(57)【要約】  本発明は、特に機械的特性を低下させることなくめっき性を改善したアルミニウム合金線材等を提供する。  本発明のアルミニウム合金線材は、Ｍｇ：0.1〜1.0質量％、Ｓｉ：0.1〜1.2質量％、Ｆｅ：0.10〜1.40質量％、Ｔｉ：0〜0.100質量％、Ｂ：0〜0.030質量％、Ｃｕ：0〜1.00質量％、Ａｇ：0〜0.50質量％、Ａｕ：0〜0.50質量％、Ｍｎ：0〜1.00質量％、Ｃｒ：0〜1.00質量％、Ｚｒ：0〜0.50質量％、Ｈｆ：0〜0.50質量％、Ｖ：0〜0.50質量％、Ｓｃ：0〜0.50質量％、Ｃｏ：0〜0.50質量％、Ｎｉ：0〜0.50質量％、残部：Ａｌおよび不可避不純物である組成を有し、表面に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上の化合物が100μｍ２中に１個以下であり、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ：０．１〜１．０質量％、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１００質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ａｇ：０〜０．５０質量％、Ａｕ：０〜０．５０質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｈｆ：０〜０．５０質量％、Ｖ：０〜０．５０質量％、Ｓｃ：０〜０．５０質量％、Ｃｏ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％、残部：Ａｌおよび不可避不純物である組成を有し、表面に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上の化合物が１００μｍ２中に１個以下であり、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするアルミニウム合金線材。
【請求項２】
前記化学組成が、Ｔｉ：０．００１〜０．１００質量％とＢ：０．００１〜０．０３０質量％のうち両方かいずれかひとつを含有する請求項１に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項３】
前記化学組成が、Ｃｕ：０．０１〜１．００質量％、Ａｇ：０．０１〜０．５０質量％、Ａｕ：０．０１〜０．５０質量％、Ｍｎ：０．０１〜１．００質量％、Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％およびＺｒ：０．０１〜０．５０質量％、Ｈｆ：０．０１〜０．５０質量％、Ｖ：０．０１〜０．５０質量％、Ｓｃ：０．０１〜０．５０質量％、Ｃｏ：０．０１〜０．５０質量％およびＮｉ：０．０１〜０．５０質量％のうち、少なくともひとつを含有する請求項１または２に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項４】
Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃｏ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、２または３に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項５】
前記化合物が Ｆｅ系化合物である請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項６】
表面酸化層の膜厚 が５００ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。
【請求項７】
表面上にめっき被膜を有し、該めっき被膜の表面上に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上のピンホールが１個／ｍｍ２以下である請求項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】
素線径が０．１〜０．５ｍｍであるアルミニウム合金線である請求項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８に記載のアルミニウム合金線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８に記載のアルミニウム合金線または請求項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。
【請求項１２】
Ｍｇ：０．１〜１．０質量％、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１００質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ａｇ：０〜０．５０質量％、Ａｕ：０〜０．５０質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｈｆ：０〜０．５０質量％、Ｖ：０〜０．５０質量％、Ｓｃ：０〜０．５０質量％、Ｃｏ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％、残部：Ａｌおよび不可避不純物である組成を有するアルミニウム合金素材を、溶解、鋳造後に、熱間加工を経て荒引線を形成し、その後、少なくとも伸線加工、溶体化熱処理および時効熱処理の各工程を行うアルミニウム合金線材の製造方法であって、前記溶体化熱処理は、４５０〜５８０℃の範囲内の所定温度まで加熱し、所定の時間保持後、少なくとも１５０℃の温度までは１０℃／ｓ以上の平均冷却速度で冷却することによって行ない、前記時効熱処理は、２０〜２５０℃の範囲内の所定温度で行なうことを特徴とするアルミニウム合金線材の製造方法。
【請求項１３】
鋳造時における７５０℃から４００℃までの温度範囲での平均冷却速度が２０℃／ｓ以上であり、前記鋳造後、前記熱間加工前に再熱処理を行い、該再熱処理は、４００℃以上の所定温度に加熱し、該所定温度で保持される時間が１０分以下で行なう請求項１２に記載のアルミニウム合金線材の製造方法。
【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、被覆電線およびワイヤーハーネスなら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が急速に進められており、これに伴い、車載される各種の電気機器、制御機器などの配設数が増加するとともに、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。また、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、例えば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に代えて、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】
また、高強度アルミニウム合金線材としては、例えばＭｇとＳｉを含有するアルミニウム合金線材が知られており、このアルミニウム合金線材の代表例としては、６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）線材が挙げられる。６０００系アルミニウム合金線材は、一般に、溶体化処理及び時効処理を施すことにより高強度化を図ることができる。【０００５】
本発明者らは、既に出願し特許された特許文献１において、特に６０００系アルミニウム合金線材に関する発明を提案した。特許文献１では、成分と工程の検討により析出組織を制御し、線径が０．５ｍｍ以下である極細線として使用したとしても、満足レベルの高強度、高導電率および高伸びを具備したアルミニウム合金線材の製造を可能にしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５６０７８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、アルミニウム合金線材の用途によっては、めっき性の向上が求められる場合があり、更なる技術改良が求められる。めっき性の向上のために用いられるめっきとしては、例えば端子圧着部の電気接触抵抗を低下させる銅めっき、耐食性と耐摩耗性を向上させるクロムめっきやニッケルめっきなどが挙げられる。【０００８】
これに対し、従来のアルミニウム合金線材では、めっき後にピンホールや凹凸等の表面欠陥が発生する場合やめっきが剥離することがあり、かかる表面欠陥の発生は、耐食性の低下、外観の悪化、応力集中による使用寿命の短縮化を助長する傾向があることがわかった。また、特許文献１は適切な低い耐力を得ることを重視しているため、強度バランスの観点から引張強度を十分に高められないという問題点があった。【０００９】
そこで本発明の目的は、線材表面に存在する化合物の粒子径および存在割合を制御することにより、その後、線材表面上にめっき被膜を形成した際の、めっき被膜表面上のピンホールや凹凸の発生を抑制しめっき性を向上させた、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、被覆電線およびワイヤーハーネス、ならびにアルミニウム合金線材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、これまで研究を重ね、以下のような課題があることを見出し、また、その課題を解決するための検討を重ねた結果、以下のような知見を得た。【００１１】
すなわち、アルミニウム合金線材の原料であるアルミナには、通常Feが多く含まれ、例えば一般的なアルミニウム地金である99.7質量%アルミニウムにはFeが最大0.2質量％含有している（JIS H2102:2011の表3参照）。アルミニウム地金に含有するFeは、AlやSiなどその他の含有成分と結合して電気伝導性がアルミニウム母相より低い化合物を生成し、めっき後にピンホールや凹凸等の表面欠陥が発生しやすくなる。ここで生じたピンホールや凹凸等の表面欠陥は、耐食性の低下、外観の悪化、応力集中による使用寿命の短縮化、めっきの剥離を助長するなどの問題が生じることから、かかる問題を解決するには、アルミニウム地金中のFe含有量は少ないほうが好ましい。一方、Fe含有量が少ない高純度のAl地金を用いると、量産性が低下するとともにFeの粒径微細化効果が得られなくなるため、得られたAl合金線材の強度は低くなる傾向がある。【００１２】
また、本発明者らは、高強度および高導電率が得られる析出型のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金である6000系アルミニウム合金を始め、1000,2000,3000,4000,5000,7000,8000系アルミニウム合金において、鋭意検討を行い、線材表面に存在する化合物の粒子径および存在割合と、線材表面にめっき被膜を形成したときのめっき被膜表面上のピンホールの生成との間に相関があることを見出し、さらに添加成分と製造プロセスが、線材表面に存在する化合物に与える影響を明らかにしたことで、めっき性の良好で高強度なアルミニウム合金線材を製造することに成功し、本発明を完成させるに至った。【００１３】
すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）  Ｍｇ：０．１〜１．０質量％、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１００質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ａｇ：０〜０．５０質量％、Ａｕ：０〜０．５０質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｈｆ：０〜０．５０質量％、Ｖ：０〜０．５０質量％、Ｓｃ：０〜０．５０質量％、Ｃｏ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％、残部：Ａｌおよび不可避不純物である組成を有し、表面に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上の化合物が１００μｍ２中に１個以下であり、引張強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とするアルミニウム合金線材。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。【００１４】
（２）前記化学組成が、Ｔｉ：０．００１〜０．１００質量％とＢ：０．００１〜０．０３０質量％のうち両方かいずれかひとつを含有する上記（１）に記載のアルミニウム合金線材。【００１５】
（３）前記化学組成が、Ｃｕ：０．０１〜１．００質量％、Ａｇ：０．０１〜０．５０質量％、Ａｕ：０．０１〜０．５０質量％、Ｍｎ：０．０１〜１．００質量％、Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％およびＺｒ：０．０１〜０．５０質量％、Ｈｆ：０．０１〜０．５０質量％、Ｖ：０．０１〜０．５０質量％、Ｓｃ：０．０１〜０．５０質量％、Ｃｏ：０．０１〜０．５０質量％およびＮｉ：０．０１〜０．５０質量％のうち、少なくともひとつを含有する上記（１）または（２）に記載のアルミニウム合金線材。【００１６】
（４）Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、ＣｏおよびＮｉの含有量の合計が０．１０〜２．００質量％である上記（１）、（２）または（３）に記載のアルミニウム合金線材。【００１７】
（５）前記化合物がＦｅ系化合物である上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。【００１８】
（６）表面酸化層の膜厚が５００ｎｍ以下である上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。【００１９】
（７）表面上にめっき被膜を有し、該めっき被膜の表面上に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上のピンホールが１個／ｍｍ２以下である上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。【００２０】
（８）素線径が０．１〜０．５ｍｍであるアルミニウム合金線である上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載のアルミニウム合金線材。【００２１】
（９）上記（８）に記載のアルミニウム合金線を複数本撚り合わせて得られるアルミニウム合金撚線。【００２２】
（１０）上記（８）に記載のアルミニウム合金線または上記（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。【００２３】
（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。【００２４】
（１２）  Ｍｇ：０．１〜１．０質量％、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１００質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ａｇ：０〜０．５０質量％、Ａｕ：０〜０．５０質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｈｆ：０〜０．５０質量％、Ｖ：０〜０．５０質量％、Ｓｃ：０〜０．５０質量％、Ｃｏ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％、残部：Ａｌおよび不可避不純物である組成を有するアルミニウム合金素材を、溶解、鋳造後に、熱間加工を経て荒引線を形成し、その後、少なくとも伸線加工、溶体化熱処理および時効熱処理の各工程を行うアルミニウム合金線材の製造方法であって、前記溶体化熱処理は、 ４５０〜５８０℃の範囲内の所定温度で加熱し、所定の時間保持後、少なくとも１５０℃の温度までは１０℃／ｓ以上の平均冷却速度で冷却することによって行ない、前記時効熱処理は、２０〜１５０℃の範囲内の所定温度で行なうことを特徴とするアルミニウム合金線材の製造方法。【００２５】
（１３）鋳造時における７５０℃から４００℃までの温度範囲での平均冷却速度が２０℃／ｓ以上であり、前記鋳造後、前記熱間加工前に再熱処理を行い、該再熱処理は、４００℃以上の所定温度に加熱し、該所定温度で保持される時間が１０分以下で行なう上記（１２）に記載のアルミニウム合金線材の製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のアルミニウム合金線材は、Ｍｇ：０．１〜１．０質量％、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１００質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ａｇ：０〜０．５０質量％、Ａｕ：０〜０．５０質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｈｆ：０〜０．５０質量％、Ｖ：０〜０．５０質量％、Ｓｃ：０〜０．５０質量％、Ｃｏ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％、残部：Ａｌおよび不可避不純物である組成を有し、表面に存在する、円相当径換算にて直径が１μｍ以上の化合物を、１００μｍ２中に１個以下とすることによって、その後、線材表面上にめっき被膜を形成した際の、めっき被膜表面上のピンホールや凹凸の発生を抑制しめっき性を向上させた、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、被覆電線およびワイヤーハーネス、ならびにアルミニウム合金線材の製造方法の提供が可能になった。本発明のアルミニウム合金線材は、特に素線径が０．５ｍｍ以下の細径線に利用しても、十分な機械的特性を具備することができるため、移動体に搭載されるバッテリーケーブル、ハーネスあるいはモータ用導線、産業用ロボットの配線体として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明に従うアルミニウム合金線材の表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、１５００倍の倍率で観察したときの表面ＳＥＭ写真である。
【図２】図２は、従来のアルミニウム合金線材の表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、１５００倍の倍率で観察したときの表面ＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態について説明する。以下に、本発明に従うアルミニウム合金線材の化学組成および表面性状等の限定理由を示す。
【００２９】
（Ｉ）化学組成
＜Ｍｇ：０．１〜１．０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つ。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０．１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１．０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、ケーブル化したときの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０．１〜１．０質量％とする。なお、Ｍｇ含有量は、高強度を重視する場合には０．５〜１．０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０．１質量％以上０．５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０．３０〜０．７０質量％とすることが好ましい。
【００３０】
＜Ｓｉ：０．１〜１．２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、耐屈曲疲労特性を向上させる作用を持つ。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０．１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１．２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０．１〜１．２質量％とする。なお、Ｓｉ含有量は、高強度を重視する場合には０．５〜１．２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０．１質量％以上０．５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。
【００３１】
＜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。この金属間化合物は、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。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％耐力が上昇し取り回し性が低下し、さらに伸びも低下する。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。
【００３２】
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のうちいずれかひとつ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、ＣｏおよびＮｉのうち、少なくともひとつを含有させることができる。
【００３３】
＜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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
＜Ｃｕ：０．０１〜１．００質量％＞、＜Ａｇ：０．０１〜０．５０質量％＞、＜Ａｕ：０．０１〜０．５０質量％＞、＜Ｍｎ：０．０１〜１．００質量％＞、＜Ｃｒ：０．０１〜１．００質量％＞および＜Ｚｒ：０．０１〜０．５０質量％＞、＜Ｈｆ：０．０１〜０．５０質量％＞、＜Ｖ：０．０１〜０．５０質量％＞、＜Ｓｃ：０．０１〜０．５０質量％＞、＜Ｃｏ：０．０１〜０．５０質量％＞＜Ｎｉ：０．０１〜０．５０質量％＞の１種または２種以上を含有させること
Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｖ（バナジウム）、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｃｏ（コバルト）およびＮｉ（ニッケル）は、いずれも結晶粒を微細化するとともに、異常な粗大成長粒の生成を抑制する作用を有する元素であり、さらに、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕは、粒界に析出することで粒界強度を高める作用も有する元素であって、これらの元素の少なくとも１種を０．０１質量％以上含有していれば、上述した作用効果が得られ、引張強度および伸びを向上させることができる。一方、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃｏ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て断線が生じやすくなり、また、導電率が低下する傾向がある。したがって、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃｏ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、結晶粒微細化効果と異常粒成長抑制効果が顕著になり引張強度と伸びが向上し、また、導電率の低下と伸線加工中の断線についても抑制する効果が認められるからである。かかる効果をバランスよく満足させる観点から、Ｎｉ含有量は０．０５〜０．３０質量％とするのが更に好ましい。
【００３６】
また、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、ＣｏおよびＮｉは、多く含有するほど導電率と伸びが低下する傾向と伸線加工性が劣化する傾向、０．２％耐力上昇による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、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃｏ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。
【００３７】
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、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃｏ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、伸び、および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。
【００３８】
＜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、導電率の低下を加味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、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｂ（鉛）などが挙げられる。
【００３９】
（ＩＩ）アルミニウム合金線材の表面性状および強度特性
本発明は、上記化学組成を限定することを前提として、線材表面に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上の化合物が１００μｍ２中に１個以下であり、引張強度が２００ＭＰａ以上であることが必要である。
【００４０】
本発明者らは、線材表面に存在する化合物の粒子径および存在割合と、線材表面にめっき被膜を形成したときのめっき被膜表面上のピンホールの生成との間に相関があるかについて鋭意検討を行なった。
【００４１】
その結果、線材表面に、円相当径換算における直径が１μｍ以上の化合物が、１００μｍ２中に１個よりも多い存在割合で存在していると、めっき後にピンホールや凹凸などの欠陥が発生しやすくなり耐食性の低下、外観の悪化、応力集中による使用寿命の短縮化を助長することが判明した。ここで「円相当径換算における直径」とは、対象となる化合物の実際の面積と同じ面積となる真円を考えたときの、該真円の直径を意味する。
【００４２】
図１は、本発明に従う実施形態のアルミニウム合金線材（発明品）の表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、１５００倍の倍率で観察したときの代表的な表面ＳＥＭ写真の一例を示したものであり、図２は、従来のアルミニウム合金線材（従来品）の表面を、図１と同じ条件で観察したときの表面ＳＥＭ写真である。図１および図２から、アルミニウム合金線材の表面に存在する１μｍ以上の化合物の個数が、従来品に対して発明品が極端に少ないことがわかる。
【００４３】
アルミニウム合金線材の表面に存在する化合物としては、種々の化合物が考えられるが、主としてＦｅ系化合物、例えばＡｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の化合物等が挙げられる。
【００４４】
また、アルミニウム合金線材の引張強度は、２００ＭＰａ以上であることが必要である。アルミニウム合金線材の引張強度が２００ＭＰａ未満だと、自動車等の移動体にワイヤーハーネスとして、大きな引張力が作用するような部位に配置した場合には電線が破断するおそれがあり、使用部位が限定されるからである。そのため、アルミニウム合金線材の引張強度を２００ＭＰａとした。
【００４５】
さらに、線材表面の表面酸化層の膜厚が５００ｎｍ以下であることが好ましい。前記膜厚が５００ｎｍよりも厚いと、酸化膜を除去するめっきの前処理工程に長時間を必要とし生産性が著しく低下するおそれがあるからである。
【００４６】
本発明のアルミニウム合金線材によれば、表面上にめっき被膜を形成した場合に、めっき被膜の表面上に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上のピンホールが１個／ｍｍ２以下とすることが可能になり、耐食性の低下、外観の悪化、応力集中による使用寿命の短縮化を抑制することができる。
【００４７】
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。
【００４８】
（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）
本発明の一実施例によるアルミニウム合金線材は、Ｍｇ：０．１〜１．０質量％、Ｓｉ：０．１〜１．２質量％、Ｆｅ：０．１０〜１．４０質量％、Ｔｉ：０〜０．１００質量％、Ｂ：０〜０．０３０質量％、Ｃｕ：０〜１．００質量％、Ａｇ：０〜０．５０質量％、Ａｕ：０〜０．５０質量％、Ｍｎ：０〜１．００質量％、Ｃｒ：０〜１．００質量％、Ｚｒ：０〜０．５０質量％、Ｈｆ：０〜０．５０質量％、Ｖ：０〜０．５０質量％、Ｓｃ：０〜０．５０質量％、Ｃｏ：０〜０．５０質量％、Ｎｉ：０〜０．５０質量％、残部：Ａｌおよび不可避不純物である組成を有するアルミニウム合金素材を、溶解、鋳造後に、熱間加工を経て荒引線を形成し、その後、少なくとも伸線加工、溶体化熱処理および時効熱処理の各工程を行うことを前提として、溶体化熱処理を、４５０〜５８０℃の範囲内の所定温度で加熱し、所定の時間保持後、少なくとも１５０℃の温度までは１０℃／ｓ以上の平均冷却速度で冷却し、時効熱処理を、２０〜２５０℃の範囲内の所定温度まで加熱することによって行なう製造方法によって製造することができる。
【００４９】
本発明のアルミニウム合金線材の製造方法は、具体的な例としては、［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］第１熱処理(中間熱処理)、［６］第２伸線加工、［７］第２熱処理（溶体化熱処理）、および［８］第３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が挙げられる。なお、第２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。
【００５０】
［１］溶解工程で
溶解は、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。
【００５１】
［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、化合物、特にＦｅ系化合物の晶出を減少、微細化することが必要であり、この観点から、本発明では、鋳造時における７５０℃から４００℃までの温度範囲での冷却速度を２０℃／ｓ以上とし、かつ、前記鋳造後、前記熱間加工前に再熱処理を行い、該再熱処理は、４００℃以上の所定温度に加熱し、該所定温度で保持される時間を１０分以下とすることが好ましい。ここで、７５０℃から４００℃までの温度範囲での冷却速度を２０℃／ｓ以上としたのは、Feの晶出温度領域、Fe系化合物の析出温度域に保たれる時間を短縮しFe系化合物の生成を抑制するためであり、また、鋳造後、熱間加工前に行なう再熱処理において、４００℃以上の所定温度に保持される時間を１０分以下としたのは、第一に、Fe系化合物の析出温度域に保たれる時間を短縮しFe系化合物の生成を抑制するためであり、第二にAl酸化物やMg酸化物からなる表面酸化物層の厚さを５００ｎｍ以下とすることができるからである。
【００５２】
なお、鋳造時における７５０℃から４００℃までの温度範囲での平均冷却速度を２０℃／ｓ以上とするための方法としては、特に限定はしないが、例えば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る方法や、水を入れた回転ドラムの内側から同じ速度で溶融金属流をほぼ平行に噴出し、水の中で溶融金属を冷却して凝固する方法、いわゆる水中紡糸法が挙げられる。連続鋳造圧延機を用いる方法では、２０℃/sec以上の平均冷却速度で、直径５〜１３ｍｍの棒材を得ることができ、また、水中紡糸法を用いれば３０℃/sec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。
【００５３】
［４］第１伸線加工
次いで、必要であれば表面の皮むきを実施して、例えば直径５〜１２．５ｍｍφの適宜の太さの棒材とし、これを冷間で伸線加工する。加工度ηは、１〜６の範囲であることが好ましい。ここで加工度ηは、伸線加工前の線材断面積をＡ０、伸線加工後の線材断面積をＡ１とすると、η＝ｌｎ（Ａ０／Ａ１）で表される。加工度ηが１未満だと、次工程の熱処理時、再結晶粒が粗大化し、引張強度及び伸びが著しく低下し、断線の原因になるおそれがある。また、加工度ηが６よりも大きいと、伸線加工が困難となり、伸線加工中に断線するなど品質の面で問題を生ずるおそれがあるからである。表面の皮むきは、行うことによって表面の清浄化がなされるが、行わなくてもよい。
【００５４】
［５］第１熱処理（中間熱処理）
次に、冷間伸線した被加工材に第１熱処理を施す。本発明の第１熱処理は、被加工材の柔軟性を取り戻し、伸線加工性を高めるために行うものである。伸線加工性が十分であり、断線が生じなければ第１熱処理は行わなくても良い。金属間化合物の粗大化を防ぎ、表面酸化物層の成長を抑制するために４００℃以下で行うことが望ましく、４００℃よりも高温に曝される時間を１０分未満とすることが望ましい。
【００５５】
［６］第２伸線加工
上記第１熱処理の後、さらに冷間で伸線加工を施す。この際の加工度ηは１〜６の範囲が好ましい。加工度ηは、再結晶粒の形成及び成長に影響を及ぼす。加工度ηが１よりも小さいと、次工程の熱処理時、再結晶粒が粗大化し、引張強度及び伸びが著しく低下する傾向があり、また、加工度ηが６よりも大きいと、伸線加工が困難となり、伸線加工中に断線するなど品質の面で問題を生ずる傾向があるからである。なお、第１熱処理を行わない場合、第１伸線加工と第２伸線加工は連続で行ってもよい。
【００５６】
［７］第２熱処理（溶体化熱処理）
伸線加工した加工材に第２熱処理を施す。本発明の第２熱処理は、ランダムに含有されているＭｇとＳｉの化合物をアルミニウム母相中に溶け込ませるために行う溶体化熱処理である。溶体化処理は、加工中にＭｇやＳｉの濃化部分をならす（均質化する）ことができ、最終的な時効熱処理後でのＭｇとＳｉの化合物の粒界偏析の抑制につながる。第２熱処理は、具体的には、４５０〜５８０℃の範囲内の所定温度まで加熱し、所定の時間保持後、少なくとも１５０℃の温度までは１０℃／ｓ以上の平均冷却速度で冷却する熱処理である。第２熱処理の加熱時の所定温度が５８０℃よりも高いと、結晶粒径が粗大化し、異常成長粒が生成し、前記所定温度が４５０℃よりも低いと、Ｍｇ２Ｓｉを十分に固溶させることができない。したがって、第２熱処理における加熱時の所定温度は４５０〜５８０℃の範囲とし、Ｍｇ、Ｓｉ含有量によっても変化するが、好ましくは４５０〜５４０℃、より好ましくは４８０〜５２０℃の範囲とする。上述した、鋳造後の再熱処理と第１熱処理（中間熱処理）とを合わせた４００℃以上に保持する時間の合計は、１０分以内にすることが望ましい。また、少なくとも１５０℃の温度までの平均冷却速度は、１０℃／ｓよりも遅いと、アルミニウム母相中に一旦固溶させてＭｇとＳｉが、Ｍｇ、Ｓｉ化合物として再析出しやすくなる。よって、本発明では、溶体化熱処理を、４５０〜５８０℃の範囲内の所定温度まで加熱し、所定の時間保持後、少なくとも１５０℃の温度までは１０℃／ｓ以上の平均冷却速度で冷却することにより行なうこととする。
【００５７】
第２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良い。
【００５８】
ただし、高周波加熱や通電加熱を用いた場合、通常は線材に電流を流し続ける構造になっているため、時間の経過と共に線材温度が上昇する。そのため、電流を流し続けると線材が溶融してしまう可能性があるので、適正な時間範囲にて熱処理を行う必要がある。走間加熱を用いた場合においても、短時間の焼鈍であるため、通常、走間焼鈍炉の温度は線材温度より高く設定される。長時間の熱処理では線材が溶融してしまう可能性があるため、適正な時間範囲にて熱処理を行う必要がある。また、すべての熱処理における加熱・保持時間は、被加工材にランダムに含有されているＭｇ、Ｓｉ化合物をアルミ母相中に溶け込ませるため、所定の時間以上が必要である。以下、各方法による熱処理を説明する。
【００５９】
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。急熱、急冷の工程を含み、線材温度と熱処理時間で制御し線材を熱処理することができる。冷却は、急熱後、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。この熱処理時間は０．０１〜２ｓ、好ましくは０．０５〜１ｓ、より好ましくは０．０５〜０．５ｓで行う。
【００６０】
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。急熱、急冷の工程を含み、線材温度と熱処理時間で制御し線材を熱処理することができる。冷却は、急熱後、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。この熱処理時間は０．０１〜２ｓ、好ましくは０．０５〜１ｓ、より好ましくは０．０５〜０．５ｓで行う。
【００６１】
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。急熱、急冷の工程を含み、熱処理炉内温度と熱処理時間で制御し線材を熱処理することができる。冷却は、急熱後、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。この熱処理時間は好ましくは０．５〜３０ｓで行う。
【００６２】
線材温度又は熱処理時間の一方又は両方が上記で定義される条件より低い場合は、溶体化が不完全になり後工程の時効熱処理時に生成する溶質原子クラスターやβ”相やＭｇ２Ｓｉ析出物が少なくなり、引張強度、耐衝撃性、耐屈曲疲労特性、導電率の向上幅が小さくなる。線材温度又は焼鈍時間の一方又は両方が上記で規定される条件より高い場合は、結晶粒が粗大化すると共に、アルミニウム合金線材中の化合物相の部分溶融（共晶融解）が起こり、引張強度、伸びが低下し、導体の取り扱い時に断線が起こりやすくなる。
【００６３】
［８］第３熱処理（時効熱処理）
次いで、第３熱処理を施す。この第３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。本発明では、時効熱処理の加熱温度を２０〜２５０℃とする。時効熱処理における加熱温度は、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、前記加熱温度が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析出物が生成し強度が低下する。このため、本発明では、時効熱処理の加熱温度を２０〜２５０℃とする。なお、時効熱処理における加熱温度は、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必要がある場合には２０〜７０℃であることが好ましく、また、β”相も同時に析出させ、引張強度と伸びのバランスを取る必要がある場合には、１００〜１５０℃であることが好ましい。
【００６４】
さらに、時効熱処理における加熱・保持時間は、温度によって最適な時間が変化する。低温では長時間、高温では短時間の加熱が引張強度、伸びを向上させ、引張強度に対する０．２％耐力を小さくする上で好ましい。長時間の加熱では、例えば１０日間以下であり、短時間での加熱では、好ましくは１５時間以下、更に好ましくは８時間以下である。なお、時効熱処理における冷却は、特性のバラ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。
【００６５】
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０．１〜０．５ｍｍφ、中細物線の場合は０．８〜１．５ｍｍφ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］第２熱処理（溶体化熱処理）および［８］第3熱処理（時効熱処理）の工程を行ってもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、さらに追加の工程として、連続鋳造圧延後に、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、晶出物やその後の第３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、引張強度、伸び、引張強度に対する耐力値の向上がより安定して得られる。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。
【００６７】
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、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】
【００６８】
本発明を以下の実施例に基づき詳細に説明する。なお本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。【００６９】
＜実施例および比較例＞
Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ及びＡｌと、選択的に添加するＴｉ、Ｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｓｃ、ＣｏおよびＮｉを、表１に示す含有量（質量％）になるように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、表２に示す条件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、該棒材を所定の加工度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に示す条件で第１熱処理（中間熱処理）を施し、さらにφ０．３ｍｍの線径まで所定の加工度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２熱処理（溶体化熱処理）を施した。第１及び第２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。第２熱処理後に、表１に示す条件で第３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。【００７０】
作製した各々の実施例及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。それらの結果を表３に示す。また、製造した各アルミニウム合金線の表面に、各種のめっきをさらに施したときの特性も測定したので、それらの結果も表３に示す。【００７１】
［評価方法］
（Ａ）線材表面に存在する化合物の粒子径および存在割合の測定
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、線材表面に存在する化合物の粒子径および存在割合、具体的には線材表面に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上の粒子径の存在割合を以下の手法で測定する。一点目は線材表面の任意の位置にて１０００μｍ２の範囲で観察する。二点目は一点目から線材の長手方向に１０００ｍｍ以上離れた線材表面の位置にて１０００μｍ２の範囲で観察する。三点目は一点目から線材の長手方向に２０００ｍｍ以上、かつ二点目から線材の長手方向に１０００ｍｍ以上離れた線材表面の位置にて１０００μｍ２の範囲で観察し、線材表面に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上の粒子径をもつ化合物の存在割合（個／１００μｍ２）を算出する。なお、前記直径は、得られたＳＥＭ画像を二値化し化合物の面積を求め、同じ面積から円相当径に換算して求めた。【００７２】
（Ｂ）線材の表面酸化層の膜厚測定
線材の表面酸化層の膜厚測定は、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する。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する。【００７３】
（Ｃ）引張強度および破断伸びの測定
ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１：２０１１に準じて各３本ずつの供試材（アルミニウム合金線）について引張試験を行い、引張強度および破断伸びの平均値を求めた。引張強度は電線と端子の接続部における圧着部の引張強度を保つため、また、車体への取付け作業時に不意に負荷される荷重に耐えられるためにも、２００ＭＰａ以上を合格レベルとした。【００７４】
（Ｄ）導電率
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。導電率は、４５％ＩＡＣＳ以上を合格レベルとした。【００７５】
（Ｅ）めっき後の表面に存在するピンホールの存在割合の測定
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、線材表面に存在するピンホールの直径および存在割合、具体的には線材表面に存在する、円相当径換算にて直径１μｍ以上のピンホールの存在割合を以下の手法で測定する。一点目は線材表面の任意の位置にて１０００μｍ２の範囲で観察する。二点目は一点目から線材の長手方向に１０００ｍｍ以上離れた位置にて１０００μｍ２の範囲で観察する。三点目は線材の長手方向に一点目から２０００ｍｍ以上、二点目から１０００ｍｍ以上離れた位置にて１０００μｍ２の範囲で観察し、線材表面に存在する、円相当直径１μｍ以上の直径をもつピンホールの存在割合（個／ｍｍ２）を算出する。【００７６】
（Ｆ）めっき性の評価
ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１：２０１５に記載の中性塩水噴霧試験を９６時間行い、試験後の外観評価にて二段階に分類した。殆ど悪化が見られない場合を「○」、悪化した場合を「×」としてめっき性を評価した。【００７７】
（Ｇ）総合判定について
表３中に示す総合判定は、以下の表４に示す基準に従って「Ａ」〜「Ｄ」の４段階で行ない、「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」を合格レベルとし、「Ｄ」を不合格とした。【００７８】
【表１】
2016088887.tif 000003
【００７９】
【表２】
2016088887.tif 000004
【００８０】
【表３】
2016088887.tif 000005
【００８１】
【表４】
2016088887.tif 000006
【００８２】
表３に示す結果より、次のことが明らかである。実施例１〜６のアルミニウム合金線は、いずれも合格レベルの引張強度、破断伸びおよび導電率を有するとともに、めっき性が優れ、総合判定も合格レベルであった。これに対し、比較例１および比較例３のアルミニウム合金線は、線材表面に存在する、１μｍ以上の粒子径をもつ化合物の存在割合が本発明の範囲外であるため、その後にめっきした場合のめっき被膜表面に発生するピンホールの存在割合が多くなり、めっき性が劣っており、総合評価が不合格であった。また、比較例２は、線材中のＦｅ含有量が少なすぎるため、引張強度が不足しており、総合評価が不合格であった。さらに、溶体化熱処理の加熱温度が本発明の範囲よりも高い比較例４、および時効熱処理の加熱温度が本発明の範囲よりも高い比較例５は、いずれも引張強度が不足しており、総合評価が不合格であった。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明のアルミニウム合金線材は、特に素線径が０．５ｍｍ以下の細径線に利用しても、十分な機械的特性を具備することができるため、移動体に搭載されるバッテリーケーブル、ハーネスあるいはモータ用導線、産業用ロボットの配線体として有用である。
【図１】
2016088887.tif 000007
【図２】
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【国際調査報告】
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