CN107039104A

CN107039104A - 铝合金电线和线束

Info

Publication number: CN107039104A
Application number: CN201611054715.0A
Authority: CN
Inventors: 山本佑树
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2036-11-25
Also published as: JP2017095776A; CN107039104B; JP6329118B2; US20170154700A1; DE102016223430A1

Abstract

一种铝合金电线(10)，包括铝合金股线。铝合金股线(11)包含铝和锰，并且包括平均颗粒尺寸是3.1μm以下的晶粒(30)，并且包含铝和锰的金属间化合物(2)分散在铝合金股线(11)中的晶粒(30)的颗粒边界(31)上和颗粒边界(31)附近。

Description

铝合金电线和线束

技术领域

本发明涉及铝合金电线和线束，并且特别地，涉及具有改进的机械特性和导电性的铝合金电线以及包括该铝合金电线的线束。

背景技术

在最近轻量化汽车的趋势下，对于更细的铝合金电线存在增长的需求。因为在近年来，在汽车中布设铝合金电线的位置越来越多，并且因此布线占据了更多空间，所以期望更细和更轻的铝合金电线。另外，还期望铝合金电线被安装在汽车中之后的可靠性的提高。

通常地，用作这样的细电线的铝线主要是由日本工业标准(JIS)C3108规定的用于电用途的硬拉铝线。然而，与铜线相比，铝线的弯曲性极低，并且因此，难以在电线必须重复弯曲的位置使用，诸如汽车的门铰链周围。

由于该原因，传统地已经进行了通过将其它金属元素添加到铝而提高铝线的弯曲性的尝试。例如，日本专利No.4,927,366公开了一种用于汽车布线的铝导线，其包含预定量的铁、铜和镁，其余是铝和不可避免的杂质，并且具有从0.07mm到1.50mm的线径。日本专利No.4,330,005公开了一种用于汽车线束的铝导线，其包含预定量的铁、锆和铜，其余是铝和不可避免的杂质，其使用预定处理生产，并且具有从0.07mm到1.50mm的线径。

发明内容

然而，日本专利No.4,927,366和日本专利No.4,330,005二者中的电线的拉伸强度不足，并且因此，难以用作截面积小于0.75平方毫米(mm²)，诸如0.5mm²、0.35mm²或更小的电线。另外，日本专利No.4,927,366和日本专利No.4,330,005的电线不意在于高温下使用。因而，期望高温下的机械特性的提高。

鉴于传统技术中的这样的问题，已经做出了本发明，并且本发明意在提供具有提高的机械特性和减小的直径的铝合金电线以及包括该铝合金电线的线束。

根据本发明的第一方面的铝合金电线包括铝合金股线。铝合金股线包含铝和锰，并且包括平均颗粒尺寸是3.1μm以下的晶粒。包含铝和锰的金属间化合物分散在铝合金股线中的晶粒的颗粒边界上和颗粒边界附近。

根据第一方面的铝合金电线可以还包括覆盖铝合金股线的周围的绝缘体层。

根据本发明的第二方面的线束包括根据第一方面的铝合金电线。

根据本发明的第三方面的铝合金电线包括铝合金股线。该铝合金股线由包含2.2质量％至4.2质量％的量的镁、x质量％的量的锰和y质量％的量的铬的铝合金制成，其余是铝和不可避免的杂质，其中，x和y满足y≥-0.55x+0.18且y≤-0.55x+0.55。所述铝合金股线包括平均颗粒尺寸是3.1μm以下的晶粒，并且具有常温下的230MPa以上的拉伸强度，常温下的10％以上的断裂伸长以及30％IACS以上的导电率。

根据第三方面的铝合金电线可以还包括覆盖铝合金股线的周围的绝缘体层。

根据本发明的第四方面的线束包括根据第三方面的铝合金电线。

根据本发明的铝合金电线，防止晶粒在铝合金的热处理期间生长。这使得能够提高电线的机械特性，并且减小电线的直径。

附图说明

图1是示出铝合金股线中的晶体结构的一个实例的示意图；

图2是图示出由铝合金股线中的铝的添加元素产生的有益效果的示意图；

图3是示出根据本发明的实施例的铝合金电线的一个实例的示意性截面图；

图4是示出根据本发明的实施例的铝合金电线的另一个实例的示意性截面图；

图5是示出根据本发明的实施例的电缆的一个实例的示意性截面图；

图6是示出在实例的测试件中的镁含量与铬含量之间的关系的图；

图7是示出在实例的测试件No.20至24的正常温度下的镁含量与拉伸强度之间的关系的图；

图8是示出在实例的测试件No.20至24的镁含量与导电率之间的关系的图；

图9是使用透射式电子显微镜观察测试件No.14的截面的显微图；

图10是图9的透射式电子显微图的区域A的放大图；

图11是图10的透射式电子显微图的区域B的放大图；

图12是图10的透射式电子显微图的区域C的放大图；

图13是使用能量色散X射线光谱仪的图11中的点P1的分析结果的光谱；

图14是使用能量色散X射线光谱仪的图12中的点P2的分析结果的光谱；

图15A和15B示出使用透射式电子显微镜的实例的测试件No.14的截面的观察结果，图15A是示出观察结果的显微图，图15B是图示出在测试件的截面中观察的位置的截面图；以及

图16A至16E均是示出使用能量色散X射线光谱仪的图15中的区域D的元素分布(元素映射)的测量结果的显微图。

具体实施方式

使用附图，给出根据本发明的实施例的铝合金电线和线束的详细描述。注意，为了方便说明，图中的尺寸比例是夸大的，并且可能与实际比例不同。

(铝合金电线)

通常地，当加工时，金属材料的强度由于加工硬化而增加，但是延展性显著降低。具有低延展性的金属材料难以加工。从而，为了实际使用通过拉丝制造的金属细线，需要退火。退火使金属材料的可加工性恢复，但是降低了由于加工硬化实现的强化效果。这就是为什么金属材料难以具有同时高的机械强度和高的延展性。

一般地，铝在100℃至200℃开始恢复和重结晶，伴随着例如点缺陷的消灭和错位的重排。随着恢复和重结晶进行，由于加工硬化而提高的材料的强度通常减小(即，材料软化)。从而，铝不适于在100℃至200℃的温度下要求高强度的应用。

因此，为了提高铝的强度和耐热性，要求形成微结构的晶粒是微小的、并且防止相邻的晶粒由于退火引起的重结晶而结合并且变大。提高铝的强度的可能的基本手段包括使铝合金化，以得到固溶强化和沉淀强化。然而，当在高温下使用铝时，这些强化机制不能必然地有效起作用。为了确保铝的耐热性，除了基本的强化机制之外，还需要用于使基体相的晶粒热稳定的一些手段。

鉴于前述，根据该实施例的铝合金电线10通过包含作为基材的铝镁合金并且采用下列方法中的至少一种而实现了提高的机械特性。

1.如图1所示，作为二次相，使热稳定的金属间化合物2等在颗粒边界上并且在铝合金的基体相1的晶粒内沉淀为细小沉淀物。

2.如图1和2所示，将在合金的基本元素的重结晶温度附近具有小的扩散系数的添加元素3添加到铝合金的基体相1。

当采用方法1时，即，当将热稳定的金属间化合物2安置在颗粒边界和晶粒内时，金属间化合物2用作热处理期间的屏障，阻碍相邻的晶粒的生长。从而，铝合金的基体相1能够维持其细小晶粒。

与铝形成金属间化合物并且在颗粒边界和晶粒内形成细小沉淀物的添加元素的代表性实例包括锰(Mn)、锆(Zr)、钛(Ti)、铁(Fe)和镍(Ni)。如表格1所示，除了锰之外的这些元素要求固溶处理(通过热处理的强制固溶化处理)，以与铝形成金属间化合物并且形成细小沉淀物。从而，除了锰之外的任意元素的使用增加了制造步骤的数量。此外，如表格1所示，铝和铝的金属间化合物与除了锰之外的任意元素之间的电位差是0.05V以上。铝与其金属间化合物之间的电位差越大，越容易发生电化学腐蚀，这降低了铝合金的耐腐蚀性。由于锰能够在不要求固溶处理的情况下与铝形成金属间化合物，并且防止耐腐蚀性的降低，所以该实施例使用锰以实现方法1的有益效果。

表格1

而且，当采用方法2时，即，当将在重结晶温度(即250℃到300℃)附近具有小扩散系数的添加元素3添加到铝合金的基体相1时，能够使晶粒热稳定。具体地，如图2所示，当具有小扩散系数的添加元素3的原子与形成基体相1的铝原子4形成固溶体时，添加元素3的原子抑制铝原子4在重结晶温度附近的结晶重排，并从而防止晶粒由于重排而粗化。

用于抑制铝原子4的结晶重排的添加元素3优选地是在铝原子4的重结晶温度附近具有小扩散系数的元素。这样的元素的实例包括铬(Cr)、锆(Zr)、钒(V)、铌(Nb)、锡(Sn)、钴(Co)和铍(Be)。在这些元素之中，在250℃具有最小的扩散系数的元素是铬，如表格2所示。由于该原因，该实施例采用铬以实现方法2的有益效果。

表格2

	250℃下在铝中的扩散系数(m²/sec)
		铬	9.6×10^-27
锆	4.8×10^-26
		钒	3.9×10^-20
铌	9.9×10^-20
		锡	1.1×10^-19
钴	1.9×10^-19
		铍	2.7×10^-19

基于以上考虑的结果，根据该实施例的铝合金电线10具有铝合金股线11，如图3所示。为了采用方法1和2中的至少一种方法，铝合金股线11由包含2.2质量％至4.2质量％的量的镁、x质量％的量的锰和y质量％的量的铬的铝合金制成，其余是铝和不可避免的杂质。x和y满足下面的关系(1)和(2)：

y≥-0.55x+0.18，且 (1)

y≤-0.55x+0.55。 (2)

在表达式(1)和(2)中，x≥0，并且y≥0。

通过将镁(Mg)添加到作为铝合金的基材的铝基金属而制造制作铝合金股线11的铝合金。镁通过固溶强化而提高了铝的强度。从而，使用铝镁合金作为基体相1能够提高铝合金电线10的机械强度、屈服强度和高周疲劳抗性。

优选地，添加到制作铝合金股线11的铝合金中的镁的量是2.2质量％至4.2质量％。当添加的镁的量小于2.2质量％时，固溶强化可能不充分地发生，可能导致铝合金的强度降低。当添加的镁的量大于4.2质量％时，可能由于铝合金的标准电极电位的降低而发生点状腐蚀。换句话说，当添加的镁的量大于4.2质量％时，铝合金的耐腐蚀性可能降低。更优选地，添加在铝合金中的镁的量是2.4质量％至3.2质量％，以实现固溶强化效果并且同时防止导电率的降低。

镁所添加到的铝基金属不受限制，但是例如，优选地，使用具有99.7质量％以上纯度的纯铝。具体地，在由JIS H2102(用于重熔的铝锭)规定的纯铝基金属中，优选地使用纯度是等级I以上的铝基金属。更具体地，可以使用具有99.7质量％的纯度的等级I铝基金属、具有99.85质量％以上的纯度的特级II铝基金属、具有99.90质量％以上的纯度的特级I铝基金属。

在铝镁二元合金中，晶粒在退火期间迅速地增加，这导致强度的降低。从而，铝合金包含根据方法1和2中的至少一种方法的锰和铬中的至少一种，以防止晶粒在退火期间由于重结晶而结合和粗化。

如所描述地，在铝合金股线11中，表示为x质量％的锰的添加量优选地处于由表达式(1)和(2)规定的范围内。当锰的添加量处于这样的范围内时，由于在轧制和拉丝期间施加的压缩应力引起的反应加速效果而能够在铝合金中形成细小的铝锰金属间化合物，并且化合物分散在晶粒内和颗粒边界上。这样的铝锰金属间化合物的实例包括Al₁₂Mn、Al₆Mn和具有与这些等同的比例的化合物。

就这一点给出更详细的描述。如将在稍后描述地，在铝合金股线11的制造中，进行轧制和拉制。这些处理包括朝着铝合金线的轴心径向施加压力，并且然后加热线。即使在处于极大背离化学计量成分的稀释的强制固溶状态的铝锰合金中，该热处理也有助于铝合金的固溶体改变为上述金属间化合物的反应。然后，如此形成的金属间化合物分散在颗粒边界上和晶粒内，并且展现出当加热铝合金时防止晶粒生长的钉扎效果。

当以超过由表达式(1)和(2)限定的范围的上限的量过度添加锰时，金属间化合物粗化，并且金属间化合物微粒的数量将相对于颗粒边界小。结果，不能充分地展现出钉扎效果。金属间化合物的粗化还可能降低铝合金股线11的延展性。从而，鉴于产生用于展现出钉扎效果的充足量的金属间化合物，铝合金股线11中的锰含量优选地是0.18质量％以上。而且，鉴于防止金属间化合物的粗化并且引申开来降低铝合金股线11的延展性，铝合金股线11中的锰含量优选地是0.8质量％以下。

由y质量％表示的铝合金股线11中的铬的添加量优选地处于有表达式(1)和(2)限定的范围内。当铬的添加量处于该范围内时，铬原子在基体相的铝合金中形成固溶体，并从而防止晶粒在铝合金的热处理期间粗化。当以超过由表达式(1)和(2)限定的范围的上限过度添加铬时，铬和铝形成金属间化合物，这可能降低铝合金股线11的延展性。从而，鉴于有效地防止铝合金的晶粒的粗化，铝合金股线11中的铬含量优选地是0.05质量％以上，并且鉴于防止铝合金股线11的延展性降低，优选地是0.25质量％以下。

还优选地，铝合金股线11中的锰的添加量是0.55质量％以下。还优选地，铝合金股线11中的铬的添加量是0.4质量％以下。将锰和铬的添加量设定在这些范围内使得容易得到30％IACS以上的导电率，并且因此，实现导电率的提高。

优选地，铝合金股线11中的晶粒的平均颗粒尺寸是3.1μm以下。具体地，在图1所示的金相结构中，由金属间化合物2围绕的晶粒的平均颗粒尺寸优选是3.1μm以下。当平均颗粒尺寸处于该范围内时，股线能够进一步提高高周疲劳抗性和抗振性。铝合金股线11中的晶粒的平均颗粒尺寸优选地是2μm以下，并且更加优选地是1.5μm以下。能够使用由JISH0501规定的切割法(用于评估熟铜和铜合金的平均颗粒尺寸的方法，ISO 2624)测量晶粒的平均颗粒尺寸。

优选地，在根据该实施例的铝合金股线11中，作为铬的添加元素3的原子分散在铝合金的基体相1中，如图1所示。还优选地，铬原子分散在其内的基体相1中的各个晶粒由作为二次相的金属间化合物2整体围绕。从而，通过方法1和2的有益效果，防止晶粒生长，并且即使在高温下也维持细小晶粒。然而，需要注意的是：在该实施例中，晶粒不需要由金属间化合物2整体围绕，并且金属间化合物2仅需要至少存在于晶粒的颗粒边界上。在该情况下也通过方法1的有益效果实现了颗粒生长的防止。

如述，当仅采用方法1时，根据该实施例的铝合金股线11仍然能够利用金属间化合物2防止相邻晶粒的生长。作为可能的结构，铝合金股线11可以包含形成分散在铝合金股线11中的晶粒的颗粒边界上和颗粒边界附近的金属间化合物2的铝和锰。利用这样的结构，金属间化合物2置于相邻的晶粒之间，并且用作屏障以防止晶粒在铝合金的热处理期间生长。从而，铝合金的基体相1能够维持细小晶粒。

可能包含于在该实施例中使用的铝合金中的不可避免的杂质的实例包括锌(Zn)、镍(Ni)、锡(Sn)、钒(V)、镓(Ga)、硼(B)和钠(Na)。这些杂质以不妨碍本发明要实现的有益效果、并且特别地不影响铝合金的特性的量不可避免地包含在铝合金中。不可避免的杂质还包括本来就包含在使用的纯铝基金属中的元素。

该实施例的铝合金电线10的导体可以是由单个铝合金股线11形成的单线，或者是通过绞合在一起的多个铝合金股线11形成的绞合线。该绞合线可以是股线同心地绞合在中心的单个或多个股线周围的同心绞合线、在同一方向上共同绞合多个股线的组装股线和同心地绞合多个组装线的复合股线中的任一种。

如图3所示，根据该实施例的铝合金电线10可以由作为裸线的铝合金股线11形成。可选择地，如图4所示，该实施例的铝合金电线10可以包括铝合金股线11和作为被覆铝合金股线11的周围的被覆材料的绝缘体层12。

只要绝缘体层12能够确保铝合金电线10的电绝缘，则被覆铝合金电线10的外周的绝缘体层12的材料和厚度不受限制。能够用于绝缘体层12的树脂材料的实例包括氯乙烯、耐热氯乙烯、交联氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、发泡聚乙烯、交联发泡聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尼龙)、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯、全氟烷氧基烷烃、天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、以及硅橡胶。这些材料中的任意材料可以单独使用或与这些材料中的一个或多个材料组合使用。

优选地，该实施例的铝合金电线10中的铝合金股线11在正常温度(5℃至35℃)下具有230MPa以上的拉伸强度和10％以上的断裂伸长，并且还具有30％IACS以上的导电率。当铝合金股线11的拉伸强度和断裂伸长是这样的值时，铝合金股线11的机械强度提高，使得铝合金股线11难以在安装于车辆期间和之后损坏。从而，铝合金电线10能够用在该铝合金电线10重复弯曲的位置，诸如汽车的门铰链附近，或者经受振动的位置，诸如发动机室。而且，当铝合金股线11的导电率是30％IACS以上时，铝合金电线10能够用作汽车的电线。能够根据JIS Z2241(室温下的金属材料的拉伸测量方法)来测量正常温度下的拉伸强度和断裂伸长。能够根据JIS H0505(有色金属材料的电阻率和导电率的测量方法)来测量导电率。

优选地，该实施例的铝合金电线10的铝合金股线11在120℃具有180MPa以上的拉伸强度。当高温下的铝合金股线11的拉伸强度是这样的值时，铝合金电线10能够有利地用于汽车中的经受高温和振动的位置。能够根据JIS G0567(钢铁和耐热合金的高温拉伸试验的方法)来测量高温下的拉伸强度。

该实施例的铝合金电线10中的铝合金股线11的最终线径不受限制，但是由于根据该实施例的铝合金股线11在例如拉伸强度和延伸率方面具有良好的机械特性，并且使得小直径可能，所以最终线径能够是例如0.1mm至1.0mm。

如上所述，该实施例的铝合金电线10具有铝合金股线11。铝合金股线11包含铝和锰，并且包括平均颗粒尺寸是3.1μm以下的晶粒。由铝和锰形成的金属间化合物分散在铝合金股线11中的晶粒的颗粒边界上和颗粒边界附近。

该实施例的铝合金电线10具有铝合金股线11。铝合金股线11由包含2.2质量％至4.2质量％的量的镁、x质量％的量的锰和y质量％的量的铬的铝合金制成，其余是铝和不可避免的杂质。x和y满足下面的关系(1)和(2)：

y≥-0.55x+0.18，且 (1)

y≤-0.55x+0.55。 (2)

铝合金股线11包括平均颗粒尺寸是3.1μm以下的晶粒。铝合金股线11在常温下具有230MPa以上的拉伸强度和10％以上的断裂伸长，并且还具有30％IACS以上的导电率。

这样的铝合金电线具有高的机械特性，并且因此，能够应用于截面积小于0.75mm²的电线。具体地，该实施例的铝合金电线能够应用于具有例如0.5mm²、0.35mm²或更小的截面积的电线。而且，在具有高周疲劳抗性、高温下的强度和高温蠕变抗性的情况下，该铝合金电线能够有利地用于汽车中的经受高温和振动的位置。

(铝合金股线的制造方法)

接着，将给出在根据该实施例的铝合金电线中使用的铝合金股线的制造方法的描述。首先，通过诸如连续浇铸和轧制这样的处理将铝合金浇铸并且形成为具有预定直径的线杆。线杆的直径不受限制，并且可以是任意直径，诸如φ3mm或φ8mm。可以通过将预定量的镁、锰和铬添加到上述铝基金属，并且使用常规方法浇铸而制备铝合金。

线杆经受中间退火，以消除由于加工硬化而引起的内部应力并且软化金属结构，从而提高用于拉丝的线杆的可加工性。可以使用罩式退火炉进行退火。退火温度优选地从200℃至400℃，并且更加优选地从250℃至350℃。优选的退火时间是一个小时以上。只要退火温度处于上述范围内，即使线杆更长时间地退火，线杆的特性也不受到不利影响。退火之后的冷却条件不受限制。

可以采用连续退火作为中间退火。例如，可以通过将线杆以预定速度运送通过熔炉并且在预定区段加热而使线杆退火。例如，高频熔炉可以用于该加热。

上述轧制将压缩应力施加于线杆。当对具有压缩应力的线杆进行中间退火时，在线杆中产生铝和锰的固溶体变为铝锰金属间化合物(Al₁₂Mn、Al₆Mn和具有等同于这些的比例的化合物)的反应。结果，如此形成的细小的金属间化合物分散在颗粒边界上和晶粒内。金属间化合物展现出钉扎效果，并且在稍后描述的最终热处理期间防止晶粒的生长。

在中间退火之后，线杆经受拉丝。具体地，线杆通过模具被拉制，并且形成为股线。能够在从例如φ0.1mm至φ1.0mm的范围内适当地调节股线的直径。根据铝合金的强度、得到的加工硬化程度、模具的形状和使用的润滑剂的润滑性来确定拉丝的条件。

在拉丝之后，对股线进行最终热处理，以控制晶体结构并且消除由于加工硬化而引起的内部应力。需要根据股线的直径和股线的金属成分调整最终热处理的条件，但是优选地，在从250℃至350℃的温度下进行一个小时的最终热处理。可以对最终热处理采用连续退火。例如，股线可以通过以预定速度运送通过熔炉并且在预定区段加热而经历最终热处理。例如，高频熔炉可以用于该加热。在最终热处理的情况下，得到该实施例的铝合金股线。

(电缆)

接着，将给出根据该实施例的电缆的描述。如图5所示，根据该实施例的电缆20包括：铝合金电线10的捆束(10a、10b和10c)，以及作为被覆铝合金电线10的捆束的周围的被覆材料的被覆部21。被覆部21的材料不受限制，并且可以使用关于绝缘体层12描述的任意材料。所描述的铝合金电线10和电缆20优选地用于要求具有高强度、耐久性和导电率的汽车的线束中。

实例

下面将使用实例更加详细地描述本发明，但是本发明不限于这些实例。

(测试件的制造)

通过将预定量的镁、锰和铬添加到具有99.70％的纯度的铝基金属(JIS H2102中的Al99.7)而制备具有如表格3所示的成分的铝合金。使用传统的方法熔化和浇铸各个合金，从而得到直径是25mm并且长度是200mm的铸件。

轧制如此得到的铸件，并且使其经受将铸件在350℃下加热一个小时的中间退火。中间退火之后的铸件接下来被使用连续的拉制机拉制，并且形成为具有φ0.32mm的最终线径的线材。然后使该线材在表格3所示的相应温度下经受一个小时的最终热处理。从而，得到各个铝合金细线(测试件)No.1至No.19。图6的图示出各个测试件No.1至No.19中的锰含量与铬含量之间的关系。

另外，通过将预定量的镁、锰和铬添加到具有99.70％的纯度的铝基金属(JISH2102中的Al99.7)而制备具有如表格4所示的成分的铝合金。使用传统的方法熔化和浇铸各个合金，从而得到直径是25mm并且长度是200mm的铸件。

轧制如此得到的铸件，并且使其经受将铸件在275℃下加热一个小时的中间退火。中间退火之后的铸件接下来被使用连续的拉丝机拉制，并且形成为具有φ0.32mm的最终线径的线材。然后使该线材在表格4所示的温度下经受一个小时的最终热处理。从而，得到各个铝合金细线(测试件)No.20至No.24。

(关于机械特性和导电率的评估)

测量得到的铝合金细线在常温下的拉伸强度、高温(120℃)下的拉伸强度、常温下的0.2％补偿屈服强度、高温(120℃)下的0.2％补偿屈服强度、常温下的断裂伸长、以及高温(120℃)下的断裂伸长。根据JIS Z2241测量常温下的拉伸强度、0.2％补偿屈服强度和断裂伸长，并且根据JIS G0567测量高温下的拉伸强度、0.2％补偿屈服强度和断裂伸长。还根据JIS H0505测量得到的铝合金细线的导电率。而且，根据在JIS H0501中限定的切割法测量各个得到的铝合金细线中的晶粒的平均颗粒尺寸。表格3和4示出所有这些测量的结果。作为参考，表格3还是示出退火铜线的在常温和高温下的拉伸强度、常温和高温下的0.2％补偿屈服强度、以及常温和高温下的断裂伸长的测量结果。

当铝合金细线具有230MPa以上的拉伸强度、10％以上的断裂伸长和30％IACS以上的导电率时，表格3和4中的“评估”栏示出圆(○)，并且当铝合金细线具有低于230MPa的拉伸强度、低于10％的断裂伸长、和低于30％IACS以上的导电率的任意一项时，示出十字标记(×)。

表格3

表格4

如表格3所展示地，根据实例的测试件No.3、4以及7至18示出常温下的全部的拉伸强度、断裂伸长和导电率的有利值。相比之下，包含太少锰和铬的测试件No.1、2、5和6示出不充分的拉伸强度。包含太多锰和铬的测试件No.19示出不良的导电率。在既不包含锰也不包含铬的测试件No.1中的晶粒的平均颗粒尺寸大于10μm，但是在根据实例的测试件No.3、7、9和12中是3.1μm以下。

上述结果展示出：当铝合金电线包含满足表达式(1)和(2)的关系的量的锰和铬时，铝合金电线能够具有细小晶粒、高的诸如拉伸强度和断裂伸长的机械特性、以及高的导电率。而且，根据实例的测试件在120℃具有200MPa以上的拉伸强度，这表示良好的耐热性。

如表格4所展示地，根据实例的测试件No.20至24示出常温下的全部的拉伸强度、断裂伸长和导电率的有利值。

图7示出测试件No.20至24的在常温下的镁含量与拉伸强度之间的关系。如图7利用通过最小二乘法得到的大致直线所展示地，当镁含量是2.2质量％以上时，拉伸强度是230MPa以上。

图8示出测试件No.20至24的镁含量与导电率之间的关系。如图8利用通过最小二乘法得到的大致直线所展示地，当镁含量是4.2质量％以上时，导电率是30％IACS以上。

如图7和8所展示地，当包含满足表达式(1)和(2)的关系的量的锰、并且包含从2.2质量％至4.2质量％以上的镁时，铝合金电线能够具有高的机械特性，诸如拉伸强度和断裂伸长，以及高的导电率。注意，当包含从2.4质量％到3.2质量％的量的镁时，铝合金股线能够具有常温下的250MPa以上的拉伸强度和32％IACS以上的导电率。

(显微观察)

使用透射式电子显微镜(TEM-EDX)观察测试件No.14的区段。图9示出测试件No.14的区段的透射式电子显微图，并且图10是图9中的透射式电子显微图的区域A的放大图。图11是图10中的透射式电子显微图的区域B的放大图，并且图12是图10中的透射式电子显微图的区域C的放大图。

如图9所示，测试件No.14包含挤在一起的多个晶粒30。如图10所示，沉淀物32分散在晶粒30的颗粒边界31上和颗粒边界31附近。

使用能量色散X射线光谱仪(EDX)分析图11中的点P1和图12中的点P2。图13是示出点P1的分析结果的光谱，并且图14是示出点P2的分析结果的光谱。如图13和14所展示地，各个点P1和P2的沉淀物32主要包括铝，并且还包括锰、镁和铬。

图15A示出使用透射式电子显微镜(TEM-EDX)的测试件No.14的区段的观察结果。具体地，图15A是从测试件的外周的大致35μm深的区域的观察结果，如图15B所示。图15A展示出沿着晶粒30的颗粒边界31存在纳米沉淀物32。

图16A至16E示出通过EDX得到的图15中的区域D的元素分布(元素映射)的测量结果。图16A是扫描透射式电子显微图(STEM)。图16B示出镁的元素映射，图16C示出铝的元素映射，图16D示出铬的元素映射，并且图16E示出锰的元素映射。图16A、16D和16E展示出沉淀物的STEM中的衬度清楚地对应于铬的元素衬度和锰的元素衬度。

图16B展示出对于镁，在晶粒(基体相)与沉淀物之间不存在衬度，这表示在晶粒(基体相)与沉淀物之间的镁含量不存在差异。图16C展示出在沉淀物中包括的铝比晶粒中的少。图16D展示出铬形成晶粒中的固溶体(母相)，并且还包含在沉淀物中。图16E展示出锰大量地包含在沉淀物中，并且是沉淀物中的添加剂物的主要成分。从以上结果判断，沉淀物是铝-锰-铬化合物，并且该化合物展现出防止晶粒的生长的钉扎效果。另外，通过在铝合金的基体相中形成固溶体，铬阻碍铝原子的结晶重排，从而防止晶粒的粗化。

以上已经使用实例描述了本发明，但是本发明不限于这些实例，并且能够在不背离本发明的主旨的情况下进行各种修改。

Claims

1.一种包括铝合金股线的铝合金电线，其中

所述铝合金股线包含铝和锰，并且包括平均颗粒尺寸是3.1μm以下的晶粒，并且

包含铝和锰的金属间化合物分散在所述铝合金股线中的所述晶粒的颗粒边界上和颗粒边界附近。

2.根据权利要求1所述的铝合金电线，还包括覆盖所述铝合金股线的周围的绝缘体层。

3.一种线束，包括根据权利要求1或2的铝合金电线。

4.一种包括铝合金股线的铝合金电线，其中

所述铝合金股线由铝合金制成，该铝合金包含：

2.2质量％至4.2质量％的量的镁；

x质量％的量的锰；和

y质量％的量的铬，其余是铝和不可避免的杂质，

x和y满足y≥-0.55x+0.18且y≤-0.55x+0.55，并且

所述铝合金股线包括平均颗粒尺寸是3.1μm以下的晶粒，并且具有常温下的230MPa以上的拉伸强度，常温下的10％以上的断裂伸长，以及30％IACS以上的导电率。

5.根据权利要求4所述的铝合金电线，还包括覆盖所述铝合金股线的周围的绝缘体层。

6.一种线束，其包括根据权利要求4或5所述的铝合金电线。