DE1295844B

DE1295844B - Verwendung einer Kupferlegierung fuer Fahrdraehte

Info

Publication number: DE1295844B
Application number: DE1965N0026479
Authority: DE
Original assignee: NIELSEN; OTTO DR ING
Current assignee: NIELSEN; OTTO DR ING
Priority date: 1965-03-30
Filing date: 1965-03-30
Publication date: 1969-05-22

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Kupferlegierung als Werkstoff zur Herstellung von Fahrdrähten für die Stromabnahme im elektrischen Fahrbetrieb.
Bei der Gewinnung von Kupfer fällt bekanntlich nach dem jetzt üblichen Verfahren ein Kupfer von hohem Reinheitsgrad an. So weist z. B. das bekannte Elektrolytkupfer einen hohen Reinheitsgrad auf und zeichnet sich dadurch durch eine charakteristische elektrische Leitfähigkeit aus. Diese soll nach den internationalen Normen mindestens 100 % oder 58 Ohm-1 - mm' (58 Siemenseinheiten) betragen. Die meisten Zusätze oder auch Verunreinigungen wie Phosphor, Arsen, Antimon setzen die Leitfähigkeit stark herunter.
Eine weitere typische Eigenschaft liegt in der durch hohe Reinheit bewirkten niedrigen Erweichungstemperatur. Eine niedrige Erweichungstemperatur bedeutet, daß durch Verformung im kalten Zustand erhöhte Festigkeiten beim Erwärmen schon bei niedrigen Temperaturen rückgängig gemacht werden.
Diese Eigenschaften werden auch für die Verwendung von Kupfer in vielen Fällen gefordert. Zum Beispiel bei der Herstellung von Lackdrähten soll das Kupfermaterial eine möglichst niedrige Erweichungstemperatur aufweisen.
Für andere Verbraucher ist diese Eigenschaft unerwünscht. Konstruktionsteile in Motoren, Kühlschränken u. dgl. aus Kupfer sollen häufig eine durch Kaltverformung gesteigerte Festigkeit beim Gebrauch oder im Fertigungsgang auch bei etwas höheren Temperaturen behalten. Die elektrische Leitfähigkeit spielt hierbei unter Umständen eine nebengeordnete Rolle. Bei der Verwendung von Kupfer für Fahrdrähte ergibt sich jedoch die Forderung auf eine möglichst hohe Leitfähigkeit entsprechend dem reinen Kupfer, jedoch unter Erhöhung der Weichglühtemperatur.
Es ist bekannt, daß ein Kadmiumzusatz die Erweichungstemperatur von Kupfer beträchtlich erhöht (Metall, 17 [1963], Seiten 1126, 1129-1130). Hierbei wird aber auch die bekannte Tatsache erwähnt, daß Kadmiumkupfer nur im desoxydierten Zustand vorliegt. Man kann daher das Kadmiumkupfer nur in senkrechten Formen unter Verwendung besonderer Kokillenschlichten gießen, so daß die Verarbeitung zu Fahrdrähten nicht mit den gebräuchlichen Methoden und Einrichtungen für eine zuverlässige Massenerzeugung, z. B. Vergießen in offenen Formen auf der Gießmaschine erfolgen kann. Kadmium- ; kupfer ist daher für hoch beanspruchte Fahrdrähte nicht in nennenswertem Umfange zum Einsatz gekommen.
Der Einfluß von Verunreinigungen bzw. von Spurenelementen, z. B. Selen, im Kupfer auf die Rekristallisation bzw. die Erweichungstemperatur und die elektrische Leitfähigkeit ist eingehend untersucht worden. (Zeitschrift für Erzbergbau und Metallhüttenwesen [Erzmetall] Band IV [l951] Seiten 377-380; Band IX [1956] H 4, Seiten 151-158).
Hochbeanspruchte Fahrdrähte werden jedoch aus unlegiertem EIektrolytkupfer hergestellt, da auf höchste elektrische Leitfähigkeit und höchste Sicherheit gegen Drahtbrüche durch Fehlstellen Wert gelegt wird. Es ist aber auch anzustreben, daß die Drähte durch den angestrengten Betrieb die durch Kaltziehen mitgebrachte höhere Festigkeit möglichst auch bei Erhöhung der Betriebstemperatur behalten.
Die Erfindung erstreckt sich zu diesem Zweck auf die Verwendung einer Kupferlegierung, bestehend aus reinem Kupfer und einem Zusatz an 0,0005 bis 0,0150 % Selen, als Werkstoff zur Herstellung von Fahrdrähten für die Stromabnahme im elektrischen Fahrbetrieb.
Der besondere Vorteil von Selen gegenüber anderen Zusatzelementen, wie vielleicht Silber oder Kadmium, liegt gerade darin, daß praktisch solche sehr kleinen Zusatzmengen die gewünschte Erhöhung der Erweichungstemperatur ergeben. Die obere Grenze von 0,0150 % ergibt sich daraus, daß weitere Zusätze an Selen die Weichglühtemperatur nur noch im geringeren Maße steigern.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Kupferlegierung, bestehend aus reinem Kupfer mit geringem Zusatz von Selen in dem Bereich von 0,0005 % bis 0,015011/o, ist daher praktisch ein reines Kupfer, welches für den anmeldungsgemäßen Verwendungszweck die gewünschten Eigenschaften aufweist. Die Abwesenheit von anderen Verunreinigungen hat den Vorteil, daß eine Beeinträchtigung der Leitfähigkeit ausgeschaltet ist und weiterhin auch Streuungen der Werte vermindert sind.

Claims

Patentanspruch: Verwendung einer Kupferlegierung, bestehend aus reinem Kupfer und einem Zusatz von 0,0005 bis 0,0150 % Selen, als Werkstoff zur Herstellung von Fahrdrähten für die Stromabnahme im elektrischen Fahrbetrieb.