特許 5771314 バスバー用アルミニウム合金板およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5771314

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】バスバー用アルミニウム合金板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 21/00 20060101AFI20150806BHJP

   C22F 1/04 20060101ALI20150806BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20150806BHJP

【ＦＩ】

   C22C21/00 A

   C22F1/04 H

   !C22F1/00 602

   !C22F1/00 604

   !C22F1/00 623

   !C22F1/00 630A

   !C22F1/00 630K

   !C22F1/00 650A

   !C22F1/00 660Z

   !C22F1/00 661A

   !C22F1/00 682

   !C22F1/00 683

   !C22F1/00 685Z

   !C22F1/00 686B

   !C22F1/00 691A

   !C22F1/00 691B

   !C22F1/00 691C

   !C22F1/00 692A

   !C22F1/00 692B

   !C22F1/00 694B

【請求項の数】4

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-123157(P2014-123157)

(22)【出願日】2014年6月16日

(65)【公開番号】特開2015-57513(P2015-57513A)

(43)【公開日】2015年3月26日

【審査請求日】2014年7月25日

(31)【優先権主張番号】特願2013-167077(P2013-167077)

(32)【優先日】2013年8月9日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100123249

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 哲雄

(72)【発明者】

【氏名】金田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】小林 一徳

【審査官】 相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１０５４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００８９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２７２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２６９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３９８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７７６７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ２１／００−２１／１８

Ｃ２２Ｆ １／０４− １／０５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｓｉ：０．３〜１．５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、
板表面において、圧延方向の平均結晶粒径が４０〜１５０μｍ、最大長さが３μｍを超える金属間化合物が１５００個／ｍｍ^２以下であり、
耐力が１７０〜２４０ＭＰａであることを特徴とするバスバー用アルミニウム合金板。

【請求項2】

Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下のうち少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１に記載のバスバー用アルミニウム合金板。

【請求項3】

Ｍｎ：０．０５質量％以下、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．０５質量％以下のうち少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバスバー用アルミニウム合金板。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバスバー用アルミニウム合金板の製造方法であって、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成分組成を有するアルミニウム合金を溶解、鋳造して鋳塊を製造する鋳造工程と、
前記鋳塊に５００〜５７０℃、１〜２４時間の均質化熱処理を施す均質化熱処理工程と、
前記均質化熱処理を施した鋳塊に、終了温度が３００〜３６０℃である圧延を施す熱間圧延工程と、
５００〜５７０℃、１００秒以下保持する溶体化熱処理を施す溶体化熱処理工程と、
人工時効処理を施す人工時効処理工程と、
をこの順に行うことを特徴とするバスバー用アルミニウム合金板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車を始めとする電気を動力源とした各種電動輸送機器等に搭載されている電気機器（電池群、インバータ、モータ等）間または電気機器内部の部品間を、電気的に接続する電気接続部品に用いるバスバー用アルミニウム合金板およびその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電気自動車を始めとする電気を動力源とした各種電動輸送機器（ハイブリッド自動車、燃料電池自動車、電気機関車等）には、電池群、インバータ、モータ等の各種の電気機器が搭載されている。そして、これらの電気機器間または電気機器内部の部品間を電気的に接続するにあたり、バスバー（ｂｕｓ−ｂａｒ）と呼ばれる電気接続部品が使用されている。

【0003】

このバスバーをボルト等の連結具により連結する場合、通電時の発熱によりバスバー１の連結部１ａ（図１参照）の変形が生じることにより、連結具の締め付けトルクが低下して、連結具が緩んだり外れたりするような事態が発生する。したがって、バスバー１は、高い応力緩和特性を備える必要がある。
また、電気機器の省スペース化（小型化）の要望を満たすため、バスバー１は、曲げ半径（Ｒ）が小さな湾曲部分を有する形状に設計される場合が多い。したがって、バスバー１は、曲げ加工性にも優れる必要がある。
加えて、バスバー１は、電気を通さなければならないため、当然、導電性に優れる必要もある。

【0004】

これまで、上記のような条件を満たすバスバー等の電気接続部品に関し、銅を主体とした素材について検討されてきた。
しかしながら、近年、自動車の燃費を低減するために、自動車の軽量化、そして、自動車に搭載される電気機器の軽量化が求められている。
上記の事情を勘案し、銅よりも軽量であるアルミニウム合金からなる電気接続部品が提案されている。

【0005】

例えば、特許文献１には、成分組成を特定するとともに、導電率および調質の条件を特定した電気接続部品用のアルミニウム合金が開示されている。そして、特許文献１には、当該アルミニウム合金は、導電性に優れるとともに、耐クリープ性にも優れると記載されている。

【0006】

また、特許文献２には、電気接続部品に用いる導電用ではなく放熱部品用のアルミニウム合金板に関する技術ではあるが、成分組成が特定された鋳塊に、所定条件の均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延、最終焼鈍を施すアルミニウム合金板の製造方法が開示されている。そして、特許文献２には、当該製造方法で製造されたアルミニウム合金板は、プリント基板に要求される曲げ加工性を有すると記載されている。

【0007】

さらに、特許文献３、４には、電気接続部品に用いる導電用ではなく自動車パネル用のアルミニウム合金板に関する技術ではあるが、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（ＪＩＳ６０００系のＡｌ合金）の曲げ加工性を向上させるために、集合組織を制御してＣｕｂｅ方位分布密度を所定値とする技術（特許文献３）や、全ての結晶粒間の粒界長さの合計に対し、方位差が２０°以下となる結晶粒間の粒界長さを特定する技術（特許文献４）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第３５５７１１６号公報

【特許文献2】特開２００９−２４２８１３号公報

【特許文献3】特開２００５−２９８９２２号公報

【特許文献4】特許第３７４９６８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、耐クリープ性の向上に着目した技術ではあるものの、応力緩和特性および曲げ加工性について全く考慮していない技術であり（特許文献１の段落００１０等参照）、特に、電気接続部品に要求される曲げ加工性を満足できなかった。したがって、特許文献１に開示された技術を電気接続部品に適用した場合、成形加工時に表面に曲げ割れが発生してしまう可能性がある。

【0010】

また、特許文献２に開示された技術は、曲げ加工性の向上に着目した技術ではあるものの、応力緩和特性について全く考慮していない技術であることから（特許文献２の段落０００１等参照）、当然、電気接続部品に要求される応力緩和特性を満足できなかった。したがって、特許文献２に開示された技術を電気接続部品に適用した場合、通電時の発熱によりバスバー１（電気接続部品１）の連結部１ａ（図１参照）が変形することで、連結部１ａが部品から外れてしまう可能性がある。

【0011】

なお、特許文献３、４に開示された技術は、特許文献２と同様、曲げ加工性については考慮しているが、応力緩和特性について全く考慮していない技術であるとともに、電気接続部品に用いる導電用ではなく自動車パネル用の技術である。したがって、特許文献３、４に開示された技術は、接続部品に要求される応力緩和特性を満足できるものではない。

【0012】

そして、特許文献１〜４の記載からわかるように、アルミニウム合金板について、電気接続部品に要求される応力緩和特性と曲げ加工性とを両立させた技術は存在しない。
なお、この実情は、技術常識（金属から構成される板材の応力緩和特性を向上させるには強度を向上させる必要があるが、強度を向上させると板材の曲げ加工性が低下してしまう、つまり、応力緩和特性と曲げ加工性とはトレードオフの関係にある）に合致するものであり、当然のことであると考えられてきた。

【0013】

そこで、本発明は、導電性を保持しつつ、応力緩和特性および曲げ加工性に優れるバスバー用アルミニウム合金板およびその製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

前記課題を解決するため、本発明の発明者らは、バスバー用アルミニウム合金板の板表面における圧延方向の平均結晶粒径、金属間化合物数、成分組成等が、応力緩和特性、曲げ加工性、導電性に大きな影響を与えることを見出し、本発明を創出した。

【0015】

すなわち、本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板は、Ｓｉ：０．３〜１．５質量％、Ｍｇ：０．３〜１．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、板表面において、圧延方向の平均結晶粒径が４０〜１５０μｍ、最大長さが３μｍを超える金属間化合物が１５００個／ｍｍ^２以下であり、耐力が１７０〜２４０ＭＰａであることを特徴とする。

【0016】

このバスバー用アルミニウム合金板によれば、ＳｉおよびＭｇの含有量を所定範囲に特定していることから、応力緩和特性を向上させることができるとともに、曲げ加工性や、電気接続部品に要求される導電率も確保することができる。また、板表面における圧延方向の平均結晶粒径および大きなサイズの金属間化合物数を所定値以下に特定していることから、曲げ加工性を向上させることができる。

【0017】

また、本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板は、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下のうち少なくとも１種を含有していてもよい。

【0018】

このバスバー用アルミニウム合金板によれば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉの含有量を所定値以下に規制していることから、曲げ加工性の向上という効果を確保しつつ、応力緩和特性の向上という効果をさらに確実なものとすることができる。

【0019】

また、本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板は、Ｍｎ：０．０５質量％以下、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．０５質量％以下のうち少なくとも１種を含有していてもよい。

【0020】

このバスバー用アルミニウム合金板によれば、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒの含有量を所定値以下に規制していることから、曲げ加工性の向上という効果を確保しつつ、応力緩和特性の向上という効果をさらに確実なものとすることができる。

【0021】

本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板の製造方法は、前記したバスバー用アルミニウム合金板の製造方法であって、前記の成分組成を有するアルミニウム合金を溶解、鋳造して鋳塊を製造する鋳造工程と、前記鋳塊に５００〜５７０℃、１〜２４時間の均質化熱処理を施す均質化熱処理工程と、前記均質化熱処理を施した鋳塊に、終了温度が３００〜３６０℃である圧延を施す熱間圧延工程と、５００〜５７０℃、１００秒以下保持する溶体化熱処理を施す溶体化熱処理工程と、人工時効処理を施す人工時効処理工程と、をこの順に行うことを特徴とする。

【0022】

このバスバー用アルミニウム合金板の製造方法によれば、使用するアルミニウム合金の成分組成を特定し、均質化熱処理、熱間圧延および溶体化熱処理の条件を特定することにより、当該製造方法により製造されるバスバー用アルミニウム合金板の板表面における平均結晶粒径および大きなサイズの金属間化合物数を所定値以下とすることができる。

【0023】

また、本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板の製造方法は、前記アルミニウム合金が、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下のうち少なくとも１種を含有していてもよい。
また、本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板の製造方法は、前記アルミニウム合金は、Ｍｎ：０．０５質量％以下、Ｃｒ：０．０５質量％以下、Ｚｎ：０．０５質量％以下、Ｚｒ：０．０５質量％以下のうち少なくとも１種を含有していてもよい。

【0024】

このバスバー用アルミニウム合金板の製造方法によれば、使用するアルミニウム合金のＣｕ、Ｆｅ、Ｔｉの含有量や、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒの含有量を所定値以下に規制することにより、当該製造方法により製造されるバスバー用アルミニウム合金板の曲げ加工性の向上という効果を確保しつつ、応力緩和特性の向上という効果をさらに確実なものとすることができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板は、ＳｉおよびＭｇの含有量を所定範囲に特定するとともに、板表面の平均結晶粒径および大きなサイズの金属間化合物数を所定値以下に特定していることから、導電性を保持しつつ、応力緩和特性および曲げ加工性に優れるので、電気接続部品として好適に使用することができる。

【0026】

また、本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板の製造方法によれば、使用するアルミニウム合金の組成を特定し、均質化熱処理、熱間圧延および溶体化熱処理の条件を特定していることから、導電性を保持しつつ、応力緩和特性および曲げ加工性に優れるバスバー用アルミニウム合金板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係る電気接続部品（バスバー）の斜視図である。

【図2】本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板の製造方法のフローチャートである。

【図3】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板の製造方法のフローチャートである。

【図4】本発明の実施例における曲げ試験の方法を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明に係るバスバー用アルミニウム合金板およびその製造方法を実施するための形態について、詳細に説明する（以下、適宜「バスバー用アルミニウム合金板」を「導電用アルミニウム合金板」として説明する）。

【0029】

［導電用アルミニウム合金板］
本発明に係る導電用アルミニウム合金板（以下、適宜、「アルミニウム合金板」という）は、所定量のＳｉおよびＭｇを含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金で構成され、板表面の平均結晶粒径および大きなサイズの金属間化合物数が所定値以下であることを特徴とする。
また、本発明に係るアルミニウム合金板は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉの含有量が所定値以下であることが好ましい。また、本発明に係るアルミニウム合金板は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒの含有量が所定値以下であることが好ましい。

【0030】

以下、本発明に係る導電用アルミニウム合金板の各合金成分、平均結晶粒径、および金属間化合物数について数値限定した理由を説明する。

【0031】

（Ｓｉ：０．３〜１．５質量％）
Ｓｉは、Ｍｇとともに溶体化熱処理後の人工時効処理時に時効析出物を形成する。Ｓｉが高温環境下での転位の移動を阻害することで、応力緩和特性を向上させるため、Ｓｉは、本発明に係る導電用アルミニウム合金板に必須の元素である。
Ｓｉの含有量が０．３質量％未満では、所望の応力緩和特性を得られない。一方、Ｓｉの含有量が１．５質量％を超えると、粗大な晶出物、析出物が形成されて、特に曲げ加工性が劣化したり、導電性が低下したりしてしまう。
したがって、Ｓｉの含有量は０．３〜１．５質量％である。
なお、曲げ加工性と応力緩和特性の向上および導電性の確保という効果をより確実なものとするため、Ｓｉの含有量は０．４〜１．５質量％であることが好ましく、０．５〜１．３質量％であることがさらに好ましい。

【0032】

（Ｍｇ：０．３〜１．０質量％）
Ｍｇは、Ｓｉとともに溶体化熱処理後の人工時効処理時に時効析出物を形成する。Ｍｇが高温環境下での転位の移動を阻害することで、応力緩和特性を向上させるため、Ｍｇは、本発明に係る導電用アルミニウム合金板に必須の元素である。
Ｍｇの含有量が０．３質量％未満では、所望の応力緩和特性を得られない。一方、Ｍｇの含有量が１．０質量％を超えると、粗大な晶出物、析出物が形成されて、特に曲げ加工性を劣化させる。
したがって、Ｍｇの含有量は０．３〜１．０質量％である。
なお、曲げ加工性と応力緩和特性の向上という効果をより確実なものとするため、Ｍｇの含有量は０．５〜０．８質量％であることが好ましい。

【0033】

（不可避的不純物）
不可避的不純物として、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ等が本発明の効果を妨げない範囲で含有されていてもよい。詳細には、Ｃｕ：０．１０質量％以下、Ｆｅ：０．５０質量％以下、Ｔｉ：０．１０質量％以下に規制されていてもよい。
理由としては、Ｃｕの含有量が０．１０質量％を超えると曲げ加工性が低下してしまうからである。また、Ｆｅの含有量が０．５０質量％を超えると、曲げ加工性または耐食性が低下してしまうからである。また、Ｔｉの含有量が０．１０質量％を超えると、導電性が低下してしまうからである。
なお、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉについては、前記した所定の含有量を超えなければ、不可避的不純物として含有される場合だけではなく、積極的に添加される場合であっても、本発明の効果を妨げない。

【0034】

そして、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉは、スクラップや再生地金（例えば、ブレージングシート等のクラッド材用のアルミニウム合金材の屑等）にある程度含有していることから、製造（溶解）時にスクラップや再生地金を、アルミニウム合金板におけるＣｕ、Ｆｅ、Ｔｉの含有量が前記範囲以下（または未満）となる程度で配合することができ、原料コストを低減することができる。
また、不可避的不純物として、本発明の効果を妨げない程度に、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ以外の元素（例えば、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｇａなど）がそれぞれ０．１０質量％以下、好ましくは、０．０５質量％以下程度の範囲で含まれていてもよい。
また、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｇａなど（この中でも特に、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｎ）について、前記した所定の含有量を超えなければ、不可避的不純物として含有される場合だけではなく、積極的に添加される場合であっても、本発明の効果を妨げない。
なお、不可避的不純物として挙げた各元素の含有量は、当然、０質量％であってもよい。

【0035】

（圧延方向の平均結晶粒径：１５０μｍ以下）
本発明に係る導電用アルミニウム合金板は、板表面における圧延方向の平均結晶粒径が、１５０μｍ以下とする。
圧延方向の平均結晶粒径が１５０μｍ以下であると、曲げ加工性を向上させ、曲げ加工時における表面の品質を向上させることができる。一方、圧延方向の平均結晶粒径が１５０μｍを超えると曲げ加工時における表面に肌荒れや亀裂が発生する可能性が高くなる。
なお、圧延方向の平均結晶粒径については、曲げ加工性の向上という効果をより確実なものとするため、好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下である。また、圧延方向の平均結晶粒径については、過度に小さくしようとすると、製造条件が厳しくなり生産性の低下を招くため、１０μｍ以上が好ましい。

【0036】

圧延方向の平均結晶粒径は、次の方法により測定することができる。
アルミニウム合金板の表面を０．０５〜０．１ｍｍ機械研磨、電解エッチングし、水洗・乾燥した後に、光学顕微鏡にて１００倍で写真撮影する。そして、この顕微鏡写真から圧延方向に切片法を用いて平均結晶粒径の値を算出する。なお、切片法を用いた測定では、１測定ライン長さを０．９５ｍｍとし、１視野当たり各３本で合計５視野を観察することにより、全測定ライン長さを０．９５×１５ｍｍとする。

【0037】

なお、圧延方向の平均結晶粒径は、アルミニウム合金板の製造工程における熱間圧延開始温度、圧延終了温度等を制御することによって達成される。

【0038】

（金属間化合物数：１５００個／ｍｍ^２以下）
本発明に係る導電用アルミニウム合金板は、最大長さが３μｍを超える金属間化合物が板表面において１５００個／ｍｍ^２以下である。
ここで、金属間化合物とは、詳細には、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系およびＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物である。なお、ここでのＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物とは、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を含む概念である。
また、最大長さとは、板表面において其々の金属間化合物が呈する最も大きな直径である。

【0039】

最大長さが３μｍを超える金属間化合物が板表面において１５００個／ｍｍ^２以下であると、曲げ加工性を向上させるという効果を確実なものとすることができる。一方、金属間化合物が１５００個／ｍｍ^２を超えると、曲げ加工時における表面に肌荒れや亀裂が発生する可能性が高くなる。
なお、金属間化合物数については、曲げ加工性の向上という効果をより確実なものとするため、好ましくは１０００個／ｍｍ^２以下、より好ましくは、５００個／ｍｍ^２以下である。また、金属間化合物数については、過度に少なくしようとすると、製造条件が厳しくなり生産性の低下を招くため、２００個／ｍｍ^２以上が好ましい。

【0040】

金属間化合物数は、アルミニウム合金板から測定片を切り出して、板表面を研磨し、５００倍程度で観察することにより測定することができる。
なお、最大長さが３μｍを超える金属間化合物数は、アルミニウム合金板におけるＳｉの含有量、Ｍｇの含有量、アルミニウム合金板の製造工程における熱間圧延条件によって達成される。

【0041】

（導電率：４５．０％ＩＡＣＳ以上）
本発明に係る導電用アルミニウム合金板の導電率は、４５．０％ＩＡＣＳ以上であるのが好ましい。
導電率が４５．０％ＩＡＣＳ以上であると、電気接続部品としての導電性能を確保することができる。一方、電気抵抗が高い、すなわち導電率が４５．０％ＩＡＣＳ未満であると、所望の電流を流すために電気接続部品の断面積を増加させる必要が生じ、部品重量の増加に繋がってしまう。
なお、導電率については、高ければ高いほどよく、好ましくは４７．０％ＩＡＣＳ以上、さらに好ましくは５０．０％ＩＡＣＳ以上である。

【0042】

導電率の調整は、アルミニウム合金板におけるＳｉの含有量、Ｍｇの含有量、アルミニウム合金板の製造工程における均質化熱処理条件、溶体化熱処理条件、人工時効処理条件を制御することによって達成される。
なお、導電率を高くしすぎると、すなわち過度な固溶量減少および析出物粗大化が生じることにより応力緩和特性が低下する傾向にあるため、導電率は６０％ＩＡＣＳ以下であるのが好ましい。

【0043】

（耐力：１３０ＭＰａ以上）
本発明に係る導電用アルミニウム合金板の耐力（０．２％耐力）は、１３０ＭＰａ以上であることが好ましい。
耐力が１３０ＭＰａ以上であると、電気接続部品に要求される応力緩和特性を確保することができる。一方、耐力が１３０ＭＰａ未満であると、応力緩和特性が低下してしまう。
なお、応力緩和特性の確保という効果をより確実なものとするため、耐力は、好ましくは１７５ＭＰａ以上、さらに好ましくは１８０ＭＰａ以上である。

【0044】

なお、耐力の調整は、アルミニウム合金板におけるＳｉの含有量、Ｍｇの含有量、アルミニウム合金板の製造工程における均質化熱処理条件、溶体化処理条件および人工時効処理条件によって達成される。

【0045】

（導電用）
導電用とは、複数の部材を電気的に接続するためのものという用途を示しており、本発明に係る導電用アルミニウム合金板とは、この用途のための合金板である。
そして、詳細には、本発明に係る導電用アルミニウム合金板は、電気接続部品（特に、板状の合金板に対して曲げ加工が施されるような電気接続部品）に用いる合金板である。
なお、ここでの電気接続部品とは、具体的には、電気を動力源とした各種電動輸送機器等に搭載されている、電池群、インバータ、モータ等の各種の電気機器間または電気機器内部の部品間を電気的に接続するバスバーである。また、電気接続部品とは、ボンディングワイヤ等の部材を表面に接合することが要求される部品でもある。
そして、電気接続部品は、形状について特に限定されないが、所定の厚さを有するとともに、板状・角材状を呈する部品である。例えば、電気接続部品は、図１に示すような形状を呈する部品である。

【0046】

ここで、アルミニウムは銅よりも導電率が低いことから、導電性能を確保するために、アルミニウム合金製の電気接続部品は、銅製の電気接続部品と比較して断面積を大きくしなければならない。部品の設置面積を考慮した場合には部品の幅寸法の増加は困難な場合が多く、板厚が増加することとなる。一般的に板厚が増加した場合には、曲げ表面での変形量が大きくなることから、アルミニウム合金から構成される電気接続部品には、曲げ加工時における曲げ割れの発生という問題が生じる、つまり、曲げ加工性を向上させなければならないという課題が明確に現れることとなる。
言い換えると、本発明に係る導電用アルミニウム合金板は、厚さが０．２ｍｍ以上の電気接続部品に適用するのが好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上、特に好ましくは１．０〜５．０ｍｍの電気接続部品に適用することで、顕著な効果（応力緩和特性および曲げ加工性の両立という効果）を発揮することとなる。

【0047】

［人工時効処理が施される前の状態の導電用アルミニウム合金板］
ここまで、人工時効処理が施された後の状態のアルミニウム合金板（以下、適宜、「人工時効処理後のアルミニウム合金板」という）を説明したが、人工時効処理の前後において、各合金成分は勿論のこと、前記した平均結晶粒径、金属間化合物数についてもほとんど変化しない。
よって、人工時効処理が施される前の状態のアルミニウム合金板（以下、適宜、「人工時効処理前のアルミニウム合金板」という）であっても、前記した要件をみたせば、人工時効処理後のアルミニウム合金板として示した効果と同様の効果を奏することができる。
なお、人工時効処理前のアルミニウム合金板は、人工時効処理後のアルミニウム合金板よりも成形し易いことから、人工時効処理前のアルミニウム合金板を購入したユーザーが、所望の成形処理を施した後で後記する人工時効処理を施す、という使用態様が考えられる。

【0048】

次に、本発明に係る導電用アルミニウム合金板の製造方法について図２、図３を参照しながら説明する。
［導電用アルミニウム合金板の製造方法］
本発明に係る導電用アルミニウム合金板の製造方法は、図２に示すように、鋳造工程Ｓ１と、均質化熱処理工程Ｓ２と、熱間圧延工程Ｓ３と、溶体化熱処理工程Ｓ４と、を含むことを特徴とする。また、本発明に係る導電用アルミニウム合金板の製造方法は、図３に示すように、冷間圧延工程ＳＲ（ＳＲ１、ＳＲ２）を、熱間圧延工程Ｓ３と溶体化熱処理工程Ｓ４との間、および、溶体化熱処理工程Ｓ４の後の少なくとも一方に含んでもよい。また、本発明に係る導電用アルミニウム合金板の製造方法は、図２、図３に示すように、さらに人工時効処理工程Ｓ５を含んでもよい。
以下、前記各工程を中心に説明する。

【0049】

（鋳造工程）
鋳造工程Ｓ１では、前記の成分組成であるアルミニウム合金を溶解し、ＤＣ鋳造法等の公知の鋳造法により鋳造し、アルミニウム合金の固相線温度未満まで冷却して厚さ４００〜６００ｍｍ程度の鋳塊とし、必要に応じて面削を行う。

【0050】

（均質化熱処理工程）
均質化熱処理工程Ｓ２では、鋳造工程Ｓ１で鋳造した鋳塊を圧延する前に、所定温度で均質化熱処理（均熱処理）を施す。鋳塊に均質化熱処理を施すことによって、内部応力が除去され、鋳造時に偏析した溶質元素が均質化され、また、鋳造冷却時やそれ以降に析出した金属間化合物が成長する。
均質化熱処理工程Ｓ２における熱処理温度（鋳塊温度）は５００〜５７０℃である。熱処理温度が５００℃未満では、鋳造時に晶出したＳｉあるいはＭｇが未固溶のまま残存し、溶体化熱処理および人工時効処理後に適度な析出物分布を得ることができず、曲げ加工性が低下する。一方、５７０℃を超えると、鋳塊の表面で局部的な溶融（バーニング）が生じてしまう。さらに好ましくは、５６０℃以下である。
均質化熱処理工程Ｓ２における熱処理時間（保持時間）は、均質化を完了させるためには１時間以上であればよく、製造効率の点から２４時間以下であればよい。

【0051】

（熱間圧延工程）
熱間圧延工程Ｓ３では、均質化された鋳塊を熱間圧延する。このときの圧延開始温度を３５０〜５７０℃が好ましい。そして、複数のパスからなる熱間圧延を施すことで、所望の板厚の熱間圧延板（ホットコイル）とする。
なお、本発明では、後記のとおり、熱間圧延工程Ｓ３の最終圧延パスの終了温度を詳細に規定しており、当該終了温度の条件を満たす場合は、熱間圧延工程Ｓ３の圧延開始温度が比較的高い温度（５００℃を超えて５７０℃以下の範囲）であっても、本発明の効果に影響を与えない。

【0052】

（均質化熱処理後の冷却の態様）
ここで、均質化熱処理後に、熱間圧延を開始する３５０〜５７０℃の温度範囲まで冷却する際の態様は、この温度範囲まで直接冷却し、この温度範囲で熱間圧延を開始してもよい（以下、２段均熱とも言う）。また、３５０℃以下の温度範囲まで冷却し、その後更に、熱間圧延を開始する３５０〜５７０℃の温度範囲まで再加熱して、この温度範囲で熱間圧延を開始してもよい（以下、２回均熱とも言う）。また、均質化熱処理後に、冷却することなく、そのまま、熱間圧延を開始してもよい（以下、１回均熱とも言う）。

【0053】

均質化熱処理後、熱間圧延開始温度範囲までの冷却速度は特に規定しないが、望ましくは２０〜２００℃／ｈの範囲である。冷却速度が２０℃／ｈ未満となると、Ｍｇ_２Ｓｉ化合物が粗大となるため、所望の強度を得るためにこれを再固溶させようとすると、溶体化熱処理が長時間必要となり、生産性が低下する。
一方、冷却速度が２００℃／ｈを超えると、鋳塊内での温度分布が不均一となり、熱収縮による変形やソリなどの異常が生じる新たな問題が発生する可能性もある。

【0054】

また、冷却速度が速すぎると、均質化熱処理後、熱間圧延開始温度範囲まで冷却する間に形成されるＭｇ_２Ｓｉ化合物の平均サイズが小さくなりすぎ、再結晶粒の核生成サイトとしての必要な、直径が２μｍ以上の比較的粗大なＭｇ_２Ｓｉ化合物を、適当な数だけ分布させることができなくなるおそれがある。

【0055】

均質化熱処理後に鋳塊を冷却する方法としては、例えば均熱炉内または炉外での強制ファン空冷、接触冷却、ミストやスプレーによる冷却がある。

【0056】

（最終圧延パスの終了温度）
熱間圧延工程Ｓ３における最終圧延パスの終了温度は、３００〜３６０℃である。終了温度を３００℃以上に高温化することで、板表面における最大長さが３μｍを超える金属間化合物数の増加抑制を図ることができる。また、終了温度を３６０℃以下に規制することで、板表面における平均結晶粒径の小径化を図ることができる。

【0057】

（溶体化熱処理工程）
溶体化熱処理工程Ｓ４では、熱間圧延工程Ｓ３で製造した圧延板、または、後記する冷間圧延工程ＳＲ１で製造した圧延板を溶体化熱処理する。ここで、溶体化熱処理工程Ｓ４における熱処理温度（鋳塊温度）は５００〜５７０℃である。熱処理温度が５００℃未満では、未固溶のＳｉあるいはＭｇが残存するため、溶体化熱処理および人工時効処理後に適度な析出物分布を得ることができず、所望の耐力および応力緩和特性を得ることができない。一方、５７０℃を超えると、板表面で局部的な溶融（バーニング）が生じてしまう。さらに好ましくは、５２０〜５５０℃である。
溶体化熱処理工程Ｓ４における前記熱処理温度での保持時間については、１００秒以内（０秒でもよい）である。１００秒を超えると、その効果が飽和するとともに生産性が低下してしまうからである。
なお、保持時間が０秒とは、溶体化温度に到達後、すぐに冷却した場合を示す。

【0058】

溶体化熱処理工程Ｓ４において、２００℃から前記熱処理温度までの昇温速度は５℃／ｓ以上であることが好ましく、前記熱処理温度から２００℃までの降温速度は１０℃／ｓ以上であることが好ましい。
昇温速度を前記速度以上とすることにより、Ｃｕｂｅ方位が適切に発達するのをより確実なものとすることができる。また降温速度を前記速度以上とすることにより、所望の強度を確実に得ることができる。

【0059】

（冷間圧延工程）
冷間圧延工程ＳＲは、図３（ａ）に示すように、熱間圧延工程Ｓ３→冷間圧延工程ＳＲ１→溶体化熱処理工程Ｓ４→冷間圧延工程ＳＲ２→という順序で２回行ってもよいし、図３（ｂ）に示すように、熱間圧延工程Ｓ３→冷間圧延工程ＳＲ１→溶体化熱処理工程Ｓ４→という順序で１回行ってもよいし、図３（ｃ）に示すように、熱間圧延工程Ｓ３→溶体化熱処理工程Ｓ４→冷間圧延工程ＳＲ２→という順序で１回行ってもよい。
そして、冷間圧延工程ＳＲ（ＳＲ１、ＳＲ２）では、熱間圧延工程Ｓ３後、または、溶体化熱処理工程Ｓ４後の圧延板に再結晶温度以下（例えば、常温）で圧延を施す。

【0060】

（人工時効処理工程）
人工時効処理工程Ｓ５では、溶体化熱処理工程Ｓ４で溶体化熱処理を施した圧延板、または、冷間圧延工程ＳＲ２で冷間圧延を施した圧延板に、所定温度・所定時間で人工時効処理を施す。
人工時効処理工程Ｓ５における熱処理温度については、特に限定されないが１５０〜２５０℃であることが好ましい。１５０℃未満であると所望の耐力、応力緩和特性を得ることができず、２５０℃を超えると析出物が粗大化して耐力、応力緩和特性が低下するからである。また、熱処理時間についても、特に限定されないが１〜３０時間であることが好ましい。１時間未満であると特に量産時を想定した場合にはコイルあるいはシート内での不均一な温度分布を生じ、材料特性が不安定となりやすい。生産性を考慮して３０時間を上限とする。

【0061】

本発明に係る導電用アルミニウム合金板の製造方法は、以上説明したとおりであるが、本発明を行うにあたり、前記各工程に悪影響を与えない範囲において、前記各工程の間あるいは前後に、他の工程を含めてもよい。例えば、人工時効処理工程Ｓ５の後に、アルミニウム合金板を所定の大きさに裁断する裁断工程や、図１に示すような所定の形状に加工（曲げ加工、穴抜き加工等）する加工工程を含めてもよい。また、人工時効処理工程Ｓ５の前に、裁断工程、加工工程を含めてもよい。

【0062】

また、前記各工程において、明示していない条件については、従来公知の条件を用いればよく、前記各工程での処理によって得られる効果を奏する限りにおいて、その条件を適宜変更できることは言うまでもない。

【実施例】

【0063】

次に、本発明に係る導電用アルミニウム合金板およびその製造方法について、本発明の要件を満たす実施例と本発明の要件を満たさない比較例とを比較して具体的に説明する。
［供試材の作製］
表１に示す組成のアルミニウム合金（合金１〜２２）を、溶解し、半連続鋳造にて鋳塊を作製し、面削処理をした。この鋳塊に、表２に示す条件で均質化熱処理を行ったのち、圧延率９９％の熱間圧延を施して、熱間圧延板とした。その後、冷間圧延を施し（一部の供試材を除く）、表２に示す条件で溶体化熱処理を行った。そして、溶体化熱処理後、冷間圧延を施し（一部の供試材を除く）、表２に示す人工時効処理を施すことで（供試材３２は施さない）、供試材（厚さ２．０ｍｍ）を作製した。
なお、供試材８、９、２５については、１回均熱で行い、供試材１〜７、１０、１１、１４〜２４、２７、２８、３０、３１については、２回均熱で行い、供試材１２、１３、２９については、２段均熱で行った。

【0064】

［評価］
（平均結晶粒径の測定）
供試材の表面を０．０５〜０．１ｍｍ機械研磨、電解エッチングし、水洗・乾燥した後に、光学顕微鏡にて１００倍で写真撮影した。そして、この顕微鏡写真から圧延方向に切片法を用いて平均結晶粒径の値を算出した。なお、切片法を用いた測定では、１測定ライン長さを０．９５ｍｍとし、１視野当たり各３本で合計５視野を観察することにより、全測定ライン長さを０．９５×１５ｍｍとした。

【0065】

（金属間化合物数）
供試材の表面を０．０５〜０．１ｍｍ機械研磨し、水洗・乾燥した後に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察倍率５００倍、２０視野で写真撮影した。得られたＳＥＭ組織を画像解析することにより、金属間化合物（Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系およびＭｇ−Ｓｉ系金属間化合物）の最大長さが３μｍを超える化合物数をカウントし、面積１．０ｍｍ^２あたりの数を算出した。そして、２０視野の其々において算出した化合物数の平均値を算出した。
ここで、金属間化合物は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の組成（ＣＯＭＰＯ）像において母相とのコントラストで識別でき、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物はＡｌ母相より白く写り、Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物はＡｌ母相より黒く写る。
なお、最大長さとは、板表面において其々の金属間化合物が呈する最も大きな直径である。また、ここでのＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物とは、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を含む概念である。

【0066】

（引張試験）
供試材から引張方向が圧延方向と垂直になるようにＪＩＳ５号の試験片を切り出した。この試験片を用いて、ＪＩＳＺ２２４１：２０１１に準拠して引張試験を実施し、引張強さ、耐力（０．２％耐力）、および伸びを測定した。
なお、クロスヘッド速度は５ｍｍ／分で、試験片が破断するまで一定の速度で行った。

【0067】

（導電率）
導電率の測定は、日本フェルスター株式会社製の渦流導電率測定装置［型式「シグマテストＤ２．０６８」］によって測定した。また、導電率の測定は、供試材表面の互いに間隔を１００ｍｍ以上開けた任意の５箇所で行った。そして、本発明における導電率は、測定された各導電率を平均化したものとした。この伝導率の値が４５．０％ＩＡＣＳ以上であると、電気接続部品としての導電性能を確保できると評価した。

【0068】

（曲げ加工性）
供試材から試験片長手方向が圧延方向と垂直になるようにＪＩＳ３号（ＪＩＳＺ２２０４）の試験片を切り出した。この試験片を、ＪＩＳＺ２２４８：２００６に準拠してＶブロック法により曲げ試験を実施し（図３参照）、曲げ加工性を評価した。なお、曲げ試験は、θ（曲げ角度）：９０°、ｒ（内側曲げ半径）：０ｍｍ、ｔ（供試材板厚）：２ｍｍという条件で実施した。
曲げ試験後の曲げ部（湾曲部、幅：３０ｍｍ）の割れの発生状況を観察し、５枚の試験片のうち、全ての試験片において肌荒れおよび割れとも発生しなかったものを極めて良好（○）、いずれか１枚以上に許容レベルのわずかな肌荒れまたは割れが生じたものを良好（△）、顕著な肌荒れまたは亀裂長さ２ｍｍ以上の割れが１枚以上に発生したもの（×）、または亀裂長さ２ｍｍ以上の割れが５枚すべてに生じたもの（××）を不良と評価した。

【0069】

（応力緩和特性）
応力緩和率は、片持ち梁方式によって測定した。即ち、長手方向が、板材の圧延方向に垂直方向（Ｔ．Ｄ．）となるように、各実施例及び比較例の板材を幅１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状試験片に切り出し、その一端を剛体試験台に固定し、試験片の各長手方向に合わせて、固定端に０．２％耐力の８０％に相当する表面応力を負荷した。スパン長さは、日本伸銅協会技術標準（ＪＣＢＡ−Ｔ３０９：２００４）に規定されている「銅及び銅合金薄板条の曲げによる応力緩和試験方法」により算出した。一端部が剛体試験台に固定され、固定端からスパン長さに離隔した位置にたわみを与えた状態で、各試験片を一定温度に加熱したオーブン中に保持した後に取り出し、たわみ量ｄ（１０ｍｍ）を取り去ったときの永久ひずみδを測定し、応力緩和率ＲＳ（ＲＳ＝（δ／ｄ）×１００）を測定した。加熱条件は、例えば（社）自動車技術会のＪＡＳＯにおいて、１５０℃で１０００時間の加熱条件が規定されている。
１５０℃×１０００時間での応力緩和率が３０％以下のものを極めて良好（○）、３０％を超え、６０％以下のものを良好（△）、６０％を超えるものを不良（×）と評価した。

【0070】

詳細なアルミニウム合金の成分、供試材の製造条件、および材料特性（試験結果）を表１または表２に示す。なお、表１、２において、本発明の構成を満たさないものについては、数値に下線を引いて示す。

【0071】

【表1】

【0072】

【表2】

【0073】

［結果の検討］
供試材１〜２０については、本発明の規定する要件を満たしていることから、内曲げＲ＝０ｍｍと非常に厳しい曲げ加工条件とした場合にも、曲げ加工性が良好（△）以上という評価となるとともに、電気接続部品に要求される応力緩和特性を有するという評価となった。

【0074】

供試材２１（合金１５）は、Ｓｉの含有量が本発明で規定する数値範囲の下限値未満であったため、曲げ加工性が不良であり、応力緩和性に優れないという評価となった。

【0075】

供試材２２（合金１６）は、Ｓｉの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限値を超えているとともに、金属間化合物数が多かったため、曲げ加工性が不良であるという結果となった。
供試材２３（合金１７）は、Ｍｇの含有量が本発明で規定する数値範囲の下限値未満であるとともに、平均結晶粒径が大きかったため、導電率が４５．０％ＩＡＣＳ未満となり、導電率が不良となるとともに、曲げ加工性が不良であり、応力緩和性に優れないという結果となった。

【0076】

供試材２４（合金１８）は、Ｍｇの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限値を超えているとともに、金属間化合物数が多かったため、曲げ加工性が不良であるという結果となった。
供試材２５は、平均結晶粒径が大きかったため、曲げ加工性が不良という結果となった。

【0077】

供試材２６は、均質化熱処理の熱処理温度が本発明で規定する数値範囲の上限値を超えてしまったため、バーニングが発生してしまい、以降の製造および試験を行うことができなくなった。
供試材２７は、金属間化合物数が多かったため、曲げ加工性が不良という結果となった。

【0078】

供試材２８は、平均結晶粒径が大きかったため、曲げ加工性が不良という結果となった。
供試材２９は、溶体化熱処理の熱処理温度が本発明で規定する数値範囲の上限値を超えてしまったため、バーニングが発生してしまい、以降の製造および試験を行うことができなくなった。

【0079】

供試材３０（合金１９）は、Ｆｅの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限値を超えているとともに、金属間化合物数が多かったため、曲げ加工性が不良という結果となった。
供試材３１（合金２０）は、Ｔｉの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限値を超えているとともに、金属間化合物数が多かったため、導電率が４５．０％ＩＡＣＳ未満となり、導電率が不良となるとともに、曲げ加工性が不良という結果となった。

【0080】

供試材３２（合金２１）は、Ｃｕの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限値を超えているとともに、平均結晶粒径が大きく、金属間化合物数も多かったため、曲げ加工性が不良という結果となった。
また、供試材３３（合金２２）は、Ｃｕの含有量が本発明で規定する数値範囲の上限値を超えているとともに、金属間化合物数が多かったため、曲げ加工性が不良という結果となった。

【0081】

なお、供試材３２は、特許文献２に記載されたアルミニウム合金板を想定したものであり、供試材３３は、特許文献１に記載されたアルミニウム合金板を想定したものである。

【0082】

幾つかの供試材については、人工時効処理後の状態だけでなく、人工時効処理前の状態で、平均結晶粒径、金属間化合物数を測定したが、人工時効処理前後において、各測定値はほとんど同じ値を示した。

【符号の説明】

【0083】

１ バスバー（電気接続部品）
１ａ 連結部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】