[发明专利]铝合金材料及使用其的导电构件、电池用构件、紧固部件、弹簧用部件、结构用部件、橡胶绝缘电缆

说明书

本发明提供能够成为铁系、铜系的金属材料的替代的、耐力高且即使为细径也具有一定的断裂伸长率的铝合金材料。本发明的铝合金材料的特征在于，具有下述合金组成：含有Mg：0.20～1.80质量％、Si：0.20～2.00质量％及Fe：0.01～1.50质量％，余量由Al及不可避免的杂质构成，所述铝合金材料具有多个晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与一个方向平行的截面中，多个晶粒的与长度方向垂直的方向上的最大尺寸的平均值为400nm以下，并且，沿厚度方向观看截面，在位于中央部的10000μm²的观察区域中，不存在与长度方向垂直的方向上的最大尺寸为1.0μm以上的特定空隙，或者特定空隙的存在个数为15个以下。

技术领域

本发明涉及铝合金材料，尤其涉及高强度和加工性优异的铝合金材料。这样的铝合金材料可用于广泛的用途(例如，导电构件、电池用构件、紧固部件、弹簧用部件、结构用部件、橡胶绝缘电缆等)。

背景技术

近年来，开发了利用加捻、针织、机织、系结、接合、连接等方法而将金属制的细线造型成三维结构物的技术。对于这样的方法而言，例如，已作为钢丝绕织蜂窝材料(Wire-Woven Cellular Materials)进行了研究，在电池用的部件、散热器、冲击吸收构件等中的应用受到期待。

另外，作为上述这样的金属制的细线，广泛使用了铁系、铜系的线材，但最近，正在研究向铝系材料的替换，所述铝系材料与铁系、铜系的金属材料相比，比重小，而且热膨胀系数大，此外，电气和热的传导性也比较良好，耐腐蚀性优异，尤其是弹性模量小，柔和地进行弹性变形。

但是，纯铝材料存在耐力(其是指向材料负载应力时开始塑性变形的应力，也称为屈服应力。)比铁系、铜系的金属材料低这样的问题。即使在铝合金中，2000系(Al-Cu系)、7000系(Al-Zn-Mg系)虽然耐力较高，但耐腐蚀性、耐应力腐蚀开裂性、加工性等也不充分。

因此，最近，含有Mg和Si、电气和热的传导性及耐腐蚀性优异的6000系(Al-Mg-Si系)的铝合金材料被广泛使用。但是，这样的6000系的铝合金材料的耐力不充分，因此期望进一步的高强度化。

作为这样的铝合金材料的高强度化的方法，已知：基于具备非晶质相的铝合金原材料的结晶化的方法(专利文献1)；基于ECAP法的微细晶粒形成方法(专利文献2)；基于在室温以下的温度实施冷加工的微细晶粒形成方法(专利文献3)；使碳纳米纤维分散的方法(专利文献4)；等等。但是，就这些方法而言，所制造的铝合金材料的尺寸均小，难以实现工业实用化。

另外，专利文献5中公开了通过控制轧制温度而得到具有微细组织的Al-Mg系合金的方法。该方法虽然工业量产性优异，但得到的Al-Mg系合金的进一步高强度化成为课题。

另外，通常，材料的截面积小时，材料的断裂伸长率降低。作为一例，对软铜线的断裂伸长率进行说明。软铜线的屈服强度与线径无关，大致恒定。软铜线是所有金属材料中断裂伸长率最高的材质之一。下述表1中示出引用自ASTM International B3-13“StandardSpecification for Soft or Annealed Copper Wire”的、软铜线的线径与断裂伸长率的下限值的关系。

[表1]

由该表1可知，线径为8.252mm以上时，断裂伸长率的规定值为35％，较高，与此相对，线径为2.906mm以上且7.348mm以下时，断裂伸长率的规定值为30％，线径为0.574mm以上且2.588mm以下时，断裂伸长率的规定值为25％，线径为0.287mm以上且0.511mm以下时，断裂伸长率的规定值为20％，线径为0.079mm以上且0.254mm以下时，断裂伸长率的规定值为15％，即，线径越细则断裂伸长率的规定值越小。特别是就1mm以下的线径而言，与细径化相伴的断裂伸长率的降低显著。因此，对于例如1mm以下这样的细的线径而言，尤其要求提高断裂伸长率。