[发明专利]铝合金材料以及使用其的导电构件、电池用构件、紧固部件、弹簧用部件及结构用部件

说明书

本发明的铝合金材料具有下述合金组成：含有Si：0.01～0.15质量％、Cu：0.01～0.3质量％及Mg：0.01～1.5质量％中的至少1种、和Fe：0.05～1.50质量％，余量：由Al及不可避免的杂质构成；前述铝合金材料具有晶粒沿一个方向并齐延伸的纤维状金属组织，在与前述一个方向平行的截面中，前述晶粒的与长度方向垂直的尺寸的平均值为800nm以下，对于前述铝合金材料的主表面而言，将利用X射线极图法求出的、由于＜100＞沿前述长度方向取向的晶体而导致的衍射强度之和记为K100，将由于＜111＞沿长度方向取向的晶体而导致的衍射强度之和记为K111，将K100与K111之比(K100/K111)记为H时，具有前述比(H)成为0.15以上的晶体取向分布。

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、结构用部件及橡胶绝缘电缆。

背景技术

近年来，伴随着金属构件的形状的多样化，对用电子束、激光等将金属的粉末烧结并按所期望的形状造型成三维结构体的技术进行了广泛研究。然而，在这样的技术中，使用金属的粉末，存在若使金属粉末过度微细化则变得容易爆炸等问题。

因此，最近，例如开发了利用加捻、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，向电池用的部件、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，尤其是弹性系数小，柔和地进行弹性变形。

在导电构件中，例如就有望作为再生能源的支柱的太阳能电池板的电缆而言，不仅被设置于屋顶、墙壁，而且为了提高发电效率，正在发展使电池板的角度时刻改变的技术。因此，期望应用轻质的铝系材料，并对其要求良好的导电性、和耐受反复的运动、设置施工的外力的强度、弯曲成型性。

在电池用构件中，研究了例如将活性物质填入网状电极的间隙中的新结构。要求散热性、良好的强度特性(为了在活性物质的膨胀·收缩、制造工序中的外力下也不断线)、良好的导电性、相对于反复运动的疲劳强度、弯曲成型性。

在紧固部件中，要求例如热膨胀系数大的材质。近年来，各种外壳、壳体的材质已从以往的铁系材料转变为铝合金、钛合金、镁合金及塑料等轻质材料，这些材料的热膨胀系数大。其原因在于，将由这些材料形成的壳体通过螺丝、螺栓、卡钉、捆束线等进行紧固的情况下，若壳体材料与紧固部件材料的热膨胀系数之差大，则会直接导致紧固的松弛。但是，就通常的铝合金而言，虽然热膨胀系数大，但强度不足，因此要求高强度化。

在弹簧用部件中，例如制成小型的精密螺旋弹簧时，不仅要求强度特性，而且要求弯曲加工性。另外，为了防止由热膨胀引起的尺寸精度的劣化，温度分布的减小、散热性变得重要，要求良好的热传导性。

对这样的各种部件所使用的铝合金材料进行研究时，例如，考虑了作为强度较高的铝合金材料的2000系(Al-Cu系)、7000系(Al-Zn-Mg系)的铝合金材料，但这些铝合金材料存在电气和热的传导性、耐腐蚀性及耐应力腐蚀破裂性差等问题。6000系(Al-Mg-Si系)中也存在电导率差等问题。另外，任意合金均存在下述问题：若提高强度，则弯曲成型性差。

另一方面，作为铝合金材料的高强度化的方法，基于具备非晶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下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)等是已知的。然而，就这些方法而言，所制造的铝合金材料的尺寸均小，难以进行工业上的实用化。