(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2014057738
(43)【国際公開日】20140417
【発行日】20160905
(54)【発明の名称】バスバー用板状導電体及びそれよりなるバスバー
(51)【国際特許分類】
   C22C 21/00 20060101AFI20160808BHJP
   C22F 1/04 20060101ALI20160808BHJP
   H01B 5/02 20060101ALI20160808BHJP
   H01B 1/02 20060101ALI20160808BHJP
   H01B 5/00 20060101ALI20160808BHJP
   C22F 1/00 20060101ALN20160808BHJP
【FI】
   !C22C21/00 A
   !C22F1/04 F
   !H01B5/02 Z
   !H01B1/02 B
   !H01B5/00 Z
   !C22F1/00 623
   !C22F1/00 630A
   !C22F1/00 630K
   !C22F1/00 661A
   !C22F1/00 682
   !C22F1/00 683
   !C22F1/00 691B
   !C22F1/00 691C
   !C22F1/00 694B
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】14
【出願番号】2013553680
(21)【国際出願番号】JP2013073098
(22)【国際出願日】20130829
(11)【特許番号】5558639
(45)【特許公報発行日】20140723
(31)【優先権主張番号】2012225756
(32)【優先日】20121011
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ
(71)【出願人】
【識別番号】000107538
【氏名又は名称】株式会社UACJ
【住所又は居所】東京都千代田区大手町一丁目7番2号
(74)【代理人】
【識別番号】100078190
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 三千雄
(74)【代理人】
【識別番号】100115174
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 正博
(72)【発明者】
【氏名】中西 英貴
【住所又は居所】東京都千代田区大手町一丁目7番2号 株式会社UACJ内
(72)【発明者】
【氏名】浅野 峰生
【住所又は居所】東京都千代田区大手町一丁目7番2号 株式会社UACJ内
(72)【発明者】
【氏名】田中 宏樹
【住所又は居所】東京都千代田区大手町一丁目7番2号 株式会社UACJ内
【テーマコード(参考)】
5G301
5G307
【Fターム(参考)】
5G301AA03
5G301AA08
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5G301AD10
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(57)【要約】
導電性及び強度に優れ、且つ曲げ加工性にも優れたバスバー用板状導電体並びにそのような導電体からなるバスバーを提供する。
バスバー用板状導電体を、Fe:0.05〜2.0質量%、Si:0.05〜0.6質量%及びCu:0.01〜0.35質量%を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなるAl合金を熱間圧延して得られた、板厚(T)が0.5〜12mmのAl合金板を用いて、室温下における圧延のままでの導電率が55〜60%IACS、引張強さが170MPa以上、耐力が155MPa以上であり、且つ板厚(T)を内側曲げ半径とする90°曲げにより割れが発生しない特性を有すると共に、140〜160℃の温度での1000時間以内の保持時間による熱処理後の、室温下における導電率が55〜60%IACS、引張強さが160MPa以上、耐力が145MPa以上である特性を有するように構成した。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Fe:0.05〜2.0質量%、Si:0.05〜0.6質量%及びCu:0.01〜0.35質量%を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなるAl合金を用いて、圧延のままでの室温下における導電率が55〜60%IACSとなるように熱間圧延して得られた、板厚(T)が0.5〜12mmのAl合金板からなり、圧延のままでの室温下における引張強さが170MPa以上、耐力が155MPa以上であり、且つ前記板厚(T)を内側曲げ半径とする90°曲げにより割れが発生しない特性を有すると共に、140〜160℃の温度での1000時間以内の保持時間による熱処理後の、室温下における導電率が55〜60%IACS、引張強さが160MPa以上、耐力が145MPa以上である特性を有していることを特徴とするバスバー用板状導電体。
【請求項2】
前記Al合金中のFe含有量が、0.1〜1.6質量%である請求項1に記載のバスバー用板状導電体。
【請求項3】
前記Al合金中のSi含有量が、0.05〜0.5質量%である請求項1又は請求項2に記載のバスバー用板状導電体。
【請求項4】
前記Al合金中のCu含有量が、0.05〜0.30質量%である請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のバスバー用板状導電体。
【請求項5】
前記Al合金中の不可避的不純物の合計含有量が、0.15質量%以下である請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のバスバー用板状導電体。
【請求項6】
前記Al合金板が、0.5〜8mmの板厚を有している請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載のバスバー用板状導電体。
【請求項7】
請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の板状導電体からなることを特徴とするバスバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バスバー用板状導電体及びそれよりなるバスバーに係り、特に、優れた導電性を有すると共に、強度及び曲げ特性にも優れたバスバー用板状導電体及びそのような導電体からなるバスバー(bus bar)に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、新幹線、リニアモーターカー、ハイブリッド自動車等のパワーコントロールユニット(PCU)に採用されているバスバー用の導電体には、優れた導電性を有する無酸素銅、タフピッチ銅、リン脱酸銅等の純銅板が用いられ、また強度が必要な場合には、導電性の高い銅合金板に電解Niめっきを施したものが用いられてきている。しかし、銅や銅合金は、近年における資源高騰の波を受けて、その価格が上昇してきており、また重量が大きなものであるところから、燃費向上のための軽量化が求められている自動車用部材等としては好ましくなく、それに代わる、軽量な、そして安価な導電材料が切望されている。また、Niめっきは、コストが高いという問題も内在するものであった。
【0003】
そこで、そのようなバスバー用導電体の材料として、安価で、軽量化が望めるアルミニウム(Al)が注目され、工業純度のAlの中でも、導電性に優れた純Alとして、特開2011−19385号公報等においては、JIS規格のA1060材料が、導電率で61%IACSを得ることが出来るところから、特に有効とされて用いられており、また、強度を必要とするときには、Al合金であるJIS規格又はISO規格のA6061の如き6000系材料が用いられることも、上記の特開2011−19385号公報の他、特開2009−238831号公報等に明らかにされている。
【0004】
ところで、最近になって、そのようなバスバーは、それが配設される周囲の環境に対応させるべく複雑な形状に成形され得るものであることが要請されており、そのために、導電性に加えて高い強度を有していると共に、曲げ加工性にも優れていることが要求されるようになってきている。しかしながら、従来から提案の純Al又はAl合金からなるバスバー用導電体にあっては、導電性や曲げ加工性をある程度満足させるものであっても、強度が充分でない問題があり、また、導電性や強度をある程度満足させ得るものにあっては、曲げ加工性が充分でない等の問題を有しており、それら導電性、強度及び曲げ加工性の何れをも満足させ得るものではなかったのである。それは、高い導電率を得たり、また高い曲げ加工性を実現するには、Al又はAl合金中の固溶成分を可及的に析出させることが望ましい一方、高い強度を得るには、Al又はAl合金中の固溶成分を可及的に析出させることなく固溶体効果を発揮させることが望ましい、という相反する要求があるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2011−19385号公報
【特許文献2】特開2009−238831号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、導電性及び強度に優れ、且つ曲げ加工性にも優れたバスバー用板状導電体並びにそのような導電体からなるバスバーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
そして、本発明にあっては、上記した課題を解決するために、Fe:0.05〜2.0質量%、Si:0.05〜0.6質量%及びCu:0.01〜0.35質量%を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなるAl合金を用いて、室温下における、圧延のままでの導電率が55〜60%IACSとなるように熱間圧延して得られた、板厚(T)が0.5〜12mmのAl合金板からなり、室温下における、圧延のままでの引張強さが170MPa以上、耐力が155MPa以上であり、且つ前記板厚(T)を内側曲げ半径とする90°曲げにより割れが発生しない特性を有すると共に、140〜160℃の温度での1000時間以内の保持時間による熱処理後の、室温下における導電率が55〜60%IACS、引張強さが160MPa以上、耐力が145MPa以上である特性を有していることを特徴とするバスバー用板状導電体を、その要旨とするものである。
【0008】
なお、そのような本発明に従うバスバー用板状導電体の望ましい態様の一つによれば、前記Al合金中のFe含有量は、0.1〜1.6質量%とされ、別の望ましい態様の一つによれば、前記Al合金中のSi含有量は、0.05〜0.5質量%とされ、更に別の望ましい態様の一つによれば、前記Al合金中のCu含有量は、0.05〜0.30質量%とされることとなる。
【0009】
また、かかる本発明の好ましい態様の一つによれば、前記Al合金中の不可避的不純物の合計含有量は、0.15質量%以下とされることとなる。
【0010】
さらに、本発明の別の好ましい態様の一つにあっては、前記Al合金板は、0.5〜8mmの板厚を有している。
【0011】
更にまた、本発明にあっては、上記した板状導電体からなることを特徴とするバスバーをも、その対象とするものである。
【発明の効果】
【0012】
このように、本発明に従うバスバー用の板状導電体にあっては、Fe、Si及びCuの特定量を含有するAl合金を用いて、室温下における、圧延のままでの導電率が55〜60%IACSとなるように熱間圧延して、所定厚さのAl合金板として、形成されることによって、固溶成分の析出状態と固溶状態のバランスを図り、以て、室温下における、圧延のままでの引張強さ及び耐力が高く、また板厚Tにおける内側曲げ半径Tでの90°曲げによっても、割れが発生しない優れた特性が、有利に実現されると共に、バスバーとして継続使用した場合におけるジュール熱による発熱作用を受けても、優れた導電率、引張強さ及び耐力を有する特性が有利に確保され得ているのであり、これによって、導電性、強度及び曲げ加工性の何れにも優れた板状導電体と、それからなるバスバーが実現され得たのである。
【0013】
しかも、かかる本発明に従うバスバー用板状導電体は、基本的にAl合金からなるものであるところから、従来の銅材質のバスバー用材料に比べて、軽量であり、また安価なものとなっていることは勿論である。
【0014】
また、本発明に従うバスバー用板状導電体においては、その製造に際し、特定のAl合金からなる鋳塊の熱間圧延が、所定の条件下において進行せしめられることによって、Al合金中における固溶成分の析出状態と固溶状態とがバランスよく実現され得ることとなるのであり、これによって、得られるバスバー用板状導電体に、上述の如き優れた特性が効果的に付与せしめられ得るのである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
ところで、本発明の対象とするバスバー用板状導電体は、Fe(鉄)の0.05〜2.0質量%と、Si(ケイ素)の0.05〜0.6質量%と、Cu(銅)の0.01〜0.35質量%とを含有し、残部がAl(アルミニウム)及び不可避的不純物からなるAl合金を用いて得られる、板厚(T)が0.5〜12mmのAl合金板からなるものである。
【0016】
そして、そのようなAl合金板を与えるAl合金中の必須成分であるFeは、強度を高め、且つ結晶粒を微細化するよう機能する元素であって、その含有量が0.05%(質量基準、以下同じ)未満の場合にあっては、強度を高める効果が得られず、また2.0%を超える場合には、Al−Fe−Si系やAl−Fe系の晶出物や析出物を形成し、曲げ加工性を低下させる等の問題を惹起する。このため、Feの含有量は、0.05〜2.0%、好ましくは0.1〜1.6%とする必要があるのである。
【0017】
また、Siは、上記のFeと同様に、強度を高め、結晶粒を微細化するよう機能する元素であって、その含有量が0.05%未満となると、その強度を高める効果が得られ難くなる。また、0.6%を超えるような含有量となると、Al−Fe−Si系の晶出物やSiの析出物を形成し、曲げ加工性が低下する等の問題を惹起する。従って、Siの含有量としては、0.05〜0.6%、好ましくは0.05〜0.5%の範囲内とされることとなる。
【0018】
さらに、Cuも、強度を高めると共に、バスバーとして用いられた際における、ジュール熱による高温の熱履歴を受けた後の強度低下を抑制するよう機能する元素であって、その含有量が0.01%未満となると、強度を高める充分な効果が得られず、高温の熱履歴を受けた後の強度低下を抑制することが困難となる等の問題を惹起する。一方、その含有量が0.35%を超えるようになると、導電率が低下するようになると共に、曲げ加工中にせん断帯を形成し易くなり、曲げ加工性が低下する等の問題を惹起する。従って、かかるCuの含有量としては、0.01〜0.35%、好ましくは0.05〜0.30%の範囲内とされる必要がある。
【0019】
そして、本発明に従うAl合金は、上記したFe、Si及びCuの規定量を含有すると共に、残部がAl及び不可避的不純物からなるものである。なお、不可避的不純物としては、Mn、Mg、Cr、Zn、Ni、Ga、V、Ti等の公知の元素であって、それらは可及的に低減された含有量となるように調整される。一般に、それら元素の個々の含有量は0.05%以下とすることが望ましく、またそれら元素からなる不可避的不純物の合計含有量は、一般に0.15%以下、好ましくは0.10%以下となるように、調整されることが望ましい。
【0020】
本発明に従うバスバー用板状導電体は、上記したAl合金を用いて、熱間圧延により、板厚(T)が0.5〜12mmのAl合金板として得られるものであって、その際の熱間圧延操作は、室温下における、圧延のままでの導電率が55〜60%IACSとなるように実施されることとなる。このような導電率を与えるように熱間圧延を行なうことにより、Al合金中の固溶成分の析出状態と固溶状態のバランスが効果的に図られ得て、優れた特性が実現されることとなるのである。なお、かかる導電率が55%IACSよりも低くなると、充分な通電性が得られず、バスバーとしての機能を果たし難くなると共に、曲げ加工性も充分でなくなる等の問題を惹起する。また、かかる導電率が60%IACSを超えるようになると、導電性や曲げ加工性は良好であるものの、強度等の特性が悪化するようになるのである。ここで、導電率は、20℃におけるIACS(International Annealed Copper Standard)値で示され、具体的には、焼鈍した軟銅の固有抵抗が1.7241μΩcmであるとき、それを標準として100%IACSと定め、そして、それと比較して、百分率(%IACS)にて表示されるものである。
【0021】
また、そのようにして得られるAl合金板の板厚(T)は、バスバーに必要な通電性とその重量に影響を及ぼすものであるところから、0.5〜12mm、好ましくは0.5〜8mmの範囲内の厚さとされることとなる。なお、その板厚Tが0.5mm未満となると、単位幅当たりの断面積が小さくなるために、通電性が悪化し、バスバーとしての機能を果たし難くなる等の問題があり、また12mmを超えるようになると、単位幅当たりの重量が大きくなるために、従来の銅製バスバーの代替として用いる効果(軽量化効果)が得られ難くなるのである。
【0022】
そして、かくの如くして得られたAl合金板からなるバスバー用板状導電体にあっては、その圧延のままでの引張強さが、室温下において、170MPa以上、耐力が155MPa以上であり、且つ板厚(T)を内側曲げ半径とする90°曲げにより割れが発生しない特性を有しているのであるが、そのような特性は、バスバーとして使用を開始した直後に必要な材料特性であり、また、バスバーとして製品化する際に採用される曲げ加工を有効に行なうための材料特性であって、かかる圧延のままでの引張強さが、室温下において、170MPa未満となったり、耐力が、室温下において、155MPa未満となったりすると、従来の銅製バスバーの代替として用いられ難くなるのである。しかも、そのようなAl合金板(板状導電体)は、その板厚(T)に等しい内側曲げ半径(T)での90°曲げにおいて割れが発生しないものであるが、これに反して、そのような90°曲げにおいて割れが発生したりすると、バスバーとして製品化することが出来なくなる恐れを生じることとなる。
【0023】
さらに、かかるAl合金板からなるバスバー用板状導電体は、バスバーとして継続使用した際に受ける、ジュール熱による発熱に基づくところの高温の熱履歴を考慮した促進試験の後の特性においても、優れた特徴を有しているのである。即ち、バスバーとして使用した場合、ジュール熱による発熱は、100℃〜120℃程度となるところから、そのような熱履歴による特性劣化を確認するための促進試験として、140℃〜160℃の温度を選定し、その温度範囲での加熱処理を1000時間以内(0時間は含まず)の間保持する手法を採用し、そして、この促進試験を実施した後の板状導電体には、その室温下における導電率が55〜60%IACSを有し、且つ引張強さが160MPa以上、耐力が145MPa以上である特性が具備せしめられているのである。
【0024】
なお、この140℃〜160℃×1000時間以内の熱処理(促進試験)を実施した後の導電率が低くなり過ぎると、充分な通電性が得られず、バスバーとしての機能を果たし難くなる一方、高くなり過ぎると、強度低下が著しく、バスバーとしての継続使用に問題を惹起するようになるのであり、更に、かかる促進試験後の引張強さや耐力が低くなり過ぎても、従来の銅製バスバーの代替として用いることが出来なくなるのである。
【0025】
ところで、上述の如く規定される、本発明に従うAl−Fe−Si−Cu系合金において、圧延のまま及び140℃〜160℃の熱処理後における高い導電率を実現するため、また高い曲げ加工性を実現するためには、Al合金中の固溶成分を出来るだけ析出させる必要がある一方、圧延のまま及び140℃〜160℃の熱処理後における高い強度を実現するためには、Al合金中の固溶成分を可及的に析出させることなく、固溶体効果による強度アップを図る必要がある。従って、それら二つの特性の確保には、相反する挙動を実現させることとなるのであるが、そのバランスをとる、即ちAl合金中の固溶成分のある程度は析出させ、またそのある程度は固溶状態とすることにより、前述の如く規定される優れた特性を得ることが可能となるのである。
【0026】
そして、そのような特性を実現するために、本発明にあっては、例えば、以下のような製造方法が有利に採用されることとなるのである。
【0027】
すなわち、一般に、DC鋳造等により製造されたAl合金鋳塊は、通常、450℃〜630℃の温度で均質化熱処理、所謂均質化処理が施された後、450℃前後(±50℃)の温度で開始する熱間圧延が実施されることとなるのであるが、本発明に従う、前記した規定量のFe、Si及びCuを含有するAl合金の鋳塊を対象とした場合にあっては、450℃前後の温度域で、Al−Fe系やAl−Fe−Si系化合物の析出が最も発生し易く、従って、通常の温度条件下では析出が過多となるところから、導電率は実現されるものの、充分な強度を得ることが困難となってしまうのである。
【0028】
そこで、本発明に規定される導電率と強度のバランスを得るために、上記したAl−Fe系やAl−Fe−Si系化合物が析出し易い温度域を避けることとして、Al合金鋳塊の熱間圧延温度を、熱間圧延が可能な範囲で下げ、また、そのような熱間圧延に先立って適宜に実施される鋳塊の均質化処理温度も、熱間圧延開始温度以下にして、目的とするAl合金板を得るという製造方法が、本発明では、好適に採用されるのである。
【0029】
従って、本発明に従うAl合金からなる鋳塊の熱間圧延工程においては、その熱間圧延の開始温度として、400℃以下、好ましくは350℃以下の温度が採用されて、熱間圧延が進行され、そして、再結晶温度以下、例えば、250℃前後の温度で終了することにより、目的とする板厚のAl合金板が製造されるようにするのである。なお、熱間圧延開始温度の下限は、一般に250℃程度とされ、また熱間圧延の終了温度の下限としては、一般に100℃程度、好ましくは150℃程度とされることとなる。かかる終了温度が低くなり過ぎると、熱間圧延中の延性不足により、耳割れ等の不具合が発生し易くなるからである。
【0030】
なお、かかる熱間圧延に先立って、Al合金鋳塊に対して均質化処理を施す場合にあっては、上記した熱間圧延開始温度以下の温度で実施され、一般に、1時間〜24時間程度の間保持する条件が採用されることとなる。また、このような均質化処理を施すことなく、DC鋳造等によって得られたAl合金鋳塊を、そのまま熱間圧延工程に供することも可能である。
【0031】
また、本発明に従うバスバー用板状導電体を与える所定厚さのAl合金板の製造に際しては、上記した熱間圧延だけで、目的とする厚さの最終板とすること以外にも、上記した熱間圧延の後、50%以下の圧下率で冷間圧延を実施し、目的とする板厚のAl合金板とすることも可能であり、こうすることによって、製品の板厚に自由度が増すこととなる。なお、この冷間圧延での圧下率が50%を超えるようになると、加工組織が多く導入されることとなる結果、曲げ加工性の低下を招く恐れが生じる。なお、この冷間圧延は1パスで仕上げることが好ましく、1パスを超えるパス数で冷間圧延を行なった場合には、材料のコストアップを招くようになる。
【0032】
なお、本発明に従うAl合金の鋳塊から、熱間圧延により、目的とするAl合金板(板状導電体)を製造する方法に代えて、鋳造方法として連続鋳造圧延法を採用して、目的とする厚さのAl合金板を直接に製造する場合にあっては、Al合金溶湯の凝固速度を大きくすることが出来るところから、鋳造のままの状態で固溶度の大きな材料を得ることが出来ることとなるが、それでは、高強度は実現されるものの、導電率の確保が困難であるところから、上記した製造方法とは逆に、得られるAl合金の板材に対して、Al合金中の固溶成分の析出を促進する熱処理が施されることとなる。そのような析出促進の熱処理は、一般に、400〜500℃の温度範囲で行なわれるのが好ましく、また保持時間としては、5時間以上が有利に採用されることとなる。なお、この保持時間が24時間を超えるようになると、析出効果に大きな変化を期待することが困難となることから、保持時間は最大限24時間までとされることとなる。
【0033】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも、例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。また、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そしてそのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでも無いところである。
【実施例】
【0034】
以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことも、また、理解されるべきである。
【0035】
−実施例1−
先ず、下記表1に示す化学成分を有する各種のAl合金A〜Nを、DC鋳造により造塊して、厚さ:550mm、幅:1000mmの鋳塊を、それぞれ得た。
【0036】
【表1】
【0037】
次いで、それらAl合金A〜Nの鋳塊に対して、それぞれ、350℃の温度で2時間の均質化処理を施した後、開始温度:350℃、終了温度:200℃の熱間圧延を実施し、板厚:2.0mmの各種の熱間圧延板を得た。そして、その得られた各種の熱間圧延板について、圧延のままでの導電率、引張強さ及び耐力を、それぞれ室温下で測定する一方、圧延のままでの曲げ加工性を調べ、それらの結果を、下記表2に示した。また、ジュール熱による発熱に基づくところの特性低下を確認するための促進試験として、それぞれの熱間圧延板を、150℃の温度で、1000時間保持する熱処理を行なった後、室温下において、それぞれの導電率、引張強さ及び耐力を測定し、その結果を、下記表2に示した。
【0038】
なお、各熱間圧延板の導電率は、磁気感応テストコイル装置(シグマテスター)を用いて測定し、また引張強さ及び耐力は、引張試験により、それぞれ評価した。更に、曲げ加工性は、それぞれの熱間圧延板の板厚が2.0mmであるところから、それぞれの熱間圧延板に対して、内側曲げ半径が2.0mmとなる90°曲げ試験を実施し、その湾曲角部に割れが発生したものを×、割れが発生しなかったものを○として、合否判定をした。
【0039】
【表2】
【0040】
かかる表2の結果から明らかなように、本発明に従う化学成分を有するAl合金A〜Fを用いて得られた試験材1〜6に係る熱間圧延板においては、何れも、導電率:55〜60%IACS、引張強さ:170MPa以上、耐力:155MPa以上であり、且つ90°曲げ試験においても割れが発生しない、優れた特性を有するものであった。しかも、それら試験材1〜6の熱間圧延板に対して、ジュール熱による発熱を想定した促進試験を実施した後においても、導電率:55〜60%IACS、引張強さ:160MPa以上、耐力:145MPa以上の、優れた特性を有していることが、明らかとなった。その結果、試験材1〜6の全てが、総合判定において、○(良)と評価された。
【0041】
これに対して、試験材7〜14の熱間圧延板においては、それを与えるAl合金中の化学成分の含有量が少な過ぎたり、多過ぎたりしているため、導電率、引張強さ及び耐力及び曲げ加工性の少なくとも何れか一つに問題があり、そのために、総合判定において、×(不良)と評価されている。
【0042】
具体的には、試験材7は、Si含有量が0.05%未満であるAl合金Gを用いているため、強度向上の効果が得られず、引張強さが170MPa未満、耐力が155MPa未満であり、何れの特性も低いものであった。また、促進試験の熱処理後の特性にあっても、引張強さが160MPa未満、耐力が145MPa未満となり、低いものであった。
【0043】
また、試験材8は、Si含有量が0.6%を超えるAl合金Hを用いているため、Al−Fe−Si系の晶出物及びSiの析出物が形成されて、曲げ加工性が低下し、90゜曲げ試験で割れが発生するものであった。
【0044】
さらに、試験材9は、Fe含有量が0.05%未満であるAl合金Iを用いているところから、強度向上の効果が得られず、引張強さが170MPa未満、耐力が155MPa未満の低い特性のものであった。そして、促進試験の熱処理後における引張強さも160MPa未満、耐力も145MPa未満と、低いものであった。加えて、試験材10は、Fe含有量が2.0%を超えるAl合金Jを用いているため、Al−Fe−Si系及びAl−Fe系の晶出物や析出物が形成されて、曲げ加工性が低下し、90゜曲げ試験において割れが惹起されるものであった。
【0045】
更にまた、試験材11は、Cu含有量が0.01%未満であるAl合金Kを用いているため、強度向上の効果が得られず、引張強さが170MPa未満、耐力が155MPa未満の低いものとなった。そして、促進試験の熱処理後においても、引張強さが160MPa未満、耐力が145MPa未満の低いものであった。また、試験材12は、Cu含有量が0.35%を超えるAl合金Lを用いているところから、導電性が低下し、53%IACSとなった。更に、せん断帯が形成され易くなることで、曲げ加工性が低下し、90°曲げ試験において、割れが発生した。
【0046】
また、試験材13は、Mn含有量が1.1%であるAl合金M(A3003合金相当)を用いられているため、導電性が低下し、55%IACS未満であった。加えて、Al−Mn−Si系の晶出物及び析出物が形成され、曲げ加工性が低下し、90°曲げ試験で割れが発生した。
【0047】
さらに、試験材14は、Mg含有量が0.61%であるAl合金N(A6063合金相当)を用いられているため、Mg−Si系の晶出物及び析出物が形成され、曲げ加工性が低下し、90°曲げ試験で割れが発生した。
【0048】
−実施例2−
先ず、Si:0.45%、Fe:0.72%、Cu:0.25%及びAl+不可避的不純物:残部なる組成のAl合金溶湯を準備し、DC鋳造により、実施例1と同様な、厚さ:550mm、幅:1000mmの鋳塊を造塊した。
【0049】
次いで、かかる得られたAl合金鋳塊を、下記表3に示される各種の均質化処理条件、熱間圧延条件及び冷間圧延条件下において圧延を行ない、それぞれ、板厚が2.0mmの各種の試験材(板材)を得た。そして、その得られた各種の試験材について、実施例1と同様にして、熱間圧延のままの、又は促進試験である熱処理後の導電率、引張強さ、耐力及び曲げ加工性について、それぞれ調べ、その結果を、下記表4に示した。
【0050】
【表3】
【0051】
【表4】
【0052】
かかる表3及び表4の結果から明らかなように、本発明に従う均質化処理条件や熱間圧延条件、冷間圧延条件を採用した場合において、得られた試験材は、何れも、優れた導電率、引張強さ、耐力及び曲げ加工性を示すものであり、また、その特性は、促進試験としての熱処理後においても、本発明にて規定する特性を保持するものであった。
【0053】
これに対して、均質化処理温度や熱間圧延開始温度及び終了温度が高くなったり、冷間圧延に際しての圧下率が大きくなったりすると、本発明の目的とする特性が充分に実現され得なくなることが認められるのである。
【国際調査報告】