铝合金材料及使用其的导电构件、电池用构件、紧固零件、弹簧用零件和结构用零件制造技术

本发明专利技术涉及铝合金材料及使用其的导电构件、电池用构件、紧固零件、弹簧用零件及结构用零件。本发明专利技术的铝合金材料具有如下合金组成：Mg：0.2～1.8质量％，Si：0.2～2.0质量％，Fe：0.01～0.21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：晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状的金相组织；且在平行于所述一个方向的截面中，所述晶粒的垂直于长度方向的尺寸的平均值小于等于270nm，外表面没有被铜系金属覆盖。铜系金属覆盖。铜系金属覆盖。

【技术实现步骤摘要】
铝合金材料及使用其的导电构件、电池用构件、紧固零件、弹簧用零件和结构用零件
本申请是申请号为201780023715.0、申请日为2017年07月11日、专利技术名称为铝合金材料及使用其的导电构件、电池用构件、紧固零件、弹簧用零件和结构用零件的专利申请的分案申请。


[0001]本专利技术涉及高强度铝合金材料。这种铝合金材料用于广泛用途(例如导电构件、电池用构件、紧固零件、弹簧用零件及结构用零件)。

技术介绍

[0002]近年来，随着金属构件形状的多样化，广为研究了利用电子束或激光等对金属粉末进行烧结而将三维结构体成形为所需形状的技术。然而，虽然在这种技术中，使用金属粉末，但是存在当使金属粉末过于微细化时，将变得易于爆炸等问题。
[0003]因此，最近开发出通过对金属制的细线进行编、织、连结、相接、连接等方法来成形三维结构物的技术。关于这种方法，对例如金属丝编织多孔材料(Wire
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Woven Cellular Materials)进行了研究，并期待用于电池用零件、散热器和冲击吸收构件等。
[0004]另外，作为上述那样的金属制细线，广泛使用铁系和铜系线材，但最近，正研究替换成铝系材料，其与铁系或铜系金属材料相比，比重小，并且除了热膨胀系数大之外，电和热的传导性也较好，而且耐腐蚀性优异，特别是弹性系数小且柔软地弹性变形。
[0005]然而，纯铝材存在与铁系和铜系金属材料相比强度较低的问题。另外，作为强度较高的铝系合金材料的、2000系和7000系的铝合金材料存在耐腐蚀性和耐应力腐蚀破裂性较差等问题。
[0006]因此，最近广泛使用含有Mg与Si且电和热的传导性及耐腐蚀性优异的6000系铝合金材料。然而，虽然这种6000系铝合金材料在铝系合金材料中强度高，但仍不够充分，期望进一步的高强度化。
[0007]另一方面，作为铝合金材料的高强度化的方法，已知如下的方法，即，利用包含非晶相的铝合金原材料的结晶化的方法(专利文献1)、利用ECAP：法的微细晶粒形成方法(专利文献2)、通过在小于等于室温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。然而，这些方法所制造的铝合金材料的大小均较小，且难以在工业上实际使用。
[0008]另外，专利文献5中公开了通过控制轧制温度来获得具有微细组织的Al
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Mg系合金的方法。虽然该方法在工业批量生产率方面优异，但是存在需要进一步高强度化的课题。现有技术文献专利文献
[0009]专利文献1：日本特开平5
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331585号公报专利文献2：日本特开平9
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137244号公报
专利文献3：日本特开2001
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131721号公报专利文献4：日本特开2010
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159445号公报专利文献5：日本特开2003
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027172号公报

技术实现思路

(专利技术要解决的课题)
[0010]本专利技术的目的在于提供能够成为铁系和铜系金属材料的替代品的高强度铝合金材料以及使用其的导电构件、电池用构件、紧固零件、弹簧用零件及结构用零件。(用于解决课题的方法)
[0011]本专利技术者们反复进行深入讨论，结果发现，通过使铝合金材料具有规定的合金组成，并具有晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状金相组织，且在和所述一个方向平行的截面中，所述晶粒的垂直于长度方向的尺寸的平均值小于等于270nm，从而能够获得具有与铁系和铜系金属材料相当的高强度的铝合金材料，进而基于该发现完成了本专利技术。
[0012]即，本专利技术的主旨构成如下。[1]一种铝合金材料，具有如下合金组成：Mg：0.2～1.8质量％，Si：0.2～2.0质量％，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晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状金相组织；且在平行于所述一个方向的截面中，所述晶粒的垂直于长度方向的尺寸的平均值小于等于270nm。[2]上述[1]所述的铝合金材料，其中，维氏硬度(HV)为125～250。[3]一种导电构件，其使用了上述[1]或[2]所述的铝合金材料。[4]一种电池用构件，其使用了上述[1]或[2]所述的铝合金材料。[5]一种紧固零件，其使用了上述[1]或[2]所述的铝合金材料。[6]一种弹簧用零件，其使用了上述[1]或[2]所述的铝合金材料。[7]一种结构用零件，其使用了上述[1]或[2]所述的铝合金材料。(专利技术效果)
[0013]根据本专利技术，通过使铝合金材料具有规定的合金组成，并具有晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状金相组织，且在平行于所述一个方向的截面中，所述晶粒的垂直于长度方向的尺寸的平均值小于等于270nm，从而能够获得具有与铁系和铜系金属材料相当的高强度的铝合金材料以及使用其的导电构件、电池用构件、紧固零件、弹簧用零件及结构用零件。
附图说明
[0014]图1是示意性地表示本专利技术所涉及的铝合金材料的金相组织样式的立体图。图2是表示纯铝、纯铜及本专利技术所涉及的铝合金材料的加工度和拉伸强度的关系的曲线图。图3是表示本实施例所涉及的铝合金材料的平行于加工方向X的截面中金相组织样式的STEM图像。
具体实施方式
[0015]以下，对本专利技术的铝合金材料的优选实施方式进行详细说明。本专利技术所涉及的铝合金材料的特征在于，具有如下合金组成：Mg：0.2～1.8质量％，Si：0.2～2.0质量％，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晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状金相组织，且在平行于所述一个方向的截面中，所述晶粒的垂直于长度方向的尺寸的平均值小于等于270nm。
[0016]在本说明书中，“晶粒”是指由取向差边界包围的部分，这里，“取向差边界”是指利用扫描透射电子显微镜法(STEM)观察金相组织时，对比度(contrast)间歇地发生变化的边界。另外，晶粒的垂直于长度方向的尺寸对应于取向差边界的间隔。
[0017]另外，本专利技术所涉及的铝合金材料具有晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状金相组织。在图1中示出了示意性地表示本专利技术所涉及的铝合金材料的金相组织的样式的立体图。如图1所示，本专利技术的铝合金材料具有细长形状的晶粒10形成一致朝向一个方向X延伸的状态的纤维状组织。这种细长形状的晶粒与现有的微细晶粒、仅单纯地纵横比较大的扁平晶粒完全不同。即，本专利技术的晶粒为纤维那样的细长形状，且其垂直于长度方向X的尺寸t的平均值小于等于270nm。这种微细晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状金相组织可以说是现有的铝合金中没有的新金相组织。
[0018]本专利技术的铝合金材料由于具有晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状金相组织，且在平行于所述一个方向的截面中，将所述晶粒的垂直于长度方向的尺寸的平均值控制为小于等于270nm，所以能够实现与铁系和铜系金属材料相当的高强度(例如拉伸强度大于等于480MPa、维氏硬度(HV)大于等于125)。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料，具有如下合金组成：Mg：0.2～1.8质量％，Si：0.2～2.0质量％，Fe：0.01～0.21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晶粒一致朝向一个方向延伸的纤维状的金相组织；并且，在平行于所述一个方向的截面中，所述晶粒的垂直于长度方向的尺寸的平均值小于等于270nm，所述铝合金材料的外表面没有被铜系金属覆盖。2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其中，所述晶粒的纵横比大于10。3.根据权利要求1或2所述的铝合金材料，其中，维氏硬度(HV)为125～250。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子洋，荒木章好，须斋京太，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：