、Ｍｇ：０．１０〜１．００質量％、Ｓｉ：０．１０〜１．２０質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１０質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％ならびに残部：Ａｌおよび０．３０質量％以下の不純物からなり、線材を長手方向に切断したときの縦断面組織中に粗大結晶粒が存在し、粗大結晶粒は、前記線材の長手方向に測定したときの粒径の最大値が、前記線材の直径以上であり、かつ前記縦断面組織における測定範囲中の全ての結晶粒面積のうち、前記粗大結晶粒が占める面積率が５０％以上であり、前記線材の伸びが１０％以上である。【選択図】図１
2018009211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：０．１０〜１．００質量％、Ｓｉ：０．１０〜１．２０質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１０質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％ならびに残部：Ａｌおよび０．３０質量％以下の不純物からなる化学組成を有し、
線材を長手方向に切断したときの縦断面組織中に粗大結晶粒が存在し、
該粗大結晶粒は、前記線材の長手方向に測定したときの粒径の最大値が、前記線材の直径以上であり、かつ前記縦断面組織における測定範囲中の全ての結晶粒面積のうち、前記粗大結晶粒が占める面積率が５０％以上であり、前記線材の伸びが１０％以上であるアルミニウム合金線材。
【請求項２】
前記縦断面組織における、最大寸法が１μｍ以下のＭｇ−Ｓｉ系化合物の分散密度が、平均で０．１個／μｍ２以上である請求項１に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項３】
線材表面に形成された酸化層の膜厚が５００ｎｍ以下、前記縦断面組織における、化合物以外のＭｇおよびＳｉの濃度がいずれも２．０質量％以下であり、かつ、伸びが１５％以上、０．２％耐力が２００ＭＰａ以下および引張強度が１２０ＭＰａ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線材。
【請求項４】
前記粗大結晶粒が占める面積率が７０％以上であり、かつ、伸びが２０％以上、０．２％耐力が１５０ＭＰａ以下および引張強度が１２０ＭＰａ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項５】
前記化学組成が、Ｔｉ：０．００１〜０．１００質量％およびＢ：０．００１〜０．０３０質量％からなる群から選択された１種または２種を含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項６】
前記化学組成が、Ｃｕ：０．０１〜１．００質量％、Ｍｎ：０．０１〜１．００質量％、Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．５０質量％およびＮｉ：０．０１〜０．５０質量％からなる群から選択された１種または２種以上を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項７】
Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＮｉの含有量の合計が０．１０〜２．００質量％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線材。
【請求項８】
素線の直径が０．１〜０．５ｍｍ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線材。
【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線材を複数本撚り合わせて得られるアルミニウム合金撚線。
【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線材または請求項９に記載のアルミニウム合金撚線の外周に被覆層を有する被覆電線。
【請求項１１】
請求項１０に記載の被覆電線と、該被覆電線の、前記被覆層を除去した端部に装着された端子とを具えるワイヤーハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気配線体の導体として用いられるアルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線、ワイヤーハーネス並びにアルミニウム合金線材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車、電車、航空機等の移動体の電気配線体、または産業用ロボットや建築用などの電気配線体として、銅又は銅合金の導体を含む電線に、銅又は銅合金（例えば、黄銅）製の端子（コネクタ）を装着した、いわゆるワイヤーハーネスと呼ばれる部材が用いられてきた。昨今では、自動車の高性能化や高機能化に伴い、車載される各種の電気機器、制御機器などが増加し、これら機器に使用される電気配線体の配設数も増加する傾向にある。その一方で、環境対応のために自動車等の移動体の燃費を向上させるため、移動体の軽量化が強く望まれている。
【０００３】
こうした移動体の軽量化を達成するための手段の一つとして、電気配線体の導体を、従来から用いられている銅又は銅合金の代わりに、より軽量なアルミニウム又はアルミニウム合金にする検討が進められている。アルミニウムの比重は銅の比重の約１／３、アルミニウムの導電率は銅の導電率の約２／３（純銅を１００％ＩＡＣＳの基準とした場合、純アルミニウムは約６６％ＩＡＣＳ）であり、アルミニウムの導体線材に、銅の導体線材と同じ電流を流すためには、アルミニウムの導体線材の断面積を、銅の導体線材の断面積の約１．５倍と大きくする必要があるが、そのように断面積を大きくしたアルミニウムの導体線材を用いたとしても、アルミニウムの導体線材の質量は、純銅の導体線材の質量の半分程度であることから、アルミニウムの導体線材を使用することは、軽量化の観点から有利である。なお、上記の「％ＩＡＣＳ」とは、万国標準軟銅（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）の抵抗率１．７２４１×１０−８Ωｍを１００％ＩＡＣＳとした場合の導電率を表したものである。
【０００４】
しかし、送電線用アルミニウム合金線材（ＪＩＳ規格によるＡ１０６０やＡ１０７０）を代表とする純アルミニウム線材は、引張強度、伸び、耐衝撃性などが銅に比べて劣ることで知られている。そのため、線径が０．５ｍｍ以下の極細線に純アルミニウム線材を用いる場合、車体への取付け作業時に作業者や産業機器などによって不意に負荷される荷重等により生じる塑性変形や、電線と端子の接続部における圧着部での引っ張りなどに耐えることができない。また、種々の添加元素を加えて合金化した線材を使用すれば、引張強度を高めることは可能であるものの、アルミニウム中への添加元素の固溶現象により導電率の低下を招くとともに、硬質化によってワイヤーハーネス取付け時に取り回し性が低下し生産性が低下するといった問題があった。そのため、導電率を低下させない範囲内で添加元素を限定ないし選択し、さらに引張強度、伸びおよび柔軟性のいずれの特性も高いレベルで満足させる必要があった。
【０００５】
高導電率および高強度が得られる銅合金線材としては、例えばＭｇとＳｉを含有する６０００系アルミニウム合金線材が知られており、添加元素の調整と、溶体化処理後に時効処理を施すことにより高導電率と高強度の両立の実現が可能である。さらに、耐衝撃性の向上に寄与する引張強度と伸び性を改善するため、結晶粒径の微細化が図られる場合がある。しかしながら、６０００系アルミニウム合金線材を用いて高強度化した場合、０．２％耐力が上昇し、車体への取付け作業効率が低下する傾向がある。
【０００６】
極細線として開発された従来の６０００系アルミニウムとしては、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１は、１００μｍ超えの粗大粒が存在すると、この粗大粒が破断の起点となって伸びが小さくなるという知見に基づき、結晶粒径の微細化によって高強度および高伸びの両立を実現したアルミニウム合金線を開示する。
しかしながら、特許文献１記載のアルミニウム合金線は、結晶粒径の微細化により高強度および高伸びを達成しているが、背反する特性として柔軟性が低く、また、０．２％耐力について考慮していないこともあって、車体への取付け作業効率が劣るという問題がある。さらに、量産では非常に長い電線を製造するため、熱処理条件、ピニング粒子分布、元素濃度が変動し、稀に粗大粒が生成され、局所的に伸びと強度が低下し破断に至ることが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５１５５４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、極細線（例えば線径が０．５ｍｍ以下）として使用した場合であっても、高い導電率と、車体への取付け作業効率が良好である程度の適度な低耐力とを確保しつつ、断線が生じない程度の高い伸びと適度な引張強度の双方を実現することができるアルミニウム合金線材、アルミニウム合金撚線、被覆電線およびワイヤーハーネスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、結晶組織と伸びに関する研究を行なったところ、結晶粒径の粗大化が必ずしも伸びの低下をもたらすわけではなく、突如として不均一に粗大粒が存在する場合に、粗大粒が優先的に塑性変形してネッキング現象が早期に起こる結果として、伸びが低下することを明らかにした。つまり、結晶粒径の微細化により伸びを上昇させるという従来の知見は、本質的には粒径均一化によるものであると考えられる。
【００１０】
そして、本発明者らは、上記の研究結果より、柔軟性に悪影響を与えずに伸び性を最大限に向上させるには、例えば直径１００μｍの線材の場合には、直径１００μｍ超えの粗大粒が均一に存在する均一粗大組織がよく、理想的には単結晶組織が最もよいことを見出した。
【００１１】
また、均一粗大組織を得るには、溶体化にて高温長時間焼鈍することが必要であるが、その場合、表面酸化膜厚の増加による端子圧着性の低下と粒界濃化による粒界割れの発生が懸念される。よって、かかる場合には、短時間溶体化にて粗大粒が生成する製造方法を検討する必要があった。そこで第１伸線加工と第２伸線加工の間に行う中間熱処理と、第２伸線加工の条件が、溶体化後の組織に与える影響を調査した結果、中間熱処理条件を高温でかつ長時間とするとともに、第２伸線加工条件を高加工率とすることにより、粗大粒成長を促進できることも明らかにした。
【００１２】
すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）Ｍｇ：０．１０〜１．００質量％、Ｓｉ：０．１０〜１．２０質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１０質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％ならびに残部：Ａｌおよび０．３０質量％以下の不純物からなる化学組成を有し、線材を長手方向に切断したときの縦断面組織中に粗大結晶粒が存在し、該粗大結晶粒は、前記線材の長手方向に測定したときの粒径の最大値が、前記線材の直径以上であり、かつ前記縦断面組織における所定の測定面積に存在する結晶粒のうち、前記粗大結晶粒が占める面積率が５０％以上であり、前記線材の伸びが１０％以上であるアルミニウム合金線材。
（２）前記縦断面組織における、最大寸法が１μｍ以下のＭｇ−Ｓｉ系化合物の分散密度が、平均で０．１個／μｍ２以上である上記（１）に記載のアルミニウム合金線材。
（３）線材表面に形成された酸化層の膜厚が５００ｎｍ以下、前記縦断面組織における、化合物以外のＭｇおよびＳｉの濃度がいずれも２．０質量％以下であり、かつ、伸びが１５％以上、０．２％耐力が２００ＭＰａ以下および引張強度が１２０ＭＰａ以上である上記（１）または（２）に記載のアルミニウム合金線材。
（４）前記粗大結晶粒が占める面積率が７０％以上であり、かつ、伸びが２０％以上、０．２％耐力が１５０ＭＰａ以下および引張強度が１２０ＭＰａ以上である上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
（５）前記化学組成が、Ｔｉ：０．００１〜０．１００質量％およびＢ：０．００１〜０．０３０質量％からなる群から選択された１種または２種を含有する上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
（６）前記化学組成が、Ｃｕ：０．０１〜１．００質量％、Ｍｎ：０．０１〜１．００質量％、Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．５０質量％およびＮｉ：０．０１〜０．５０質量％からなる群から選択された１種または２種以上を含有する上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
（７）Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＮｉの含有量の合計が０．１０〜２．００質量％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線材。
（８）素線の直径が０．１〜０．５ｍｍ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線材。
（９）上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材を複数本撚り合わせて得られるアルミニウム合金撚線。
（１０）上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材または請求項９に記載のアルミニウム合金撚線の外周に被覆層を有する被覆電線。
（１１）上記（１０）に記載の被覆電線と、該被覆電線の、前記被覆層を除去した端部に装着された端子とを具えるワイヤーハーネス。
【００１３】
なお、上記化学組成に含有範囲が挙げられている元素のうち、含有範囲の下限値が「０質量％」と記載されている元素はいずれも、必要に応じて任意に添加される選択添加元素を意味する。すなわち所定の添加元素が「０質量％」の場合、その添加元素が含まれないことを意味する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のアルミニウム合金線材は、高い導電率と、車体への取付け作業効率が良好である程度の適度な低耐力とを確保しつつ、断線が生じない程度の高い伸びと適度な引張強度の双方を実現したことで、例えば細径線（例えば線径が０．５ｍｍ以下）として使用した場合であっても、ワイヤーハーネス取り付け時の塑性変形や、引張荷重に耐えられ、柔軟で取り扱いが容易である。よって、特性の異なる複数本の線材を準備する必要が無く、１種類の線材で上記特性を兼ね備えることができ、また、かかるアルミニウム合金線材を用いて製造したアルミニウム合金撚線、被覆電線およびワイヤーハーネスは、バッテリーケーブル、ハーネスあるいはモータ用導線、産業用ロボットや建築用などの配線体として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】４種類のアルミニウム合金線材の縦断面を、光学顕微鏡で撮影したときの断面画像であって、（ａ）が実施例１の線材、（ｂ）が実施例２の線材、（ｃ）が比較例１の線材、そして（ｄ）が比較例４の線材である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の化学組成等の限定理由を示す。
（１）化学組成
＜Ｍｇ：０．１０〜１．００質量％＞
Ｍｇ（マグネシウム）は、アルミニウム母材中に固溶して強化する作用を有すると共に、その一部はＳｉと一緒にβ”相（ベータダブルプライム相）などとして析出し引張強度を向上させる作用を持ち、また、溶質原子クラスターとしてＭｇ−Ｓｉクラスターを形成した場合は、引張強度および伸びを向上させる作用を有する元素である。しかしながら、Ｍｇ含有量が０．１０質量％未満だと、上記作用効果が不十分であり、また、Ｍｇ含有量が１．００質量％を超えると、結晶粒界にＭｇ濃化部分を形成する可能性が高まり、引張強度および伸びが低下する。また、Ｍｇ元素の固溶量が多くなることによって０．２％耐力が高くなり、電線取り回し性が低下するとともに導電率も低下する。したがって、Ｍｇ含有量は０．１０〜１．００質量％とする。なお、Ｍｇ含有量は、高強度を重視する場合には０．５０〜１．００質量％にすることが好ましく、また、導電率を重視する場合には０．１０質量％以上０．５０質量％未満とすることが好ましく、このような観点から、総合的には０．３〜０．７質量％とすることが好ましい。
【００１７】
＜Ｓｉ：０．１０〜１．２０質量％＞
Ｓｉ（ケイ素）は、アルミニウム母材中に固溶して強化する作用を有すると共に、その一部はＭｇと一緒にβ”相などとして析出し引張強度を向上させる作用を持ち、また、Ｓｉは、溶質原子クラスターとしてＭｇ−Ｓｉクラスターや、Ｓｉ−Ｓｉクラスターを形成した場合に引張強度および伸びを向上させる作用を有する元素である。Ｓｉ含有量が０．１０質量％未満だと、上記作用効果が不十分であり、また、Ｓｉ含有量が１．２０質量％を超えると、結晶粒界にＳｉ濃化部分を形成する可能性が高まり、引張強度および伸びが低下する。また、Ｓｉ元素の固溶量が多くなることによって０．２％耐力が高くなり、電線取り回し性が低下するとともに導電率も低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．１０〜１．２０質量％とする。なお、Ｓｉ含有量は、高強度を重視する場合には０．５０〜１．２０質量％にすることが好ましく、また、導電率を重視する場合には０．１０質量％以上０．５０質量％未満とすることが好ましく、このような観点から、総合的には０．３〜０．７質量％とすることが好ましい。
【００１８】
＜Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％＞
Ｆｅ（鉄）は、主にＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合物を形成することによって結晶粒の微細化に寄与すると共に、引張強度を向上させる元素である。Ｆｅは、Ａｌ中に６５５℃で０．０５質量％しか固溶できず、室温では更に少ないため、Ａｌ中に固溶できない残りのＦｅは、Ａｌ−Ｆｅ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇなどの金属間化合物として晶出または析出する。これらのようにＦｅとＡｌとで主に構成される金属間化合物を本明細書ではＦｅ系化合物と呼ぶ。この金属間化合物の生成は、転位の移動を妨げ、引張強度を向上させる作用がある。また、Ｆｅは、Ａｌ中に固溶したＦｅによっても引張強度を向上させる作用を有する。Ｆｅ含有量が０．１０質量％未満だと、これらの作用効果が不十分であり、また、Ｆｅ含有量が１．４０質量％超えだと、晶出物または析出物の粗大化により伸線加工性が低下すると共に、０．２％耐力が上昇し電線取り回し性が低下すると共に、伸びが低下する。したがって、Ｆｅ含有量は０．１０〜１．４０質量％とし、好ましくは０．１５〜０．７０質量％、更に好ましくは０．１５〜０．４５質量％とする。
【００１９】
本発明のアルミニウム合金線材は、上述の通り、Ｍｇ、ＳｉおよびＦｅを必須の含有成分とするが、必要に応じて、さらに、ＴｉとＢからなる群から選択される１種または２種や、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＮｉからなる群から選択された１種または２種以上を含有させることができる。
【００２０】
＜Ｔｉ：０．００１〜０．１００質量％＞
Ｔｉ（チタン）は、溶解鋳造時の鋳塊の組織を微細化する作用を有する元素である。鋳塊の組織が粗大であると、鋳造において鋳塊割れや線材加工工程において断線が発生して工業的に望ましくない。Ｔｉ含有量が０．００１質量％未満であると、上記作用効果を十分に発揮することができず、また、Ｔｉ含有量が０．１００質量％超えだと導電率が低下する傾向があるからである。したがって、Ｔｉ含有量は０．００１〜０．１００質量％とし、好ましくは０．００５〜０．０５０質量％、より好ましくは０．００５〜０．０３０質量％とする。
【００２１】
＜Ｂ：０．００１〜０．０３０質量％＞
Ｂ（ホウ素）は、Ｔｉと同様、溶解鋳造時の鋳塊の組織を微細化する作用を有する元素である。鋳塊の組織が粗大であると、鋳造において鋳塊割れや線材加工工程において断線が発生しやすくなるため工業的に望ましくない。Ｂ含有量が０．００１質量％未満であると、上記作用効果を十分に発揮することができず、また、Ｂ含有量が０．０３０質量％超えだと導電率が低下する傾向がある。したがって、Ｂ含有量は０．００１〜０．０３０質量％とし、好ましくは０．００１〜０．０２０質量％、より好ましくは０．００１〜０．０１０質量％とする。
【００２２】
＜Ｃｕ：０．０１〜１．００質量％＞、＜Ｍｎ：０．０１〜１．００質量％＞、＜Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％＞、＜Ｚｒ：０．０１〜０．５０質量％＞および＜Ｎｉ：０．０１〜０．５０質量％＞
Ｃｕ（銅）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｒ（ジルコニウム）およびＮｉ（ニッケル）は、少なくとも１種を０．０１質量％以上含有していれば、転位の移動を妨げ、引張強度を向上させる作用がある。一方、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、およびＮｉの含有量のいずれかが、それぞれ上記の上限値を超えると、該元素を含有する化合物が粗大になり、伸線加工性を劣化させるため、断線が生じやすく、また、導電率が低下する傾向がある。したがって、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＮｉの含有量の範囲は、それぞれ上記に規定した範囲とした。なお、これらの元素群の中で、特にＮｉを含有するのが好ましい。Ｎｉを含有すると歪導入後の応力緩和特性の改善も確認されており、端子圧着部での電気的な接続信頼性が高まるためＮｉ含有量は０．０５〜０．３０質量％とするのが更に好ましい。
【００２３】
また、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＮｉは、これらの元素の含有量の合計で０．１０〜２．００質量％であることが好ましい。これら元素の合計含有量が２．００質量％よりも多く含有すると、導電率と伸びが低下し、伸線加工性が劣化し、さらには、０．２％耐力の上昇による電線取り回し性が低下する傾向がある。従って、これらの元素の含有量の合計は、２．００質量％以下とするのが好ましい。本発明のアルミニウム合金線材では、Ｆｅは必須元素なので、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＮｉの含有量の合計は、０．１０〜２．００質量％とするのが好ましい。ただし、これらの元素を単独で添加する場合は、含有量が多いほど該元素を含有する化合物が粗大になる傾向にあり、伸線加工性を劣化させ、断線が生じやすくなることから、それぞれの元素において上記に規定した含有範囲とした。
【００２４】
なお、高導電率を保ちつつ、耐力値を適度に低下させるには、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＮｉの含有量の合計は、０．１０〜０．８０質量％が特に好ましく、０．１５〜０．６０質量％が更に好ましい。一方で、導電率はやや低下するが更に引張強度および伸びを高めるとともに、引張強度に対する耐力値を適度に低下させるためには、前記含有量の合計は、０．８０質量％超え、２．００質量％以下とすることが特に好ましく、１．００〜２．００質量％とすることが更に好ましい。
【００２５】
＜残部：Ａｌおよび０．３質量％以下の不純物＞
上述した成分以外の残部は、Ａｌ（アルミニウム）および 不純物である。なお、ここでいう不純物は、製造工程上、不可避的に含まれうるレベルの不純物を意味する。これらの不純物は、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、導電率の低下を加味して不純物の含有量をある程度抑制することが好ましい。かかる不純物として挙げられる成分としては、例えば、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｂ（鉛）などが挙げられる。
【００２６】
（２）本発明のアルミニウム合金線材の構造、組織および特性
（ｉ）線材を長手方向に切断したときの縦断面組織中に粗大結晶粒が存在し、該粗大結晶粒は、前記線材の長手方向に測定したときの粒径の最大値が、前記線材の直径以上であり、かつ前記縦断面組織における所定の測定面積に存在する結晶粒のうち、前記粗大結晶粒が占める面積率が５０％以上であり、前記線材の伸びが１０％以上であること
本発明のアルミニウム合金線材は、線材を長手方向に切断したときの縦断面組織中に粗大結晶粒が存在し、該粗大結晶粒は、前記線材の長手方向に測定したときの粒径の最大値が、前記線材の直径以上であり、かつ前記縦断面組織における所定の測定面積に存在する結晶粒のうち、前記粗大結晶粒が占める面積率が５０％以上であり、前記線材の伸びが１０％以上である点に特徴がある。
線材直径以上の結晶粒が存在することで、伸びを１０％以上と高くし、かつ０．２％耐力を小さくすることが可能であるが、微細粒が混在するような不均一組織の場合には、伸びの低下と０．２％耐力の上昇が発生する場合があるため、粗大結晶粒面積を少なくとも５０％以上に保持しなければならない。
加えて、伸びをさらに向上させるとともに０．２％耐力をより一層低下させる必要がある場合には、前記粗大結晶粒が占める面積率を７０％以上とすることが好ましい。なお、前記面積率の測定は、アルミニウム線材を長手方向に切断したときの縦断面を、例えばサーマル電界放出型走査電子顕微鏡（日本電子（ＪＥＯＬ）社製、装置名「ＪＳＭ−７００１ＦＡ」）と解析ソフト「ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ」とを使用した観察および解析によって行うことができる。なお、スキャンステップ（分解能）は１μｍとし、また、結晶粒界は、アルミニウム原子配列が１５°以上ずれている結晶粒同士の境界面と定義した。また、本発明の線材は、直径以上の粗大結晶粒が生成するため、アルミニウム線材を長手方向に切断したときの縦断面において、少なくとも１０ｍｍ２面積で観察し測定する必要がある。
【００２７】
（ｉｉ）線材の縦断面組織における、最大寸法が１μｍ以下のＭｇ−Ｓｉ系化合物の分散密度が、平均で０．１個／μｍ２以上であること
また、本発明のアルミニウム合金線材は、線材の縦断面組織における、最大寸法が１μｍ以下のＭｇ−Ｓｉ系化合物の分散密度（析出密度）が、平均で０．１個／μｍ２以上であることが好ましい。
最大寸法が１μｍ以下のＭｇ−Ｓｉ系化合物の分散密度を、平均で０．１個／μｍ２以上とすることによって、引張強度を１２０ＭＰａ以上にすることができる。なお、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の分散密度が平均で０．１個／μｍ２以上であっても、最大寸法が１μｍを超える場合には、母相と非整合な析出物となって強度上昇への寄与が少なく、所期したほどの強度が得られない傾向があるからである。なお、前記分散密度の測定は、アルミニウム合金線をＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ、集束イオンビーム）法にて薄膜にし、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて撮影された写真を基にＥＤＸ（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy、エネルギー分散型Ｘ線分光法）にて組成分析を行い、構成元素を同定し、Ｍｇ、Ｓｉの検出強度が母相に固溶したＭｇ、Ｓｉの強度に対して１０％以上であり、かつ最大寸法が１μｍ以下である化合物をカウント対象として行なった。なお、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の分散密度は、３箇所の測定データの平均値を用いる。各測定点では少なくとも１００μｍ２以上の連続した面積を測定し、化合物の分散密度（個／μｍ２）を算出した。上記薄膜の試料厚さは、０．１５μｍを基準厚さとして算出した。試料厚さが基準厚さと異なる場合、試料厚さを基準厚さに換算して、つまり、（基準厚さ／試料厚さ）を撮影された写真を基に算出した試料厚さでの分散密度にかけることによって、前記Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の（基準厚さでの）分散密度を算出できる。
【００２８】
（ｉｉｉ）線材表面に形成された酸化層の膜厚が５００ｎｍ以下、前記縦断面組織における、化合物以外のＭｇおよびＳｉの濃度がいずれも２．０質量％以下であること
さらに、本発明のアルミニウム合金線材は、線材表面に形成された酸化層の膜厚が５００ｎｍ以下、前記縦断面組織における、化合物以外のＭｇおよびＳｉの濃度がいずれも２．０質量％以下であることが好ましい。前記酸化層の膜厚が５００ｎｍ超えだと、端子の圧着部での接触抵抗が上昇し、端子圧着性の低下の発生が懸念される。また、前記縦断面組織における、化合物以外のＭｇおよびＳｉの少なくとも１方の濃度が２．０質量％よりも高いと、粒界濃化による粒界割れ（粒界破壊）が生じやすくなるからである。なお、線材表面に形成された酸化層の膜厚は、オージェ電子分光器を用いて測定し、合計３点の測定値から算出した平均値を、線材表面に形成された酸化層の膜厚とした。長手方向のばらつきを考慮して、一点目と二点目は線材の長手方向に１０００ｍｍ以上間隔をあけ、一点目と三点目は線材の長手方向に２０００ｍｍ以上、二点目と三点目は線材の長手方向に１０００ｍｍ以上間隔をあけて測定した。また、前記縦断面組織における、化合物以外のＭｇおよびＳｉの濃度の測定は、Ｍｇ、Ｓｉ化合物の分散密度の測定方法と同様にＴＥＭとＥＤＸを用いて行なった。合計で３００μｍ２以上の面積が得られるようにＦＩＢ法にて試料を作製し、ＭｇおよびＳｉ濃度を調べるため面分析を行った。前記縦断面組織において、Ｍｇ、Ｓｉが高い濃度の部分において定量分析を行い、ＭｇとＳｉの少なくとも１方が２．０質量％超である高濃度の部分が見つかった場合には、回折パターンを観察し、アルミニウム母相と異なる回折パターンが得られた場合には化合物と判断しカウントから除外した。
【００２９】
（３）本発明のアルミニウム合金線材の特性
本発明のアルミニウム合金線材は、例えば極細線（例えば線径が０．５ｍｍ以下）として使用した場合であっても、断線を生じにくくする観点から、伸びを１５％以上、引張強度を１２０ＭＰａ以上とし、また、車体への取付け作業等の線材の取り回し性を良好にする観点から、０．２％耐力を２００ＭＰａ以下とすることが好ましい。さらに、線材の取り回し性を重視する場合には、引張強度を１２０ＭＰａ以上と維持したままで、伸びを２０％以上、０．２％耐力を１５０ＭＰａ以下とすることがより好ましい。
導電率は、ジュール熱による発熱を防ぐため、４０％ＩＡＣＳ以上であるのが好ましく、より好ましくは４５％ＩＡＣＳ以上である。また導電率は、更に好ましくは５０％ＩＡＣＳ以上であり、この場合更なる細径化が可能となる。
【００３０】
（４）本発明の一実施例によるアルミニウム合金線材の製造方法
このようなアルミニウム合金線材は、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線材の好適な製造方法について説明する。
【００３１】
本発明の一実施例によるアルミニウム合金線材は、［１］溶解、［２］鋳造、［３］熱間加工（溝ロール加工など）、［４］第１伸線加工、［５］中間熱処理（中間焼鈍）、［６］第２伸線加工、［７］第１熱処理（溶体化熱処理）、および［８］第２熱処理（時効熱処理）の各工程を順次行うことを含む製造方法によって製造することができる。なお、溶体化熱処理前後、または時効熱処理の後に、撚り線とする工程や電線に樹脂被覆を行う工程を設けてもよい。以下、［１］〜［８］の工程について説明する。
【００３２】
［１］溶解
溶解工程では、上述したアルミニウム合金組成になるように各成分の分量を調整した材料を用意し、それを溶解する。
【００３３】
［２］鋳造および［３］熱間加工（溝ロール加工など）
次いで、鋳造工程では冷却速度を大きくし、Ｆｅ系化合物の晶出を適度に減少、微細化する。好ましくは鋳造時における溶湯温度から４００℃までの平均冷却速度が２０〜５０℃／ｓで、鋳造輪とベルトを組み合わせたプロペルチ式の連続鋳造圧延機を用いれば、例えば直径５〜１５ｍｍの棒材を得ることができる。また、水中紡糸法を用いれば、３０℃／ｓ以上の平均冷却速度で、直径１〜１３ｍｍの棒材を得ることができる。鋳造及び熱間加工（圧延）は、ビレット鋳造及び押出法などにより行ってもよい。また、上記鋳造後や熱間加工後に再熱処理を施してもよく、本再熱処理を施す場合は、４００℃以上に保持される時間が３０分以下であることが好ましい。
【００３４】
［４］第１伸線加工
次いで、熱間加工で得られた荒引き線を目標の中間焼鈍線径まで冷間伸線する。目標の中間焼鈍線径は、第２伸線加工での目標とする加工率によって決められる。例えば第２伸線加工における加工率を９９．５％として線径φ０．３ｍｍの線材を作製する場合には、目標の中間焼鈍線径はφ４．３ｍｍとなる。なお、ここでいう「加工率」とは、伸線前後の線材断面積の差を伸線前の線材断面積で割った値に１００を掛けた値で算出される。また、線材表面の清浄化が必要な場合には適宜皮むきを実施する。
【００３５】
［５］中間熱処理（中間焼鈍）
次に第２熱処理にて結晶粒が成長しやすい組織を作り込む目的で中間熱処理を行う。なお中間熱処理は、軟化処理の役目もあり、通常は加工ひずみの蓄積により伸線断線が発生する場合に軟化を目的に行われる。本発明においては、再結晶時に結晶粒が成長しやすい組織を実現するために行う。具体的には、第２熱処理は、２５０〜６００℃で行うことが好ましく、より好ましくは、２５０℃以上３５０℃未満では５時間以上、３５０℃以上５００℃未満では３時間以上、５００℃以上６００℃以下では１時間以上とする。また、第２熱処理における冷却速度は、５℃／ｍｉｎ以下で行うことが好ましい。表面酸化膜が成長する場合にはＡｒガスなどの不活性ガス雰囲気中での焼鈍を行う。
【００３６】
［６］第２伸線加工
次に、後工程である第２熱処理にて結晶粒が成長しやすい組織を作り込む目的で高加工率による冷間伸線加工（第２伸線加工）を行う。具体的には９５．０％以上の加工率とすることが好ましく、より好ましくは９９．０％以上である。さらに、９９．９％以上の加工率にすれば、第２熱処理での結晶粒の成長がより一層促進される点で好適である。加工率が９５．０％未満の場合には第２熱処理において粗大な結晶粒が生成しにくく、不均一組織に起因した引張強度と伸びの低下が発生する傾向がある他、第１熱処理の条件を高温長時間にすることが必要となり、表面酸化膜成長による端子圧着部での接触抵抗増加、Ｍｇ，Ｓｉ粒界濃化による引張強度、伸びの低下が発生する恐れがあるからである。
【００３７】
［７］第１熱処理（溶体化熱処理）
伸線加工した加工材に第１熱処理を施す。本実施形態の第１熱処理は、分散しているＭｇとＳｉの化合物をアルミニウム母相中に固溶させるために行う溶体化熱処理である。溶体化処理により、均一なＭｇ，Ｓｉ固溶組織を得ることで後の熱処理工程である時効熱処理にて均一な時効析出組織を得ることが可能となる。第１熱処理は、５００〜６００℃で行うのが好ましく、より好ましくは、５００℃以上５５０℃未満では５時間以上、５５０℃以上６００℃以下では３０分以上の条件で行う。第１熱処理における冷却は、少なくとも１５０℃の温度までは１０℃／ｓ以上の平均冷却速度で行うのが好ましい。第１熱処理の保持温度が６００℃よりも高いと、表面酸化膜の成長、Ｍｇ，Ｓｉの粒界濃化が発生し、保持温度が５００℃よりも低いと、Ｍｇ２Ｓｉを十分に固溶させることができない。また、結晶粒の成長に時間がかかるため量産に不向きである。
【００３８】
第１熱処理を行う方法としては、例えば、バッチ焼鈍、ソルトバス（塩浴）でも、高周波加熱、通電加熱、走間加熱などの連続熱処理でもよい。
【００３９】
高周波加熱による連続熱処理は、高周波による磁場中を線材が連続的に通過することで、誘導電流によって線材自体から発生するジュール熱により熱処理するものである。長時間の焼鈍が困難な場合には、複数回の焼鈍時間を合計して、適切な熱処理時間が得られればよい。冷却は、水中又は窒素ガス雰囲気中に線材を連続的に通過させることによって行う。
【００４０】
連続通電熱処理は、２つの電極輪を連続的に通過する線材に電流を流すことによって線材自体から発生するジュール熱により熱処理するものである。長時間の焼鈍が困難な場合には、複数回の焼鈍時間を合計して、適切な熱処理時間が得られればよい。冷却は、水中又は窒素ガス雰囲気中に線材を連続的に通過させることによって行う。
【００４１】
連続走間熱処理は、高温に保持した熱処理炉中を線材が連続的に通過して熱処理させるものである。長時間の焼鈍が困難な場合には、複数回の焼鈍時間を合計して、適切な熱処理時間が得られればよい。冷却は、水中、大気中又は窒素ガス雰囲気中に線材を連続的に通過させることによって行う。
【００４２】
［８］第２熱処理（時効熱処理）
次いで、第２熱処理を施す。この第２熱処理は、Ｍｇ、Ｓｉ化合物または、溶質原子クラスターを生成させるために行う時効熱処理である。時効熱処理は、２０〜２５０℃の範囲内の所定温度で加熱する。時効熱処理における前記所定温度は、２０℃未満であると、溶質原子クラスターの生成が遅く、必要な引張強度と伸びを得るために時間が掛かるため量産的に不利である。また、前記所定温度が２５０℃よりも高いと、強度に最も寄与するＭｇ２Ｓｉ針状析出物（β”相）の他に、粗大なＭｇ２Ｓｉ析出物が生成して強度が低下する。そのため、前記所定温度は、より伸びの向上に効果のある溶質原子クラスターを生成させる場合には、２０〜７０℃とすることが好ましく、また、β”相も同時に析出させ、引張強度と伸びの両特性のバランスを図る必要がある場合には、１００〜１５０℃とすることが好ましい。保持時間は、保持温度と求める特性に合わせて調整する必要がある。例えば高伸び材を求める場合には低温長時間または高温短時間の加熱が好ましい。ここでいう長時間とは、例えば１５時間超え１０日間以下であり、短時間とは、例えば１５時間以下である。なお、時効熱処理における冷却は、特性のばらつきを防止するために、可能な限り冷却速度を速くすることが好ましい。もちろん、製造工程上、速く冷却できない場合であっても、溶質原子クラスターの生成が十分なされる時効条件であれば、適宜設定することができる。
【００４３】
本実施形態のアルミニウム合金線材は、素線径を、特に制限はなく用途に応じて適宜定めることができるが、細物線の場合はφ０．１〜０．５ｍｍ、中細物線の場合はφ０．８〜１．５ｍｍとすることが好ましい。本実施形態のアルミニウム合金線材は、アルミニウム合金線として、単線で細くして使用できることが利点の一つであるが、複数本束ねて撚り合わせて得られるアルミニウム合金撚線として使用することもでき、本発明の製造方法を構成する上記［１］〜［８］の工程のうち、［１］〜［６］の各工程を順次行ったアルミニウム合金線材を複数本に束ねて撚り合わせた後に、［７］溶体化熱処理および［８］時効熱処理の工程を行ってもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、さらに追加の工程として、鋳造工程後や、熱間加工後に、従来法で行われているような均質化熱処理を行なうことも可能である。均質化熱処理は、添加元素を均一に分散させることができるため、その後の第２熱処理にて溶質原子クラスターやβ”析出相を均一に生成しやすくなり、測定点に依存しない安定した引張強度および伸びが得られる。均質化熱処理は、加熱温度を４５０℃〜６００℃にて行なうことが好ましく、より好ましくは５００〜６００℃である。また、均質化加熱処理における冷却は、０．１〜１０℃／分の平均冷却速度で徐冷することが、均一な化合物が得られやすくなる点で好ましい。
【００４５】
本発明のアルミニウム合金線材は、アルミニウム合金線として、または複数本のアルミニウム合金線を撚り合わせて得られるアルミニウム合金撚線として使用することができるとともに、さらに、アルミニウム合金線またはアルミニウム合金撚線の外周に被覆層を有する被覆電線として使用することもでき、加えて、被覆電線と、この被覆電線の、被覆層を除去した端部に装着された端子とを具えるワイヤーハーネス（組電線）として使用することもまた可能である。
【実施例】
【００４６】
（実施例、比較例）
必須の含有成分であるＭｇ、Ｓｉ、Ｆｅ及びＡｌと、選択的に添加する成分であるＴｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｒおよびＮｉのうちの少なくとも１成分とを、表１に示す化学組成（質量％）で含有させた合金素材を用意し、この合金素材を、プロペルチ式の連続鋳造圧延機を用いて、溶湯を水冷した鋳型で連続的に鋳造しながら圧延を行い、φ９ｍｍの棒材とした。次いで、これを所定の加工率が得られるように第１伸線加工を施した。次に、この第１伸線加工を施した加工材に、表２に示す条件で中間焼鈍（中間熱処理）を施し、さらにφ０．３ｍｍの線径まで所定の加工率が得られるように第２伸線加工を行った。次に、表２に示す条件で第１熱処理（溶体化熱処理）を施した。中間焼鈍及び第１熱処理とも、バッチ式熱処理では、線材に熱電対を巻きつけて線材温度を測定した。連続通電熱処理では、線材の温度が最も高くなる部分での測定が設備上困難であるため、ファイバ型放射温度計（ジャパンセンサ社製）で線材の温度が最も高くなる部分よりも手前の位置にて温度を測定し、ジュール熱と放熱を考慮して最高到達温度を算出した。高周波加熱および連続走間熱処理では、熱処理区間出口付近の線材温度を測定した。次に表２に示す条件で第２熱処理（時効熱処理）を施し、アルミニウム合金線を製造した。
【００４７】
作製された各々の実施例および比較例のアルミニウム合金線について以下に示す方法により各特性を測定した。
【００４８】
（Ａ）導電率（ＥＣ）の測定方法
長さ３００ｍｍの試験片を２０℃（±０．５℃）に保持した恒温漕中で、四端子法を用いて各３本ずつの供試材（アルミニウム合金線）について比抵抗を測定し、その平均導電率を算出した。端子間距離は２００ｍｍとした。本実施例では、導電率は４０％ＩＡＣＳ以上を合格レベルとした。
【００４９】
（Ｂ）引張強度、０．２％耐力および引張破断伸びの測定方法
ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に準じて各３本ずつの供試材（φ０．３ｍｍアルミニウム合金線）について引張試験を行った。得られた応力−歪み曲線（Ｓ−Ｓカーブ）における最大応力を引張強度、０．２％の永久ひずみを生ずる時の応力を０．２％耐力、初期長さに対する破断後の伸び率を引張破断伸びとし、平均値を各物性値とした。伸びは細径線であっても変形によって破断しにくい高伸びが求められるため、１５％以上を合格とした。０．２％耐力は、車体への取り付け負荷低減が求められていることから塑性変形しやすい、２００ＭＰａ以下を合格とし、引張強度は、車体取り付け時の衝撃に耐えうる強度が求められるため、１２０ＭＰａ以上を合格とした。
【００５０】
（Ｃ）粗大結晶粒の面積率の測定方法
本実施例における粗大結晶粒の面積率の測定は、φ０．３ｍｍのアルミニウム線材を約１０ｍｍ切り出し、樹脂埋め後、線材と研磨面が平行になるように線材の約半分が削れるまで研磨後、表面を化学エッチングし、カーボン蒸着後に、サーマル電界放出型走査電子顕微鏡（日本電子（ＪＥＯＬ）社製、装置名「ＪＳＭ−７００１ＦＡ」）と解析ソフト「ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ」とを使用した観察および解析によって行うことができる。なお、スキャンステップ（分解能）は１μｍとし、また、結晶粒界は、アルミニウム原子配列が１５°以上ずれている結晶粒同士の境界面と定義した。さらに、一種類の材料につき３０本サンプルを作製し、合計で１００ｍｍ２以上の面積を測定した。また、粒界を明瞭に判断できる場合や、面積率を求めやすい材料においては、簡易的な手法である顕微鏡観察を行ってもよい。その場合、樹脂埋め後に研磨したサンプルを電界研磨、アノーダイジング処理し偏光板を通して顕微鏡観察を行う。
【００５１】
（Ｄ）Ｍｇ、Ｓｉ化合物の分散密度（析出密度）の測定方法
Ｍｇ、Ｓｉ化合物の分散密度（析出密度）の測定は、実施例及び比較例のアルミニウム合金線をＦＩＢ法にて薄膜にし、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて撮影された写真を基にＥＤＸにて組成分析を行い、構成元素を同定し、Ｍｇ，Ｓｉの検出強度が母相に固溶したＭｇ、Ｓｉの強度に対して１０％以上であり、かつ最大寸法が１μｍ以下である化合物をカウント対象として行なった。なお、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の分散密度は、３箇所の測定データの平均値を用いる。各測定点では少なくとも１００μｍ２以上の連続した面積を測定し、化合物の分散密度（個／μｍ２）を算出した。上記薄膜の試料厚さは、０．１５μｍを基準厚さとして算出した。試料厚さが基準厚さと異なる場合、試料厚さを基準厚さに換算して、つまり、（基準厚さ／試料厚さ）を撮影された写真を基に算出した試料厚さでの分散密度にかけることによって、前記Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の（基準厚さでの）分散密度を求めることができる。
【００５２】
（Ｅ）線材の縦断面組織におけるＭｇ、Ｓｉの濃度の測定方法
線材の縦断面組織における、化合物以外のＭｇ、Ｓｉの濃度の測定は、Ｍｇ，Ｓｉ化合物の分散密度の測定方法と同様、ＴＥＭとＥＤＸを用いて、Ｍｇ、Ｓｉの濃度を測定した。合計で３００μｍ２以上の面積が得られるようにＦＩＢ法にて試料を作製し、ＭｇおよびＳｉ濃度を調べるため面分析を行った。前記縦断面組織において、Ｍｇ、Ｓｉが高い濃度の部分において定量分析を行い、ＭｇとＳｉの少なくとも１方が２．０質量％超である高濃度の部分が見つかった場合には、回折パターンを観察し、アルミニウム母相と異なる回折パターンが得られた場合には化合物と判断しカウントから除外した。
【００５３】
（Ｆ）線材表面に形成された酸化層の膜厚の測定方法
線材表面に形成された酸化層の膜厚は、オージェ電子分光器を用いて測定し、合計三点の測定値から算出した平均値を、線材の表面酸化層の膜厚とした。長手方向のばらつきを考慮して、一点目と二点目は線材の長手方向に１０００ｍｍ以上間隔をあけ、一点目と三点目は線材の長手方向に２０００ｍｍ以上、二点目と三点目は線材の長手方向に１０００ｍｍ以上間隔をあけて測定した。
【００５４】
上記方法により線材の特性を総合的に判定した結果を表２に示す。なお、表２中の判定の欄中に記載された「Ａ」は、伸びが２０％以上、０．２％耐力が１５０ＭＰａ以下および引張強度が１２０ＭＰａ以上である場合であり、「Ｂ」は、伸びが１５％以上、０．２％耐力が２００ＭＰａ以下および引張強度が１２０ＭＰａ以上であり、そして「Ｃ」は、伸びが１５％未満、０．２％耐力が２００ＭＰａ超えおよび引張強度が１２０ＭＰａ未満のうち、少なくとも１つに該当する場合である。
【００５５】
【表１】
2018009211.tif 000003
【００５６】
【表２】
2018009211.tif 000004
【００５７】
表２に示す結果から、実施例１〜５のアルミニウム合金線材はいずれも、１６％以上の高い伸びと、１８４ＭＰａ以下の適度に低い０．２％耐力と、１２２ＭＰａ以上の引張強度を示し、総合判定が「Ｂ」以上であり、導電率も４５％ＩＡＣＳ以上と高いことがわかる。特に、実施例２および５はいずれも、１２２ＭＰａ以上の引張強度を維持しつつ、２５％以上の高い伸びと、６１ＭＰａ以下と顕著に低い０．２％耐力とを示し、総合判定が「Ａ」であった。
【００５８】
これに対し、比較例１のアルミニウム合金線材は、線材の縦断面における粗大結晶粒が存在しないため、すなわち粗大結晶粒が占める面積率が０％であるため、０．２％耐力が２４０ＭＰａと２００ＭＰａよりも高かったため、電線の取り回し性が劣っており、総合判定が「Ｃ」であった。比較例２のアルミニウム合金線は、ＭｇおよびＳｉを含有しないため、引張強度が９６ＭＰａと不足しており、総合判定が「Ｃ」であった。比較例３は、ＦｅおよびＢの含有量がいずれも適正範囲よりも高く、６００℃を超える第１熱処理（溶体化熱処理）により添加元素が粒界に濃化し脆弱な組織となったため、伸びが４％と低く、引張強度も８０ＭＰａと不足しており、総合判定が「Ｃ」であった。比較例４は、Ｍｇ、ＳｉおよびＢの含有量がいずれも適正範囲よりも高く、粗大結晶粒が占める面積率が５％と小さいため、伸びが７％と不足し、０．２％耐力が２９７ＭＰａと高く、総合判定が「Ｃ」であり、また導電率も３６％ＩＡＣＳと低かった。比較例５は、Ｆｅを含有せず、粗大結晶粒が占める面積率が１４％と小さいため、伸びが２％と不足し、総合判定が「Ｃ」であった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のアルミニウム合金線材は、高い導電率と、車体への取付け作業効率が良好である程度の適度な低耐力とを確保しつつ、断線が生じない程度の高い伸びと適度な引張強度の双方を実現したことで、例えば細径線（例えば線径が０．５ｍｍ以下）として使用した場合であっても、ワイヤーハーネス取り付け時の塑性変形や、引張荷重に耐えられ、柔軟で取り扱いが容易である。よって、特性の異なる複数本の線材を準備する必要が無く、１種類の線材で上記特性を兼ね備えることができ、また、かかるアルミニウム合金線材を用いて製造したアルミニウム合金撚線、被覆電線およびワイヤーハーネスは、バッテリーケーブル、ハーネスあるいはモータ用導線、産業用ロボットや建築用などの配線体として有用である。
【図１】
2018009211.tif 000005