铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束以及铝合金线材的制造方法与流程

本发明涉及用作电气布线体的导体的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线、线束(wireharness)以及铝合金线材的制造方法。

背景技术：

以往，作为汽车、电车、飞机等移动体的电气布线体或者工业用机器人的电气布线体，一直使用在包括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)的被称为线束的部件。近年来，汽车的高性能化、高功能化迅速发展，与此相伴，存在以下倾向：车载的各种电气设备、控制设备等的配设数量增加，并且这些设备所用的电气布线体的配设数量也增加。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。

作为用于实现这种移动体的轻量化的手段之一，例如在不断研究代替以往所用的铜或铜合金，将电气布线体的导体替换成更轻量的铝或铝合金的技术。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，纯铝大约为66％iacs)，为了使铝导体线材流过与铜导体线材相同的电流，需要将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，但就算是使用这样增大了截面积的铝导体线材，铝导体线材的质量也才是纯铜的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。另外，上述的“％iacs”表示设国际退火铜标准(internationalannealedcopperstandard)的电阻率1.7241×10^－8ωm为100％iacs时的电导率。

但是，已知在以电线用铝合金线材(jis基准的a1060、a1070)为代表的纯铝线材中，通常抗拉强度、耐冲击性、弯曲特性等较差。因此，纯铝线材例如在向车身进行安装作业时，无法经受住由于操作者、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、在门部等弯曲部受到的弯曲疲劳等。此外，如果使用加入各种添加元素而合金化的线材，虽然能够提高抗拉强度、弯曲疲劳特性，但是存在由于添加元素向铝中固溶的现象会导致电导率降低，并且由于硬质化而导致线束安装时的操作性下降，从而导致生产率下降的问题。因此，需要在不会使电导率下降的范围内限定或选择添加元素，此外需要使其同时具备弯曲疲劳特性和柔软性。

此外，作为高强度铝合金线材，例如公知有含有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以通过实施固溶处理和时效处理来谋求高强度化。但是，在使用6000系铝合金线材制造线径为0.5mm以下的极细线时，通过实施固溶处理和时效处理，虽然能够实现高电导率和高弯曲疲劳特性，但是屈服强度(0.2％屈服强度)也提高，塑性变形需要很大的力，存在向车身安装的作业效率下降的倾向。

作为用于移动体的电气布线体的现有的6000系铝合金线，例如在专利文献1中有所记载。专利文献1是本发明人基于研发结果提出的专利申请，其规定了线材外周部和内部的平均结晶粒径的大小，维持了与现有制品同等以上的伸长性和电导率，并且同时实现了适当的屈服强度和高耐弯曲疲劳特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5607853号公报

技术实现要素：

但是，在将铝合金线材用在会受到来自包括发动机等在内的发动机部的振动的场所或其附近时，要求高抗振性。此外，在将铝合金线材用在门部时，伴随门的开闭等在铝合金线材上反复作用有弯曲动作，因此，要求柔软性(耐弯曲性)。由于门部处的弯曲和发动机部处的振动所导致的作用于铝线材的应变互不相同，因此，为了在这两种部位使用铝合金线材，需要具有至少能充分耐受这两种应变的特性，这就需要对合金组成和组织进行重新研究。此外，专利文献1是为了强化线材表层，而使外周粒径细化从而优先在外周析出的发明，对于固溶之前的温度变化过程、拉丝工序中的线张力的制造条件未进行考虑，此外，对于铝合金线材中的空隙(void)、fe系结晶物也未进行任何控制。

本发明的目的在于，提供即使在用作极细线(例如，线料直径为0.5mm以下)的情况下，也能既确保高电导率和适度的低屈服强度，又同时实现高抗振特性和高耐弯曲疲劳特性的铝合金线材、铝合金绞线、包覆电线和线束，并且提供铝合金线材的制造方法。

本发明人发现，在此前反复研究的能获得高强度、高电导率的析出型的al－mg－si系合金中，母相中存在的空隙会促进因振动而产生的裂纹的传播，该裂纹的传播会成为导致使用寿命缩短的主要原因。此外，本发明人还发现，在拉丝时的模具中的摩擦力(拉拔力)的作用下，尤其是在粗大的fe系化合物周边容易产生空隙。而且，已知在通常的批量生产过程中会使用10个～20个模具连续地进行拉丝，因此，所有的摩擦力都会集中于即将卷取前的线材上。对此，已知通过限制最终线径附近的模具使用个数，或者在模具间配置用于减小线张力的滑轮，能够减小线材所受的应力。此外，由于若降低所有的线张力，则批量生产性会显著降低，因此，本发明人发现了效果较大的仅在最终线径附近降低线张力的方法。此外还发现，为了减少粗大的fe系化合物，通过增大铸造冷却速度，并缩短其他热处理时间来实现fe系化合物的微细疏密化。但是，当使fe系化合物过度地微细疏密化时，抑制合金晶粒粗大化的效果会有一定程度的损失，因此，本发明人重新研究了合金的添加成分和制造工艺，找出了能够同时抑制空隙的生成和晶粒的粗大化的方法，从而完成了本发明。

即，本发明的主旨结构如下。

(1)一种铝合金线材，其具有如下组成：mg：0.1质量％～1.0质量％、si：0.1质量％～1.2质量％、fe：0.10质量％～1.40质量％、ti：0质量％～0.100质量％、b：0质量％～0.030质量％、cu：0质量％～1.00质量％、ag：0质量％～0.50质量％、au：0质量％～0.50质量％、mn：0质量％～1.00质量％、cr：0质量％～1.00质量％、zr：0质量％～0.50质量％、hf：0质量％～0.50质量％、v：0质量％～0.50质量％、sc：0质量％～0.50质量％、co：0质量％～0.50质量％、ni：0质量％～0.50质量％以及余量由al和不可避免的杂质构成，在与线材长度方向平行的包含线材的中心线的截面中，不存在面积超过20μm²的空隙，或者即使存在这样的空隙，每1000μm²中的所述空隙的存在比例也在平均为1个/1000μm²以下的范围内。

(2)根据上述(1)所述的铝合金线材，其中，在所述截面中，不存在面积超过1μm²的空隙，或者即使存在这样的空隙，每1000μm²中的所述空隙的存在比例也在平均为1个/1000μm²以下的范围内。

(3)根据上述(1)或(2)所述的铝合金线材，其中，在所述截面中，不存在面积超过4μm²的fe系化合物，或者即使存在这样的fe系化合物，每1000μm²中的所述fe系化合物的存在比例也在平均为1个/1000μm²以下的范围内。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的铝合金线材，其中，在所述截面中，面积为0.002μm²～1μm²的fe系化合物的存在比例在平均为1个/1000μm²以上的范围内。

(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的铝合金线材，其中，在金相组织中观察随机选择的至少1000个晶粒时，线材直径方向上的最大尺寸为所述线材的直径的一半以上的晶粒的平均存在概率小于0.10％。

(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的铝合金线材，其振动疲劳次数为200万次以上，弯曲疲劳次数为20万次以上，以及电导率为40％iacs以上。

(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的铝合金线材，其中，所述化学组成含有ti：0.001质量％～0.100质量％和b：0.001质量％～0.030质量％中的两种或任一种。

(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的铝合金线材，其中，所述化学组成含有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％、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％中的至少一种。

(9)根据上述(1)～(8)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％。

(10)根据上述(1)～(9)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和ni的合计含量为0.10质量％～2.00质量％。

(11)根据上述(1)～(10)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。

(12)一种铝合金绞线，其通过捻合多条上述(11)所述的铝合金线而得到。

(13)一种包覆电线，其在上述(11)所述的铝合金线或上述(12)所述的铝合金绞线的外周具有包覆层。

(14)一种线束，其包括上述(13)所述的包覆电线和安装在该包覆电线的去除了所述包覆层的端部上的端子。

(15)一种铝合金线材的制造方法，该制造方法是将铝合金原料熔解、铸造之后，经热加工形成粗轧线，然后，至少进行拉丝加工、固溶热处理以及时效热处理的各工序，所述铝合金原料具有如下组成：mg：0.1质量％～1.0质量％、si：0.1质量％～1.2质量％、fe：0.10质量％～1.40质量％、ti：0质量％～0.100质量％、b：0质量％～0.030质量％、cu：0质量％～1.00质量％、ag：0质量％～0.50质量％、au：0质量％～0.50质量％、mn：0质量％～1.00质量％、cr：0质量％～1.00质量％、zr：0质量％～0.50质量％、hf：0质量％～0.50质量％、v：0质量％～0.50质量％、sc：0质量％～0.50质量％、co：0质量％～0.50质量％、ni：0质量％～0.50质量％以及余量由al和不可避免的杂质构成，该制造方法的特征在于，在所述拉丝加工中，在从最终线径的2倍的线径至达到该最终线径的期间，以50n以下的最大线张力进行拉丝，所述固溶热处理以450℃～580℃的范围内的规定温度进行加热，并保持规定时间，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20℃～250℃的范围内的规定温度进行加热。

(16)根据上述(15)所述的铝合金线材的制造方法，其中，在所述铸造时从熔融金属温度冷却到400℃的平均冷却速度为20℃/sec～50℃/sec，在所述铸造之后、所述拉丝加工之前进行再热处理，该再热处理是加热到400℃以上的规定温度，在该规定温度下保持的时间为30分钟以下。

另外，在上述化学组成中例举了含量范围的元素中，含量范围的下限值记载为“0质量％”的元素均是表述可根据需要任意添加的选择添加元素。即，在规定的添加元素为“0质量％”时，表示不含该添加元素。

本发明的铝合金线材是即使用作细径线也能实现高强度、高电导率的线材，此外，柔软而容易处理，并且，耐弯曲疲劳特性和抗振性都较高。因此，能够搭载于门弯曲部和发动机部那样会受到不同应变作用的场所，无需准备特性不同的多条线材，能够让1种线材兼具上述特性，作为电池线缆、线束或电机用导线、工业用机器人的布线体是有用的。

附图说明

图1是说明制造本发明的实施方式的铝合金线材时的拉丝加工的示意图，(a)表示现有的拉丝加工，(b)表示本发明的拉丝加工。

图2是用扫描电子显微镜(sem)拍摄现有制法下的铝合金线材的与线材长度方向平行的截面时的截面图像，(a)表示以1000倍的倍率拍摄的情况，(b)表示以5000倍的倍率拍摄的情况。

图3是用扫描电子显微镜(sem)拍摄本实施方式的铝合金线材的与线材长度方向平行的截面时的截面图像(倍率：1000倍)。

图4是说明用于评价本实施方式的铝合金线材的抗振性试验和弯曲疲劳试验的图。

图5是为了说明用光学显微镜拍摄本实施方式的铝合金线材的与线材长度方向平行的截面来测定结晶粒径的方法而示出的截面图像。

具体实施方式

以下，列出本发明的化学组成等的限定理由。

(1)化学组成

＜mg：0.1质量％～1.0质量％＞

mg(镁)能固溶于铝母材中而具有强化作用，且其一部分能与si一起以β”相(betadoubleprime，贝塔两撇相)等的形态析出而具有提高抗拉强度的作用。此外，在作为溶质原子团簇而形成了mg－si团簇时，具有提高抗拉强度以及伸长率的作用。但是，当mg含量不足0.1质量％时，上述作用效果不充分，此外，当mg含量超过1.0质量％时，在晶界处形成mg富集部分的可能性高，会使抗拉强度和伸长率下降。此外，mg元素的固溶量变多会导致0.2％屈服强度变高，从而导致电线的操作性下降，且电导率也下降。因此，mg含量设定为0.1质量％～1.0质量％。另外，对于mg含量，在重视高强度的情况下优选设定为0.5质量％～1.0质量％，此外，在重视电导率的情况下优选设定为大于等于0.1质量％且小于0.5质量％，基于这样的观点综合考虑优选设定为0.3质量％～0.7质量％。

＜si：0.1质量％～1.2质量％＞

si(硅)能固溶于铝母材中而具有强化作用，且其一部分能与mg一起以β”相等的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在作为溶质原子团簇而形成了mg－si团簇、si－si团簇时，具有提高抗拉强度以及伸长率的作用。当si含量不足0.1质量％时，上述作用效果不充分，此外，当si含量超过1.2质量％时，在晶界处形成si富集部分的可能性高，抗拉强度以及伸长率会下降。此外，si元素的固溶量变多会导致0.2％屈服强度变高，从而导致电线的操作性下降，且电导率也下降。因此，si含量设定为0.1质量％～1.2质量％。另外，对于si含量，在重视高强度的情况下优选设定为0.50质量％～1.2质量％，此外，在重视电导率的情况下优选设定为大于等于0.1质量％且小于0.5质量％，基于这样的观点综合考虑优选设定为0.3质量％～0.7质量％。

＜fe：0.10质量％～1.40质量％＞

fe(铁)是主要通过形成al－fe系的金属间化合物而有助于晶粒细化，并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％，在室温下则更少，因此，未能固溶于al中的剩余的fe以al－fe、al－fe－si、al－fe－si－mg等的金属间化合物的形态结晶或析出。在本说明书中，将这样主要由fe和al构成的金属间化合物称为fe系化合物。该金属间化合物有助于晶粒细化，并且能提高抗拉强度。此外，fe还通过固溶于al中的fe而具有提高抗拉强度的作用。当fe含量不足0.10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，由于结晶物或析出物的粗大化，拉丝加工性会变差，而且0.2％屈服强度会上升，从而导致电线的操作性下降，并且导致伸长率下降。因此，fe含量设定为0.10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及fe为必须的含有成分，但根据需要还可以含有ti和b中的两种或任一种、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni中的至少一种。

＜ti：0.001质量％～0.100质量％＞

ti(钛)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，在铸造中会发生铸锭开裂，在线材加工工序中会发生断线，这在工业上是不希望出现的。当ti含量不足0.001质量％时，不能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(硼)与ti一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，在铸造中易发生铸锭开裂，在线材加工工序中易发生断线，这在工业上是不希望出现的。当b含量不足0.001质量％时，不能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％＞、＜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％＞以及＜ni：0.01质量％～0.50质量％＞中的至少一种

cu(铜)、ag(银)、au(金)、mn(锰)、cr(铬)、zr(锆)、hf(铪)、v(钒)、sc(钪)、co(钴)以及ni(镍)均是具有使晶粒细化的作用和抑制生成异常粗大的成长粒的元素，此外，cu、ag以及au还具有通过在晶界处析出而提高晶界强度的作用，只要含有0.01质量％以上的这些元素中的至少1种，即可获得上述作用效果，从而能够提高抗拉强度以及伸长率。另一方面，cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co以及ni中的任一元素的含量超过各自的上述上限值时，含有该元素的化合物会变得粗大，从而使拉丝加工性变差，因此容易发生断线，此外，存在电导率下降的倾向。因此，cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co以及ni的含量的范围分别设定为上述所规定的范围。另外，在这些元素的组中，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变得显著，抗拉强度和伸长率提高，此外，易于进一步抑制电导率的下降和拉丝加工中的断线。从均衡良好地满足这些效果的观点考虑，ni含量更优选设定为0.05质量％～0.30质量％。

此外，fe、ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni在这些元素的合计含量大于2.00质量％时，电导率和伸长率会下降，拉丝加工性变差，而且还存在由于0.2％屈服强度提高而导致电线操作性下降的倾向。因此，这些元素的合计含量优选设定为2.00质量％以下。在本发明的铝合金线材中，fe是必须元素，因此，优选fe、ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co以及ni的合计含量设定为0.10质量％～2.00质量％。但是，在单独添加这些元素时，含量越多，越是存在含有该元素的化合物变得粗大的倾向，使得拉丝加工性变差，容易发生断线，因此，对于各元素，设定了上述所规定的含量范围。

另外，为了既保持高电导率，又适度降低屈服强度值，fe、ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni的合计含量特别优选为0.10质量％～0.80质量％，更优选为0.15质量％～0.60质量％。另一方面，虽然会使电导率有些许下降，但为了进一步提高抗拉强度和伸长率，并使相对于抗拉强度的屈服强度值适度降低，所述合计含量特别优选大于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会含有的含有级别的杂质。不可避免的杂质根据含量也可能会成为使电导率下降的要因，因此，优选要考虑电导率的下降而将不可避免的杂质的含量抑制到某种程度。作为不可避免的杂质而列举的成分，例如可举出ga(镓)、zn(锌)、bi(铋)、pb(铅)等。

这样的铝合金线材能够通过组合并控制合金组成、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。

(2)本发明的一实施例的铝合金线材的制造方法

本发明的一实施例的铝合金线材能够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)以及[8]第3热处理(时效热处理)的各工序。另外，也可以在固溶热处理的前后或时效热处理之后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

在熔解工序中，准备各成分的分量被调整成上述的铝合金组成的材料，将它们熔解。

[2]铸造以及[3]热加工(槽辊加工等)

接下来，在铸造工序中增大冷却速度，适度减少fe系化合物的结晶，使组织细化。优选铸造时从熔融金属温度冷却到400℃的平均冷却速度为20℃/s～50℃/s，如果使用组合铸造轮和带而成的普洛佩兹式连续铸轧机，则能够获得例如直径为5mm～15mm的棒材。此外，如果使用水中纺丝法，在30℃/s以上的平均冷却速度下可以获得直径为1mm～13mm的棒材。铸造和热加工(轧制)也可以通过锭坯铸造和挤出法等来进行。此外，也可以在上述铸造之后、热加工之后实施再热处理，在实施该再热处理的情况下，保持在400℃以上的时间优选为30分钟以下。

[4]第1拉丝加工

接下来，实施表面的去皮，做成例如直径为的适当粗细的棒材，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，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，“加工度η”以η＝ln(a0/a1)来表示。当加工度η小于1时，在后续工序的热处理时，会导致再结晶晶粒粗大化，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，可能会发生在拉丝加工中断线等品质方面的问题。通过进行表面的去皮可以使表面洁净化，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热处理是为了使被加工件恢复柔软性，提高拉丝加工性而进行的。若拉丝加工性充分，不会发生断线，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，存在产生在拉丝加工中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。

此外，需要使从具有最终线径的2倍的线径的加工件到获得具有该最终线径的线材期间被施加的线张力为50n以下。在通常的现有技术的批量生产中，会使用10个～20个左右的模具进行连续拉丝，在该情况下，即将卷取前的线材，即从最终模具到卷取机之间的线材会产生很大的应力，成为在母相中生成空隙的原因。因此，在本发明的第2拉丝加工中，在从最终线径的2倍的线径达到该最终线径期间，线材以50n以下的最大线张力进行拉丝。通过使线张力为50n以下，能够减小作用于线材的应力，从而能够抑制空隙的生成。当超过50n时，作用于线材的应力变大，因此，会导致母相中的fe系化合物附近的空隙增加，因此不优选。

例如，为了方便，使用4个模具进行说明时，在现有的拉丝加工中，如图1的(a)所示，模具11、12、13、14分别对线材1施加张力t1、t2、t3、t4，从作为最终模具的模具14到卷取机20之间的线材1’被施加了很大的张力(t1+t2+t3+t4)。因此，在本实施方式的拉丝加工中，采用了如图1的(b)所示那样，通过在模具12和模具13之间配置驱动式的滑轮30，而在从模具14到卷取机20之间施加较小张力(t3+t4)的方法。另外，最大线张力为50n以下的拉丝可以在第2拉丝加工时的部分加工或整个加工过程进行，此外，不仅是第2拉丝加工时，也可以在第1拉丝加工时和第2拉丝加工时都进行。此外，也可以通过增大模具中的每1道次的加工率等方法限制模具的使用个数，由此来抑制在fe系化合物周边形成空隙。

[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。本实施方式的第2热处理是为了使随机含有的mg、si化合物溶到铝母相中而进行的。固溶处理在加工中能够使mg、si的富集部分均匀(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热处理是在450℃～580℃的范围内的规定温度进行加热，并保持规定时间，然后，以10℃/s以上的平均冷却速度至少冷却到150℃的温度的热处理。当第2热处理的加热时的规定温度高于580℃时，结晶粒径会粗大化而生成异常成长粒，当所述规定温度低于450℃时，不能使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℃～580℃的范围，虽然也可根据mg和si的含量而有所变化，但优选设定为450℃～540℃，更优选设定为480℃～520℃的范围。此外，对于第2热处理中在所述规定温度下保持的时间，在进行再热处理、中间热处理的情况下，优选和再热处理、中间热处理共计在30分钟以内。

作为进行第2热处理的方法，例如可以是分批式退火、盐浴(saltbath)，也可以是高频加热、通电加热、移动加热等连续热处理。

但是，采用高频加热、通电加热时，通常是使线材持续流过电流的构造，因此，线材温度随着时间经过而上升。因此，当持续流过电流时，线材可能会熔融，因此需要在适当的时间范围内进行热处理。在采用移动加热的情况下也是一样的，由于是短时间的退火，因此通常移动退火炉的温度要设定得比线材温度高。若进行长时间的热处理，则线材可能会熔融，因此，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，都需要用于使被加工件中随机含有的mg、si化合物溶到铝母相中的规定的时间以上。以下，说明各方法的热处理。

利用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的。该热处理中的加热保持时间优选设定为0.01s～2s，更优选设定为0.05s～1s，进一步优选为0.05s～0.5s。

连续通电热处理利用焦耳热来进行热处理，该焦耳热是通过使连续通过2个电极滚轮的线材中流过电流而由线材自身产生的。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的。该热处理中的加热保持时间优选设定为0.01s～2s，更优选设定为0.05s～1s，进一步优选为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的。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的。该热处理中的加热保持时间优选为0.5s～30s。

当线材温度和热处理时间这两项中的一项或两项的数值小于上述规定的条件时，固溶不完全，会导致在后工序的时效热处理时生成的溶质原子团簇、β”相、mg2si析出物变少，从而使抗拉强度、耐冲击性、耐弯曲疲劳特性、电导率的提高幅度变小。当线材温度和热处理时间这两项中的一项或两项的数值高于上述规定的条件时，会导致晶粒粗大化，且会引起铝合金线材中的化合物相的部分熔融(共晶熔化)，从而导致抗拉强度、伸长率下降，处理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mg、si化合物或溶质原子团簇而进行的时效热处理。时效热处理在20℃～250℃的范围内的规定温度下进行加热。当时效热处理中的所述规定温度低于20℃时，溶质原子团簇的生成变慢，为了获得所需的抗拉强度和伸长率比较耗费时间，因此不利于批量生产。此外，当所述规定温度高于250℃时，除了对强度最有助益的mg2si针状析出物(β”相)之外，还会生成粗大的mg2si析出物，导致强度下降。因此，对于所述规定温度，在生成具有进一步提高伸长率的效果的溶质原子团簇时，优选设定为20℃～70℃，此外，在使β”相也同时析出，以取得抗拉强度和伸长率的均衡时，优选设定为100℃～150℃。

此外，时效热处理中的加热/保持时间的最佳时间根据温度而变化。低温下长时间、高温下短时间的加热在提高抗拉强度、伸长率方面是优选的。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，优选尽可能加快冷却速度。当然，当在制造工序上不能快速冷却时，只要时效条件能充分生成溶质原子团簇，也可以适当设定。

本实施方式的铝合金线材对线料直径没有特别限制，可根据用途适当设定，但在细线的情况下优选为在中细线的情况下优选为本实施方式的铝合金线材作为铝合金线的优点之一是能够以较细的单线的形式来使用，但也可以作为将多条单线捻合成束所得的铝合金绞线来使用，也可以在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]的各工序的铝合金线材捻合成束之后，再进行[7]固溶热处理和[8]时效热处理的工序。

此外，在本实施方式中，作为进一步追加的工序，也可以在铸造工序之后、热加工之后进行在以往方法中进行的那种均质化热处理。均质化热处理能够使添加元素均匀分散，因此，通过其后的第3热处理容易均匀地生成溶质原子团簇、β”析出相，从而能够更稳定地获得抗拉强度、伸长率的提高以及相对于抗拉强度的适度的低屈服强度值。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，以0.1℃/分钟～10℃/分钟的平均冷却速度进行慢慢冷却的方式在容易获得均匀的化合物方面是优选的。

(3)本发明的铝合金线材的组织的特征

通过上述那样的制造方法制造出的本发明的铝合金线材具有如下特征：在与线材长度方向平行的截面中，不存在面积超过20μm²的空隙，或者即使存在这样的空隙，每1000μm²中的所述空隙的存在比例也在平均为1个/1000μm²以下的范围内。若面积超过20μm²的空隙以多于1个/1000μm²的所述存在比例存在，则在振动时空隙会成为应力集中源，容易产生裂纹，此外，还会促进裂纹的传播，导致寿命下降。此外，本发明的铝合金线材优选形成如下组织：在所述截面中，将面积超过1μm²的空隙的存在比例限制在每1000μm²中为1个以下的范围。此外，本发明的铝合金线材更优选形成如下组织：在所述截面中，不存在面积超过4μm²的fe系化合物，或者即使存在这样的fe系化合物，每1000μm²中的所述fe系化合物的存在比例也在平均为1个/1000μm²以下的范围内。若面积超过4μm²的fe系化合物多于1个/1000μm²地存在，则容易在fe系化合物的周边产生空隙，存在使寿命下降的倾向。再有，本发明的铝合金线材进一步优选形成如下组织：在所述截面中，面积为0.002μm²～1μm²的fe系化合物的存在比例在平均为1个/1000μm²以上的范围内，除此之外，特别优选的是，观察在金相组织中随机选择的相邻且连续的至少1000个晶粒时，线材的直径方向上的最大尺寸为所述线材的直径的一半以上的晶粒的平均存在概率小于0.10％(更具体而言，观察1000个晶粒时，线材的直径方向上的最大尺寸为所述线材的直径的一半以上的晶粒的数量平均小于1个)。若面积为0.002μm²～1μm²的fe系化合物以1个/1000μm²以上的存在比例存在，则fe系化合物容易发挥成为晶核的效果或者填塞(pinning)粒界的效果，其结果是，难以生成不期望的粗大的晶粒。此外，当观察上述晶粒时存在具有线径的一半以上的直径的晶粒时，可以想到会使弯曲疲劳特性和抗振性显著下降，因此，优选尽可能避免生成这样的晶粒。

(4)本发明的铝合金线材的特性

对于抗振性，为了能经受发动机的振动，达到断裂为止的反复振动次数优选在200万次以上，更优选为400万次以上。

对于耐弯曲疲劳特性，为了能经受门部处的反复弯曲，达到断裂为止的反复弯曲次数优选为20万次以上，更优选为40万次以上。

对于电导率，为了防止由焦耳热导致的发热，优选为40％iacs以上，更优选为45％iacs以上。此外，电导率进一步优选为50％iacs以上，此时能够实现进一步的细径化。

对于0.2％屈服强度，为了避免使安装线束时的作业性下降，优选为250mpa以下。

本发明的铝合金线材可以作为铝合金线，或者捻合多条铝合金线所得的铝合金绞线来使用，并且，还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，除此之外，还可以作为包括包覆电线和安装在该包覆电线的去除了包覆层的端部上的端子的线束(铠装线)来使用。

实施例

(实施例、比较例)

准备使作为必须含有成分的mg、si、fe和al以及作为选择性添加成分的ti、b、cu、ag、au、mn、cr、zr、hf、v、sc、co和ni中的至少1种成分成为表1所示的化学组成(质量％)的合金原料，针对该合金原料，使用普洛佩兹式连续铸轧机，用水冷后的铸模在表2所示的条件下对熔融金属一边连续进行铸造，一边进行轧制，制成的棒材。接下来，以得到规定的加工度的方式对该棒材实施了第1拉丝加工。接下来，对实施了该第1拉丝加工后的加工件实施第1热处理(中间热处理)，然后以得到规定的加工度的方式进行了第2拉丝加工，直到达到的线径。接下来，在表2所示的条件下实施了第2热处理(固溶热处理)。第1热处理和第2热处理都在分批式热处理中在线材上卷绕热电偶而测定了线材温度。在连续通电热处理中，由于设备的原因难以在线材的温度最高的部分进行测定，因此，用光纤型放射温度计(japansensorcorporation生产)在比线材的温度最高的部分靠前的位置上测定了温度，然后考虑焦耳热和散热来计算最高到达温度。在高频加热以及连续移动热处理中，测定了热处理区间出口附近的线材温度。接下来，在表2所示的条件下实施第3热处理(时效热处理)，制造出了铝合金线。

对于制作出的各实施例和比较例的铝合金线，通过以下所示方法测定各特性。

(a)抗振性试验

使用藤井精机(现名fujii)公司生产的装置名为“弯曲疲劳试验机”的装置，假想由于发动机处的振动导致铝线受到负荷时的应变，使用可在线材外周部施加0.09％的弯曲应变的夹具，测定了抗振性能。在图4中示出了测定装置的示意图。在设线材外周部应变为0.09％时，对于的线材，弯曲夹具32和33的曲率半径为170mm。将线材31插入到形成于弯曲夹具32和33之间的1mm的间隙中，使其以沿着弯曲夹具32和33的形状反复运动。线材的一端被固定于按压夹具35，以便能够实施反复弯曲，另一端连结大约10g的砝码34而悬垂。在试验中，由于按压夹具35是运动的，所以固定于按压夹具35的线材31也运动，能够实施反复弯曲。环境温度保持在25±5℃，以每分钟往复100次的速度进行了测定。在本方法中，测定了直到铝合金线断裂为止的反复振动次数。在本实施例中，直到断裂为止的反复振动次数为200万次以上时，判断为具有充分的抗振性能，视为合格。另外，抗振性试验需要比较多的时间，因此，在反复振动次数超过200万次的情况下，在超过200万次的任意时刻终止试验。

(b)电导率(ec)

对于长度为300mm的试验片，在保持于20℃(±0.5℃)的恒温漕中，使用四端子法对各3条试样(铝合金线)测定了比电阻，算出了其平均电导率。端子间距离设定为200mm。在本实施例中，电导率以45％iacs以上为合格级别。

(c)耐弯曲疲劳特性的测定方法

为了用上述的抗振性试验所用的装置(藤井精机(现名fujii)公司生产、装置名为“弯曲疲劳试验机”)对线材外周部施加0.17％的弯曲应变，这次使用半径90mm的弯曲夹具32和33，在环境温度为25±5℃的情况下，评价了耐弯曲疲劳特性。这相当于作为耐弯曲疲劳特性的基准将应变振幅设定为±0.17％。耐弯曲疲劳特性根据应变振幅而变化。通常，存在应变振幅大则疲劳寿命短，应变振幅小则疲劳寿命长的倾向。应变振幅能够由线材的线径和弯曲夹具的曲率半径来决定，因此，可以通过任意设定线材的线径和弯曲夹具的曲率半径来实施弯曲疲劳试验。使用该装置，通过图4所示那样的方法，如上述那样使用能施加0.17％的弯曲应变的夹具实施反复弯曲，由此测定了直到断裂为止的反复弯曲次数。各测定了4条，求出反复弯曲次数的平均值。在本实施例中，直到断裂为止的反复弯曲次数为20万次以上时视为合格。

(d)空隙的测定方法

通过离子蚀刻将制作出的铝合金线材加工到能够观察到中心为止，使用扫描型电子显微镜(sem)测定了与线材长度方向平行的截面中存在的空隙的面积(μm²)和存在比例(个/1000μm²)。如下计算空隙的面积：使用(株式会社)日立sciencesystems生产的semedxtypen，在20kv的电子束加速电压下以1000倍～10000倍进行观察，根据观察到的图像，使用freesoftimajejj指定边界，计算出了面积。具体而言，在所述截面中，通过以下方法测定了面积超过1μm²或面积超过20μm²的空隙的存在比例(分散密度)。第一个点在线材的任意位置上，在所述截面的1000μm²的面积范围内进行观察。第二个点在线材沿线材长度方向距离第一个点1000mm以上的位置上，在所述截面的1000μm²的面积范围内进行观察。第三个点在线材沿线材长度方向上距离第一个点2000mm以上且距离第二个点1000mm以上的位置上，在所述截面的1000μm²的面积范围内进行观察，算出了所述截面中面积超过1μm²或者面积超过20μm²的空隙的存在比例(个/1000μm²)。

(e)fe系化合物的测定方法

通过离子蚀刻将制作出的铝合金线材加工到能够观察到中心为止，使用扫描型电子显微镜(sem)测定了与线材长度方向平行的截面中存在的fe系化合物的面积(μm²)和存在比例(个/1000μm²)。具体而言，通过以下方法测定了所述截面中存在的、面积超过4μm²或者面积为0.002μm²～1μm²的fe系化合物的存在比例。第一个点在线材的任意位置上，在所述截面的1000μm²的面积范围内进行观察。第二个点在线材沿线材长度方向距离第一个点1000mm以上的任意位置上，在所述截面的1000μm²的面积范围内进行观察。第三个点在线材沿线材长度方向上距离第一个点2000mm以上且距离第二个点1000mm以上的位置上，在所述截面的1000μm²的面积范围内进行观察，计算出了所述截面中存在的、面积超过4μm²或者面积为0.002μm²～1μm²的fe系化合物的存在比例(个/1000μm²)。

对于fe系化合物的确定，使用(株)日立sciencesystems生产的semedxtypen在20kv的电子束加速电压下进行了元素分析。

在fe的计数超过了背景的2倍时确定为fe系化合物。此外，对于fe系化合物的面积，使用上述semedxtypen以1000倍～10000倍进行观察，根据观察到的图像，使用freesoftimajejj指定边界，计算出面积。

上述测定空隙和评价fe系化合物时得到的现有铝合金线材的sem图像示于图2的(a)和(b)，此外，本实施方式的一例的铝合金线材的sem图像示于图3。对于这样的截面图像如上述那样进行了评价。

(f)晶粒尺寸测定方法

对所得的各线材以能够观察到包含其中心线且与线材长度方向(拉丝方向)平行的截面的方式进行切割，埋于树脂中，进行机械抛光、电解抛光，用200倍～400倍的光学显微镜使用偏振片进行拍摄，获得了图5所示那样的图像。在拍摄图像中，将晶粒的与线材长度方向(拉丝方向)垂直的方向的面内的长度方向最大长度(线材径方向长度)定义为晶粒的直径，观察随机选择的相邻且连续的至少1000个晶粒，确认了是否存在具有线径的一半以上的直径的晶粒。

线材的直径方向上的最大尺寸(晶粒的直径)为所述线材的直径(线径)的一半以上的晶粒的存在概率p(％)用以下的算式数值化。

p(％)＝(具有线径的一半以上的直径的晶粒的数量/所测的晶粒的数量)×100

通过上述方法综合判定线材特性的结果示于表2。另外，表2中的判定栏中所记载的“a”表示反复振动次数为400万次以上、电导率为45％iacs以上、反复弯曲次数为40万次以上以及0.2％屈服强度小于200mpa的情况，“b”表示反复振动次数为200万次以上且小于400万次、电导率为40％iacs以上、反复弯曲次数为20万次以上以及0.2％屈服强度小于200mpa的情况，而且，“c”表示属于反复振动次数小于200万次、电导率小于40％iacs、弯曲疲劳次数小于20万次以及0.2％屈服强度为250mpa以上中的至少一项的情况。

[表1]

[表2]

根据表2的结果，得到了在各铝合金线材中与空隙或fe化合物等相关的各种条件同所评价的特性的相关关系。由此可知如下内容。实施例1～9的铝合金线材均表现出高电导率、适度的低屈服强度，并且表现出了高抗振特性和高耐弯曲疲劳特性。

与此相对，在比较例1中，fe含量大于本发明的范围，因此，抗振特性和耐弯曲疲劳特性都较差，并且，0.2％屈服强度的数值也较大，电线操作性也较差。在比较例2中，fe含量小于本发明的范围，因此，存在具有线径的一半以上的直径的大晶粒，抗振特性和耐弯曲疲劳特性都较差。比较例3～5中，即将卷取前的线张力为53n～60n，均大于50n，表2所示的、面积超过20μm²的空隙的存在比例为2～3个/1000μm²，在本发明的范围外，因此，抗振特性和耐弯曲疲劳特性都较差。此外，在与专利文献1的发明例1相当的条件下进行的比较例6，即将卷取前的线张力为70n，大于50n，表2所示的、面积超过20μm²的空隙的存在比例为2个/1000μm²，在本发明的范围外，因此，抗振特性和耐弯曲疲劳特性都较差。此外，如作为现有铝合金线材的sem图像的图2的(a)和(b)以及作为本实施方式的一例的铝合金线材的sem图像的图3所示，在以现有制造方法进行了拉丝的铝合金线材中，在面积超过4μm²的粗大的fe系化合物的附近产生了空隙。另一方面，在以本发明的制造方法进行了拉丝的铝合金线材中，虽然存在fe系化合物，但不存在面积超过4μm²的粗大的fe系化合物，此外，在存在的微细的fe系化合物的附近未产生空隙，因此，通过以本发明的制造方法进行拉丝，从而抑制在微细的fe系化合物周边形成空隙。

本发明的铝合金线材以使用含有mg和si的铝合金为前提，即使在用作线料直径为0.5mm以下的细径线时，也能既确保高电导率和适度的低屈服强度，并且提高电线操作性，此外，还能同时实现高抗振特性和高耐弯曲疲劳特性。因此，作为搭载于移动体的电池线缆、线束或者电机用导线、工业用机器人的布线体是有用的。此外，本发明的铝合金线材由于耐弯曲疲劳特性高，因此，还能够使电线直径小于现有电线的直径。此外，由于能够同时实现高抗振特性和高耐弯曲疲劳特性，因此，能够以1种线材应用于各种场所，例如能够在门部、发动机部等会受到不同应变的场所使用相同的线材，在谋求零件通用化方面，作为批量生产车等的零件是极其有用的。

附图标记说明

1：线材；1’：线材；11、12、13、14：模具；20：卷取机；30：滑轮；31：线材；32、33：弯曲夹具；34：砝码；35：按压夹具。