本发明涉及作为电气配线体的导体来使用的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束(wire harness)以及铝合金线材的制造方法和铝合金线材的测定方法，特别是涉及即使在作为线料直径为0.5mm以下的极细线使用时，也能确保良好地平衡抗拉强度、伸长率和电导率，且相对于抗拉强度的0.2％屈服强度较小的铝合金线材。
背景技术：
以往，作为汽车、电车、航空器等移动体的电气配线体或工业用机器人的电气配线体，一直使用被叫做所谓线束的构件，该线束在包含铜或铜合金的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)。近来，汽车的高性能化、高功能化发展迅速，随之而来，存在车载的各种电气设备、控制设备等的配设数量增加，且这些设备所使用的电气配线体的配设数量也存在增加的倾向。此外，另一方面，为了环保要提高汽车等移动体的燃耗性，因此强烈期望移动体的轻量化。
作为实现这种移动体的轻量化的方法之一，例如进行了将电气配线体的导体由以往使用的铜或铜合金替换成更轻量的铝或铝合金的研究。铝的比重是铜的比重的大约1/3，铝的电导率是铜的电导率的大约2/3(在设纯铜为100％IACS的基准时，纯铝约为66％IACS)，为了使铝导体线材能通过与铜导体线材相同的电流，需要使铝导体线材的截面积增大到铜导体线材的截面积的大约1.5倍，但是即使使用这样增大了截面积的铝导体线材，由于铝导体线材的质量仍为纯铜导体线材的质量的一半左右，因此，从轻量化的观点考虑，使用铝导体线材是有利的。需要说明的是，上述％IACS表示将国际退火铜标准(International Annealed Copper Standard)的电阻率1.7241×10－8Ωm设为100％IACS时的电导率。
但是，公知在以输电线用铝合金线材(JIS标准的A1060、A1070)为代表的纯铝线材中，通常拉伸耐久性、耐冲击性、弯曲特性等较差。因此，例如在进行向车身安装的作业时，无法耐受由于操作者、工业设备等而意外受到的负荷、电线和端子的连接部的压接部处的拉伸、在门部等的弯曲部所受到的反复应力等。此外，添加各种添加元素而合金化的材料虽能够提高抗拉强度，但存在由于添加元素向铝中固溶的现象而招致电导率下降的情况、由于在铝中形成过剩的金属间化合物而在拉丝加工中发生由金属间化合物引起的断线的情况。因此，必须通过限定或选择添加元素而使材料具有充分的拉伸特性来避免断线，此外，需要确保现有水平的电导率和抗拉强度。
此外，作为高强度铝合金线材，公知有例如含有Mg和Si的铝合金线材，作为该铝合金线材的代表例，可举出6000系铝合金(Al－Mg－Si系合金)线材。6000系铝合金线材通常可通过实施固溶处理和时效处理而谋求高强度化。然而，在使用6000系铝合金线材制造线径为0.5mm以下的极细线时，虽然能够通过实施固溶处理和时效处理而实现高强度化，但是屈服强度(0.2％屈服强度)上升，塑性变形需要很大的力，并且存在向车身安装的作业效率下降的倾向。
作为移动体的电气配线体所用的以往的6000系铝合金线，例如在专利文献1中有所记载。专利文献1所记载的铝合金线是极细线，实现了具有高强度、高电导率，且伸长率也优异的铝合金线。此外，在专利文献1中记载了通过晶粒细化等而获得良好的电导率、抗拉强度、伸长率的内容，但对于同时实现高强度和低屈服强度未进行任何记载，也未给出任何启示。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－229485号公报
技术实现要素：
本发明的目的在于提供如下的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束：即使在用作线料直径为0.5mm以下的极细线时也能确保抗拉强度、伸长率和电导率的良好平衡，且相对于抗拉强度(TS)的0.2％屈服强度(YS)较小，用作电气配线体的导体，另外，提供铝合金线材的制造方法和铝合金线材的测定方法。
本发明人发现，以使用含有Mg和Si的铝合金为前提，通过规定的成分组成和制造工艺的控制，能够获得确保抗拉强度、伸长率和电导率的良好平衡，且使0.2％屈服强度相对于抗拉强度变小的铝合金线材，由此完成了本发明。此外还发现，本发明的机理可能与溶质原子团簇的生成相关，因而根据该溶质原子团簇的存在来定义发明。
即，本发明的主旨结构如下。
(1)一种铝合金线材，其特征在于，该铝合金线材具有如下组成：Mg：0.1质量％～1.0质量％、Si：0.1质量％～1.2质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质、Mg/Si质量比：0.4～0.8，并且，抗拉强度为200MPa以上，伸长率为13％以上，电导率为47％IACS，以及0.2％屈服强度(YS)与抗拉强度(TS)之比(YS/TS)为0.7以下。
(2)根据上述(1)所述的铝合金线材，其中，所述化学组成含有选自由Ti：0.001质量％～0.100质量％和B：0.001质量％～0.030质量％构成的组中的1种或2种。
(3)根据上述(1)或(2)所述的铝合金线材，其中，所述化学组成含有选自由Cu：0.01质量％～1.00质量％、Ag：0.01质量％～0.50质量％、Au：0.01质量％～0.50质量％、Mn：0.01质量％～1.00质量％、Cr：0.01质量％～1.00质量％、Zr：0.01质量％～0.50质量％、Hf：0.01质量％～0.50质量％、V：0.01质量％～0.50质量％、Sc：0.01质量％～0.50质量％、Co：0.01质量％～0.50质量％和Ni：0.01质量％～0.50质量％构成的组中的1种或2种以上。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的铝合金线材，其中，所述化学组成含有Ni：0.01质量％～0.50质量％。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的铝合金线材，其中，Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co、Ni的合计含量为0.01质量％～2.00质量％。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的铝合金线材，其中，该铝合金线材是线料直径为0.1mm～0.5mm的铝合金线。
(7)一种铝合金绞线，其中，该铝合金绞线是捻合多条上述(6)所述的铝合金线而获得。
(8)一种包覆电线，其中，该包覆电线在上述(6)所述的铝合金线或上述(7)所述的铝合金绞线的外周具有包覆层。
(9)一种线束，其中，该线束包括上述(8)所述的包覆电线和安装于该包覆电线的去除了所述包覆层的端部的端子。
(10)上述(1)～(6)中任一项所述的铝合金线材的制造方法，该铝合金线材的制造方法在熔解、铸造之后，通过热加工形成粗轧线，然后至少进行拉丝加工、固溶热处理和时效热处理的各工序，其特征在于，所述固溶热处理以100℃/s以上的升温速度加热到450℃～540℃的范围内的规定温度，以30秒以内的保持时间保持，然后，以10℃/s以上的平均冷却速度至少冷却到150℃的温度，所述时效热处理以0.5℃/min～130℃/min的升温温度加热到20℃～150℃的范围内的规定温度。
(11)一种铝合金线材，其特征在于，该铝合金线材具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.20质量％、Fe：0.01质量％～0.70质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质、Mg/Si质量比：0.4～0.8，并且存在溶质原子团簇。
(12)根据上述(11)所述的铝合金线材，其特征在于，该铝合金线材存在β”相。
(13)一种铝合金线材，其特征在于，该铝合金线材具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.20质量％、Fe：0.01质量％～0.70质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质、Mg/Si质量比：0.4～0.8，并且，在差示扫描量热曲线中具有相当于溶质原子团簇的熔解的吸热峰值。
(14)根据上述(13)所述的铝合金线材，其特征在于，在差示扫描量热曲线中，设150℃～200℃的范围内的最大热量为基准热量，所述基准热量和150℃～250℃的范围内与所述溶质原子团簇的熔解相当的吸热峰值的热量之差的绝对值为1.0μW/g以上。
(15)根据上述(13)或(14)所述的铝合金线材，其特征在于，在差示扫描量热曲线中产生了相当于β”相的生成的放热峰。
(16)根据上述(15)所述的铝合金线材，其特征在于，在差示扫描量热曲线中，设150℃～200℃的范围内的最大热量为基准热量，所述基准热量和200℃～350℃的范围内与所述β”相的生成相当的放热峰的热量之差的绝对值为1000μW/g以下。
(17)根据上述(11)～(16)中任一项所述的铝合金线材，其特征在于，所述化学组成含有选自由Ti：0.001质量％～0.100质量％和B：0.001质量％～0.030质量％构成的组中的1种或2种。
(18)根据上述(11)～(17)中任一项所述的铝合金线材，其特征在于，所述化学组成含有选自由Cu：0.01质量％～1.00质量％、Ag：0.01质量％～0.50质量％、Au：0.01质量％～0.50质量％、Mn：0.01质量％～1.00质量％、Cr：0.01质量％～1.00质量％、Zr：0.01质量％～0.50质量％、Hf：0.01质量％～0.50质量％、V：0.01质量％～0.50质量％、Sc：0.01质量％～0.50质量％、Co：0.01质量％～0.50质量％和Ni：0.01质量％～0.50质量％构成的组中的1种或2种以上，且平均结晶粒径为线径的1/3以下。
(19)根据上述(11)～(18)中任一项所述的铝合金线材，其中，所述化学组成含有Ni：0.01质量％～0.50质量％。
(20)根据上述(11)～(19)中任一项所述的铝合金线材，其特征在于，抗拉强度为200MPa以上，伸长率为13％以上，电导率为45％IACS以上，以及0.2％屈服强度(YS)与抗拉强度(TS)之比(YS/TS)为0.7以下。
(21)根据上述(11)～(20)中任一项所述的铝合金线材，其中，该铝合金线材是线料的直径为0.1mm～0.5mm的铝合金线。
(22)一种铝合金绞线，其中，该铝合金绞线是捻合多条上述(21)所述的铝合金线而获得。
(23)一种包覆电线，其中，该包覆电线在上述(11)～(21)中任一项所述的铝合金线材或上述(22)所述的铝合金绞线的外周具有包覆层。
(24)一种线束，该线束包括上述(23)所述的包覆电线和安装于该包覆电线的去除了所述包覆层的端部的端子。
(25)上述(11)～(21)中任一项所述的铝合金线材的制造方法，该铝合金线材的制造方法在熔解、铸造、均质化热处理之后，通过热加工形成粗轧线，然后，至少进行拉丝加工、固溶热处理和时效热处理的各工序，其特征在于，所述固溶热处理以10℃/s以上的升温速度加热到450℃～600℃的范围内的规定温度，然后，以10℃/s以上的平均冷却速度至少冷却到150℃的温度，所述时效热处理以0.5℃/min～130℃/min的升温温度加热到20℃～150℃的范围内的规定温度。
(26)一种铝合金线材的测定方法，该铝合金线材具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.0质量％、Si：0.10质量％～1.20质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质、Mg/Si质量比：0.4～0.8，其特征在于，
在差示扫描量热曲线中，设150℃～200℃的范围内的最大热量为基准热量，将所述基准热量和150℃～250℃的范围内的相当于吸热峰值的最低热量之差的绝对值规定为团簇生成量，将所述基准热量和200℃～350℃的范围内的相当于放热峰的最大热量之差的绝对值规定为β”相生成量。
根据本发明的铝合金线材，通过上述规定，能够提供即使在作为线料直径为0.5mm以下的极细线使用的情况下，也能确保抗拉强度、伸长率和电导率的良好平衡且相对于抗拉强度(TS)的0.2％屈服强度(YS)较小的、能够作为电气配线体的导体来使用的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束，并且能够提供铝合金线材的制造方法。这样的本发明的铝合金线材作为搭载于移动体的电池线缆、线束或电机用导线、工业用机器人的配线体是有用的。此外，本发明的铝合金线材由于具有适当高的抗拉强度，所以也能够使电线直径小于现有电线的直径。
附图说明
图1是用于说明分析、测定本发明的铝合金线材中的溶质原子团簇和β”相的方法的图。
具体实施方式
本发明的实施方式(以下称为本实施方式)的铝合金线材的特征在于，其具有如下化学组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.20质量％、Fe：0.01质量％～1.40质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质，抗拉强度为250MPa以上，伸长率为13％以上，电导率为47％IACS，以及0.2％屈服强度与抗拉强度之比为0.7以下。
此外，本实施方式的铝合金线材具有如下组成：Mg：0.10质量％～1.00质量％、Si：0.10质量％～1.20质量％、Fe：0.01质量％～0.70质量％、Ti：0.000质量％～0.100质量％、B：0.000质量％～0.030质量％、Cu：0.00质量％～1.00质量％、Ag：0.00质量％～0.50质量％、Au：0.00质量％～0.50质量％、Mn：0.00质量％～1.00质量％、Cr：0.00质量％～1.00质量％、Zr：0.00质量％～0.50质量％、Hf：0.00质量％～0.50质量％、V：0.00质量％～0.50质量％、Sc：0.00质量％～0.50质量％、Co：0.00质量％～0.50质量％、Ni：0.00质量％～0.50质量％、余量：Al和不可避免的杂质、Mg/Si的质量比：0.4～0.8，并且存在溶质原子团簇。
在此，溶质原子团簇是指溶质原子凝聚而成的集合体，例如在本实施方式中生成了Si－Si团簇、Mg－Si团簇等团簇。
以下表示上述本实施方式的铝合金线材的化学组成等的限定理由。
(1)化学组成
＜Mg：0.10质量％～1.00质量％＞
Mg(镁)具有固溶于铝母材中而进行强化的作用，并且其一部分与Si一起以β”相((beta double prime)相)等形态析出而具有提高抗拉强度的作用。此外，以溶质原子团簇的形态形成Mg－Si团簇时，Mg是具有提高抗拉强度、伸长率的作用的元素。然而，当Mg含量不足0.10质量％时，上述作用效果不充分，此外，当Mg含量超过1.00质量％时，在晶界处形成Mg富集部分的可能性高，抗拉强度、伸长率会下降，且屈服强度会变高而导致处理性下降。此外，Mg元素的固溶量变多也会使电导率下降。因此，Mg含量设定为0.10质量％～1.00质量％。另外，在重视高强度的情况下，优选Mg含量设定为0.50质量％～1.00质量％，此外，在重视电导率的情况下，优选设定为0.10质量％～0.50质量％，综合上述观点来看优选为0.30质量％～0.70质量％。
＜Si：0.10质量％～1.20质量％＞
Si(硅)具有固溶于铝母材中而进行强化的作用，并且其一部分与Mg一起以β”相等形态析出而具有提高抗拉强度、耐弯曲疲劳特性的作用。此外，Si在以溶质原子团簇的形态形成Mg－Si团簇、Si－Si团簇时具有提高抗拉强度、伸长率的作用。当Si含量不足0.10质量％时，上述作用效果不充分，此外，当Si含量超过1.00质量％时，在晶界处形成Si富集部分的可能性高，抗拉强度、伸长率会下降，且屈服强度会变高而导致处理性下降。此外，Si元素的固溶量变多也会使电导率下降。因此，Si含量设定为0.10质量％～1.20质量％。另外，在重视高强度的情况下，优选Si含量设定为0.50质量％～1.00质量％，此外，在重视电导率的情况下，优选设定为0.10质量％～0.50质量％，综合上述观点来看优选为0.30质量％～0.70质量％。
＜Fe：0.01质量％～1.40质量％＞
Fe(铁)是主要形成Al－Fe系的金属间化合物而有助于晶粒细化、且提高抗拉强度的元素。Fe在655℃时在Al中只能固溶0.05质量％，在室温下固溶量更少，因此，不能固溶于Al中的残余的Fe会以Al－Fe、Al－Fe－Si、Al－Fe－Si－Mg等金属间化合物的形态结晶或析出。该金属间化合物有助于晶粒细化，且能提高抗拉强度。此外，Fe也由于固溶于Al中的Fe而具有提高抗拉强度的作用。当Fe含量不足0.01质量％时，这些作用效果不充分，此外，当Fe含量超过1.40质量％时，会由于结晶物或析出物的粗大化而导致拉丝加工性下降，并且屈服强度上升而导致处理性下降。此外，耐弯曲疲劳特性和电导率也下降。因此，Fe含量设定为0.01质量％～1.40质量％，优选设定为0.15质量％～0.70质量％，更优选设定为0.15质量％～0.45质量％。
本发明的铝合金线材如上述那样以Mg、Si和Fe为必须的含有成分，但根据需要还可以含有选自Ti和B中的1种或2种、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co和Ni中的1种或2种以上。
＜Ti：0.001质量％～0.100质量％＞
Ti是具有使熔解铸造时的铸锭的组织细化的作用的元素。当铸锭的组织粗大时，在铸造中会产生铸锭裂纹，在线材加工工序中会发生断线，因此，在工业上不期望组织粗大。当Ti含量不足0.001质量％时，无法充分发挥上述作用效果，此外，当Ti含量超过0.100质量％时，存在电导率下降的倾向。因此，Ti含量设定为0.001质量％～0.100质量％，优选设定为0.005质量％～0.050质量％，更优选设定为0.005质量％～0.030质量％。
＜B：0.001质量％～0.030质量％＞
B与Ti同样是具有使熔解铸造时的铸锭的组织细化的作用的元素。当铸锭的组织粗大时，在铸造中易产生铸锭裂纹，在线材加工工序中易发生断线，因此在工业上不期望组织粗大。当B含量不足0.001质量％时，无法充分发挥上述作用效果，此外，当B含量超过0.030质量％时，存在电导率下降的倾向。因此，B含量设定为0.001质量％～0.030质量％，优选设定为0.001质量％～0.020质量％，更优选设定为0.001质量％～0.010质量％。
含有＜Cu：0.01质量％～1.00质量％＞、＜Ag：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Au：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Mn：0.01质量％～1.00质量％＞、＜Cr：0.01质量％～1.00质量％＞和＜Zr：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Hf：0.01质量％～0.50质量％＞、＜V：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Sc：0.01质量％～0.50质量％＞、＜Co：0.01质量％～0.50质量％＞和＜Ni：0.01质量％～0.50质量％＞中的1种或2种以上。
Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co和Ni均是具有细化晶粒的作用和抑制生成异常粗大的成长粒的元素，此外，Cu、Ag和Au是还具有通过在晶界处析出而提高晶界强度的作用的元素，只要含有0.01质量％以上的这些元素中的至少1种元素，即可获得上述作用效果，能够提高抗拉强度和伸长率。另一方面，当Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co和Ni中的任一元素的含量分别超过上述上限值时，含有该元素的化合物会变得粗大，使拉丝加工性变差因而容易发生断线，此外还存在电导率下降的倾向。因此，Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co和Ni的含量范围分别设定为上述的范围。另外，在该元素组中，特别优选含有Ni。当含有Ni时，晶粒细化效果和异常粒成长抑制效果显著，抗拉强度和伸长率提高。此外，更容易抑制电导率的下降和拉丝加工中的断线。为了使该效果显著，更优选Ni的含量为0.05质量％～0.3质量％。
此外，Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co和Ni存在含量越多电导率越下降的倾向、拉丝加工性越差的倾向和由屈服强度上升导致的处理性越下降的倾向。因此，这些元素的合计含量优选设定为2.00质量％以下。本发明的铝合金线材中，Fe为必须元素，因此，Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co和Ni的合计含量设定为0.01质量％～2.00质量％。这些元素的含量更优选设定为0.10质量％～2.00质量％。但是，在单独添加这些元素的情况下，存在含量越多含有该元素的化合物越粗大的倾向，使拉丝加工性变差而容易发生断线，因此，各元素设定为上述规定的含量范围。
另外，为了确保高电导率，并使抗拉强度、伸长率、屈服强度相对于抗拉强度的值适度下降，Fe、Ti、B、Cu、Ag、Au、Mn、Cr、Zr、Hf、V、Sc、Co和Ni的合计含量特别优选设定为0.01质量％～0.80质量％，更优选为0.05质量％～0.60质量％。另一方面，虽然会使电导率略微下降但为了使抗拉强度、伸长率、屈服强度相对于抗拉强度的值进一步适度下降，特别优选为大于0.80质量％且小于等于2.00质量％，更优选为1.00质量％～2.00质量％。
＜余量：Al和不可避免的杂质＞
上述成分以外的余量为Al(铝)和不可避免的杂质。这里所说的不可避免的杂质是指在制造工序上不可避免地可能会含有的含有级别的杂质。不可避免的杂质根据含量不同也可能成为使电导率下降的要因，因此，考虑电导率的下降而优选将不可避免的杂质的含量抑制到某种程度。作为可作为不可避免的杂质来例举的成分，例如可举出Ga、Zn、Bi、Pb等。
此外，在本实施方式中，Mg含有率(质量％)和Si含有率(质量％)之比(称为Mg/Si质量比)为0.4～0.8。当Mg/Si质量比为0.4～0.8时，通过时效处理，溶质原子团簇的数量增加，抗拉强度和伸长率提高。溶质原子团簇会导致电导率有些下降，但本实施方式的组成充分确保了母相的电导率，因此在电导率方面不会有问题。对于0.2％屈服强度，虽说通常随着抗拉强度的提高而提高，但可以通过溶质原子团簇的存在抑制其效果。当Mg/Si质量比小于0.4时，无助于溶质原子团簇的Si过量存在，只会使电导率下降，此外，当Mg/Si质量比超过0.8时，不能充分生成溶质原子团簇。
这样的铝合金线材可以通过组合控制合金组成、制造工艺来实现。以下，说明本发明的铝合金线材的优选的制造方法。
(本发明的铝合金线材的制造方法)
本发明的铝合金线材可通过如下制造方法来制造，该制造方法包括依次进行[1]熔解、[2]铸造、[3]热加工(槽辊加工等)、[4]第1拉丝加工、[5]第1热处理(中间热处理)、[6]第2拉丝加工、[7]第2热处理(固溶热处理)和[8]第3热处理(时效热处理)的各工序。另外，在第2热处理前后或时效热处理之后，也可以设置制作绞线的工序、对电线进行树脂包覆的工序。以下，说明[1]～[8]的工序。
[1]熔解
熔解是指调整各成分的分量并进行熔炼，以形成上述的铝合金组成。
[2]铸造和[3]热加工(槽纹辊加工等)
接下来，使用组合铸造轮和带而成的普洛佩兹式连续铸轧机，用水冷后的铸模对熔融金属进行铸造，并连续进行轧制，做成例如直径为5mmφ～13mmφ的适当粗细的棒材。从防止Fe系结晶物的粗大化和防止Fe的强制固溶导致电导率下降的观点考虑，此时的铸造时的冷却速度优选为1℃/s～20℃/s，但不限定于此。铸造和热轧也可以通过锭坯铸造和挤出法等来进行。
[4]第1拉丝加工
接下来，实施表面的去皮，做成例如直径为5mmφ～12.5mmφ的适当粗细的棒材，对该棒材进行冷拉丝加工。加工度η优选为1～6的范围。这里的加工度η在设拉丝加工前的线材截面积为A0，拉丝加工后的线材截面积为A1时，以η＝ln(A0/A1)表示。当加工度η小于1时，在后续工序的热处理时，再结晶晶粒粗大化，抗拉强度和伸长率显著下降，可能成为断线的原因。此外，当加工度η大于6时，拉丝加工困难，在拉丝加工中可能会发生断线等品质方面的问题。通过进行表面的去皮可使表面洁净化，但也可以不进行。
[5]第1热处理(中间热处理)
接下来，对冷拉丝后的被加工件实施第1热处理。本发明的第1热处理是为了恢复被加工件的柔软性，提高拉丝加工性而进行的工序。若拉丝加工性充分，不会发生断线，则也可以不进行第1热处理。
[6]第2拉丝加工
在上述第1热处理之后，再次实施冷拉丝加工。此时的加工度η优选为1～6的范围。加工度η会影响再结晶晶粒的形成和成长。当加工度η小于1时，在后续工序的热处理时，存在再结晶晶粒粗大化，抗拉强度和伸长率显著下降的倾向，此外，当加工度η大于6时，拉丝加工困难，存在在拉丝加工中产生断线等品质方面的问题的倾向。另外，在不进行第1热处理的情况下，也可以连续进行第1拉丝加工和第2拉丝加工。
[7]第2热处理(固溶热处理)
对拉丝加工后的加工件实施第2热处理。本发明的第2热处理是为了使无规则地含有的Mg和Si的化合物溶入铝母相中而进行的固溶热处理。固溶处理可在加工中使Mg、Si的富集部分均化(均质化)，从而抑制最终的时效热处理后的Mg和Si的化合物的晶界偏析。具体而言，第2热处理是如下热处理：以100℃/s以上的升温速度加热到450℃～600℃的范围内的规定温度，以30秒以内的保持时间保持，然后以10℃/s以上的平均冷却速度至少冷却到150℃的温度。当第2热处理中的升温速度小于100℃/s时，结晶粒径粗大化。此外，当第2热处理的加热时的规定温度高于540℃时，结晶粒径粗大化，生成异常成长粒，当该规定温度低于450℃时，无法使Mg2Si充分固溶。因此，第2热处理中的加热时的规定温度设定为450℃～600℃的范围，虽然可以根据Mg、Si含量而有所变化，但优选设定为450℃～540℃的范围，更优选设定为480℃～520℃的范围。
作为进行第2热处理的方法，例如可以是分批退火、盐浴(salt bath)，也可以是高频加热、通电加热、移动加热等连续热处理。
但是，在使用高频加热、通电加热的情况下，通常是向线材持续通入电流的构造，因此，随着时间的经过，线材温度会上升。因此，当持续通入电流时，线材可能会熔融，所以需要在适当的时间范围内进行热处理。在使用移动加热的情况下，由于是短时间的退火，因此通常移动退火炉的温度要设定为高于线材温度。在长时间的热处理中，线材可能会熔融，所以需要在适当的时间范围内进行热处理。此外，在所有的热处理中，需要使被加工件中无规则地含有的Mg、Si化合物能够溶入铝母相中的规定时间以上的时间。以下，说明各方法的热处理。
高频加热的连续热处理利用焦耳热进行热处理，该焦耳热是通过使线材从高频的磁场中连续通过，由线材自身在感应电流的作用下而产生的。包括急热、急冷工序，可以在线材温度和热处理时间上进行控制而对线材进行热处理。冷却是在急热之后通过使线材从水中或氮气气氛中连续通过来进行。其热处理时间为0.01s～2s，优选为0.05s～1s，更优选为0.05s～0.5s。
连续通电热处理利用焦耳热来进行热处理，该焦耳热是由于连续通过2个电极滚轮的线材中流过电流而由线材自身产生。包括急热、急冷工序，可以通过控制线材温度和热处理时间而对线材进行热处理。冷却是在急热之后通过使线材从水中、大气中或氮气气氛中连续通过来进行。其热处理时间为0.01s～2s，优选为0.05s～1s，更优选为0.05s～0.5s。
连续移动热处理是通过使线材从保持高温的热处理炉中连续通过来进行热处理。包括急热、急冷工序，可以在热处理炉内温度和热处理时间上进行控制而对线材进行热处理。冷却在急热之后通过使线材从水中、大气中或氮气气氛中连续通过来进行。其热处理时间优选为0.5s～30s。
在线材温度和热处理时间这两项中的一项或两项低于上述定义的条件时，固溶不完全，在后续工序的时效热处理时生成的溶质原子团簇、β”相、Mg2Si析出物减少，抗拉强度、耐冲击性、耐弯曲疲劳特性、电导率的提高幅度变小。在线材温度和退火时间这两项中的一项或两项高于上述规定的条件时，晶粒粗大化，并且会引起铝合金线材中的化合物相的部分熔融(共晶熔解)，抗拉强度、伸长率下降，在操作导体时容易引起断线。
[8]第3热处理(时效热处理)
接下来，实施第3热处理。该第3热处理是为了生成溶质原子团簇而进行的时效热处理。时效热处理中的加热温度优选为20℃～150℃。当所述加热温度低于20℃时，溶质原子团簇的生成缓慢，为获得所需的抗拉强度和伸长率耗费时间，不利于批量生产。此外，当所述加热温度高于150℃时，溶质原子团簇的生成量变少，且大量生成会使伸长率下降的Mg2Si针状析出物(β”相)。为了进一步生成具有提高伸长率的效果的溶质原子团簇，优选时效热处理中的加热温度为20℃～70℃。
为了同时也析出β”相、并取得抗拉强度和伸长率的均衡，优选时效热处理中的加热温度为100℃～125℃。此外，对于加热时间，根据温度不同，最佳时间有所变化。低温情况下长时间加热、高温情况下短时间加热在提高抗拉强度、伸长率，降低相对于抗拉强度的0.2％屈服强度方面是优选的。长时间的加热例如为10日以内，短时间的加热优选为15小时以下，更优选为8小时以下。另外，对于时效热处理中的冷却，为了防止特性不均，优选尽可能提高冷却速度。当然，当在制造工序上不能快速冷却时，只要是能充分生成溶质原子团簇的实效条件即可适当设定。
本实施方式的铝合金线材的线料直径没有特殊限制，可以根据用途适当设定，在细线的情况下优选为0.1mmφ～0.5mmφ，在中细线的情况下优选为0.8mmφ～1.5mmφ。本实施方式的铝合金线材的优点之一在于可以以单线的形式作为较细的铝合金线来使用，但也可以作为通过将多条线材捻合成束而得到的铝合金绞线来使用，可以将多条依次进行了构成本发明的制造方法的上述[1]～[8]的工序中的[1]～[6]的各工序而得到的铝合金线材捻合成束，然后再进行[7]第2热处理和[8]时效热处理的工序。
此外，在本实施方式中，作为其他追加的工序，也可以在连续铸轧后进行以往方法中所进行的均质化热处理。均质化热处理能够使添加元素均匀分散，因此，容易均匀地生成结晶物，在其后的第3热处理中容易均匀地生成溶质原子团簇、β”析出相，能更稳定地获得抗拉强度、伸长率、屈服强度相对于抗拉强度的值的提高。均质化热处理优选在450℃～600℃的加热温度下进行，更优选为500℃～600℃。此外，对于均质化加热处理中的冷却，从容易获得均匀的化合物的方面考虑，优选以0.1℃/分钟～10℃/分钟的平均冷却速度逐渐冷却。
根据通过上述方法制造的铝合金线材，考虑组装线束时受到的冲击，抗拉强度为200MPa以上，优选为250MPa以上，更优选为270MPa以上。此外，伸长率为13％以上，优选为15％以上。电导率为47％IACS以上，更优选为48％IACS以上。此外，考虑组装线束时的操作性，0.2％屈服强度(YS)和抗拉强度(TS)之比(YS/TS)设定为0.7以下。此外，晶粒的平均结晶粒径为线径的1/3以下。由此，能够提供相对于抗拉强度的屈服强度较小，可实现均衡良好的抗拉强度、伸长率和导电性，且处理性高的线束用铝线材。
本实施方式的铝合金线材可以用作铝合金线，或者作为捻合多条铝合金线而得到的铝合金绞线来使用，此外，也可以作为在铝合金线或铝合金绞线的外周具有包覆层的包覆电线来使用，除此以外，还可以作为具有包覆电线和端子的线束(铠装线)来使用，所述端子安装于该包覆电线的去除了包覆层后的端部。
实施例
基于以下的实施例更详细地说明本发明的实施方式。另外，本发明不限定于以下所示的实施例。
(实施例、比较例)
将Mg、Si、Fe、Ni和Al以及选择添加的Ti、B、Mn、Cr以达到表1所示的含量(质量％)的配比投入到普洛佩兹式的连续铸轧机中，在该连续铸轧机内利用水冷后的铸模对由这些原料熔解而构成的熔融金属边进行连续铸造边进行轧制，做成大约9.5mmφ的棒材。此时的铸造时的冷却速度设为大约15℃/s。对该棒材实施第1拉丝加工以得到规定的加工度。接下来，对实施了该第1拉丝加工的加工件实施第1热处理，然后再进行第2拉丝加工直至达到0.31mmφ的线径。接下来，在表2所示的条件下实施了第2热处理。在第1热处理中的分批式热处理中，在线材上卷绕热电偶测定线材温度。在第1、第2热处理中的连续移动热处理中，测定了热处理区间出口附近的线材温度。在第2热处理后，在表2所示的条件下实施了时效热处理，制造出了铝合金线。
通过以下所示的方法对制作出的各实施例和比较例的铝合金线测定了各特性。将其结果示于表2。
(A)抗拉强度(TS)、拉伸断裂伸长率(El)和相对于抗拉强度的屈服强度(0.2％屈服强度/抗拉强度)的测定
基于JIS Z2241对各试样(铝合金线，各3条)进行了拉伸试验，求出其平均值。对于抗拉强度，为了确保电线和端子的连接部处的压接部的抗拉强度，此外，也为了能承受向车身进行安装的作业时意外受到的负荷，以200MPa以上为合格水平。此外，伸长率以13％以上为合格。对于屈服强度(0.2％屈服强度)与抗拉强度之比，为了实现向车身进行安装的作业的高效化，以小于0.5为合格水平。另外，在表2中，“A”表示抗拉强度为250MPa以上且0.2％屈服强度(YS)/抗拉强度(TS)小于0.5；“B”表示抗拉强度为200MPa以上且0.2％屈服强度/抗拉强度小于0.5，“C”表示抗拉强度为200MPa以上且0.2％屈服强度/抗拉强度为0.7以下。
(B)电导率(EC)
准备长度为300mm的试验片，在保持20℃(±0.5℃)的恒温漕中用四端子法对各3条的试样(铝合金线)测定了比电阻，计算出其平均电导率。端子间距离设为200mm。电导率以47％IACS以上为合格水平。
(C)溶质原子团簇和β”相的分析、测定方法
进行差示扫描量热测定(DSC)，在规定的温度范围(0℃～400℃)得到了图1所示那样的DSC曲线。接下来，求出150℃～200℃的范围内的曲线上表示最高热量的点(温度T0；热量V0)，自该点引出与温度轴平行的线，以该直线所表示的热量V0为基准热量，求出表示相对于该直线为最低的峰值的点Pmin(温度T1；热量V1)，并求出基准热量V0和热量V1之差的绝对值|V0－V1|。在该绝对值为0.5μW/g以上，优选为1.0μW/g以上的情况下，判断为生成了能充分满足本实施方式特性的溶质原子团簇。
此外，求出表示相对于表示上述基准热量V0的直线为最高的峰值的点Pmax(温度T2；V2)，并求出基准热量V0和热量V2之差的绝对值|V0－V2|。在该绝对值为50μW/g以上且1000μW/g以下，优选为500μW/g以下时，判断为生成了能充分满足上述本实施方式的特性的β”相。
即，通过使所述绝对值为50μW/g以上，确保了规定的伸长率和0.2％屈服强度。此外，通过使所述绝对值为1000μW/g以下，优选为500μW/g以下，确保了规定的抗拉强度。
另外，在本实施例中，溶质原子团簇和β”相是使用DSC分析装置((株式会社)日立高新技术(HITACHI High-Tech Science)生产、装置名“X－DSC7000”)，在热流速方式、采样量5mg～20mg、升温速度10℃/min～40℃/min的条件下进行测定、分析。
表1
表2
由表2的结果可得出如下结论。实施例1～33的铝合金线均具有均衡良好的抗拉强度、伸长率和电导率，并且相对于抗拉强度的屈服强度(0.2％屈服强度)值优异。具体而言，在实施例1～3、9、18、19、23～25、28、32、33中，将Si设定为0.10质量％～1.20质量％，通过低温时效热处理生成了溶质原子团簇，抗拉强度达到了200MPa以上，0.2％屈服强度/抗拉强度达到了0.7以下，伸长率达到了13％以上，电导率达到了45％IACS。此外，在实施例4～7、10～12、14～16、20～22中，将Si设定为0.10质量％～1.20质量％，通过低温时效热处理增加了溶质原子团簇的生成量，0.2％屈服强度/抗拉强度达到了0.5以下。在实施例8、13、17、26、27、29～31中，将Si设定为0.10质量％～1.20质量％，通过低温时效热处理控制了溶质原子团簇和β"相的生成量，并且，通过添加副添加元素，使得抗拉强度达到了250MPa以上，0.2％屈服强度/抗拉强度小于0.5。
与此相对，比较例1的铝合金线，Mg/Si质量比为1.0，电导率低，且0.2％屈服强度(YS)/抗拉强度(TS)高，电线的处理性和导电性差。比较例2的铝合金线，Mg/Si质量比为1.29，屈服强度/抗拉强度高，电线处理性差。比较例3的铝合金线，Si过量，导电性差。比较例4的铝合金线，Mg过量，Mg/Si质量比为1.00，屈服强度/抗拉强度高，电线处理性差。比较例5的铝合金线时效热处理时的温度高，伸长率差。比较例6的铝合金线Fe过量，在拉丝中发生了断线。比较例7的铝合金线Zr、V都过量，伸长率和电导率差。比较例8的铝合金线Cr、Hf都过量，电导率差。比较例9的铝合金线Cu、Mn都过量，电导率差。
本发明的铝合金线材以使用含有Mg和Si的铝合金为前提，能够提供即使在作为线料直径为0.5mm以下的极细线使用时，也能确保均衡良好的抗拉强度、伸长率和电导率且提高了电线处理性的、能作为电气配线体的导体来使用的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束，并且能够提供铝合金线材的制造方法，本发明的铝合金线材作为搭载于移动体的电池线缆、线束或电机用导线、工业用机器人的配线体是有用的。此外，本发明的铝合金线材由于抗拉强度高，所以也能够使电线直径小于现有电线的直径，此外，由于处理性高，所以能够提高线束的安装效率。特别是，在线束中使用了铝合金线材的电线的适用范围有扩大的倾向，其中，特别是对于要求高强度且高处理性的门线束的适用范围的扩大有很大帮助。