DE2435456A1

DE2435456A1 - Leiter aus einer aluminiumlegierung

Info

Publication number: DE2435456A1
Application number: DE2435456A
Authority: DE
Inventors: Enrique Calixto Chia; Roger John Schoerner
Original assignee: Southwire Co LLC
Current assignee: Southwire Co LLC
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1974-07-23
Publication date: 1975-02-20
Also published as: JPS5070895A; FR2238998A1; IT1016955B; GB1475587A; CA1037742A; DE2435456B2

Description

Leiter aus eine,r Aluminiumlegierung

Die Erfindung betrifft einen Leiter aus einer Aluminiumlegierung mit einer elektrischen Leitfähigkeit von mindestens 57I₁ bestimmt nach dem "International Annealed Copper Standard", im folgenden kurz als IACS-Standard bezeichnet, mit gegenüber bekannten Leitern aus Aluminiumlegierungen verbesserten Eigenschaften, insbesondere verbesserter Dehnung, verbesserter Biegefestigkeit und verbesserter Zugfestigkeit.

Es ist bekannt, die verschiedensten Aluminiumlegierungen in Form von Stäben, Drähten, Blättern, Folien, Platten, Röhren und anderen Formelementen als elektrische. Leiter zu verwenden. Derartige Legierungen haben in charakteristischer Weise Leitfähigkeiten von mindestens 571, bestimmt nach dem IACS-Standard. Sie bestehen zu einem wesentlichen Teil aus reinem Aluminium und vergleichsweise kleinen Mengen üblicher Verunreinigungen, z.B. Vanadium, Kupfer, Mangan, Magnesium, Zink, Bor, Gallium, Nickel, Zirkonium, Chrom, Beryllium und Titan.

Es hat sich gezeigt, daß die physikalischen Eigenschaften der bekannten Leiter aus Aluminiumlegierungen in vieler Hinsicht noch zu wünschen übrig lassen. So hat sich gezeigt, daß bei den bekannten Legierungen eine wünschenswerte Dehnung nur unter Verminderung der Zugfestigkeit erreicht werden kann und daß andererseits wünschenswerte Zugfestigkeiten nur auf Kosten einer verminderten prozentualen Dehnung erreichbar sind. Im übrigen sind die Biegefestigkeit und der Ermüdungswiderstand von bekannten Leitern aus Aluminiumlegierungen so gering, daß derartige Leiter für die verschiedensten Anwendungsgebiete nicht geeignet sind.

Es besteht somit ein Bedürfnis nach einem elektrischen Leiter aus einer Aluminiumlegierung, mit verbesserten physikalischen Eigenschaften mit einer verbesserten prozentualen Dehnung und

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einer verbesserten Zugfestigkeit sowie ferner einer verbesserten Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegebeanspruchungen und einer verbesserten Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdungserscheinungen während der Verwendung des Leiters.,

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leiter aus einer Aluminiumlegierung anzugeben, der gekennzeichnet ist durch eine verbesserte Dehnung, eine verbesserte Zugfestigkeit, eine verbesserte Biegefestigkeit, eine verbesserte Dauerfestigkeit, eine hohe thermische Stabilität, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdungserscheinungen und durch eine zufriedenstellende elektrische Leitfähigkeit.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß man zu Leitern der aufgeführten Eigenschaften dann gelangt, wenn sie aus einer Aluminiumlegierung bestehen, die durch einen Gehalt von weniger als etwa 98,83 Gew.-I Aluminium, einen Gehalt von mehr als etwa 0,99 Gew.-I Eisen und einen Gehalt von mehr als etwa 0,18 Gew.-I Silicium gekennzeichnet ist.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Leiter aus einer Aluminiumlegierung mit einer elektrischen Leitfähigkeit von mindestens 57t, bestimmt nach dem IACS-Standard, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Legierung besteht zu

etwa 96,20 bis 98,83 Gew.-i Aluminium,
etwa 0,99 bis etwa 2,50 Gew.-I Eisen,
etwa 0,18 bis etwa 0,40 Gew.-* Silicium und zu 0,005 bis etwa 0,40 Gew.-\ aus einem oder mehreren der Spurenelemente Vanadium, Kupfer, Mangan, Magnesium, Zink, Bor, Gallium, Nickel, Zirkonium, Chrom, Beryllium und Titan.

Der Aluminiumgehalt der erfindungsgemäßen Legierung liegt somit bei etwa 96,20 bis etwa 98,83 Gew.-I. Besonders vor-

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teilhafte Ergebnisse werden dann erhalten, wenn der Aluminiumgehalt bei etwa 97,20 bis etwa 98,70 Gew.-I, insbesondere bei etwa 9 7,80 bis etwa 9 8,70 Gew.-! liegt. '.,

Der Eisengehalt der Legierung liegt in vorteilhafter Weise bei etwa 2,50 Gew.-I bis nafaocxaä6 etwa 0,99 Gew.-!, wobei besonders vorteilhafte Ergebnisse dann erhalten werden, wenn der Eisengehalt bei etwa 1,10 bis etwa 2,00 Gew.-! liegt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich des weiteren erwiesen, wenn der Siliciumgehalt der Legierung bei etwa 0,20 bis etwa 0,30 Gew.-! liegt.

Das Verftältnis von Gew.-! Eisen zu Gew.-! Silicium soll bei 2:1 oder darüber liegen. In besonders vorteilhafter Weise liegt das Gewicntsverhältnis von Eisen zu Silicium bei 8:1 oder darüber.

Wenn somit die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung einen Eisengehalt im unteren Bereich des angegebenen Gewichtsbereiches aufweist, so ist eher die Gewicntsmenge an Aluminium zu erhöhen als die Gewichtsmenge an Silicium.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein in geeigneter Weise hergestellter oder bearbeiteter Leiter aus einer Aluminiumlegierung der angegebenen Zusammensetzung durch eine annehmoare elektrische Leitfähigkeit gekennzeichnet ist und durch eine verbesserte Zugfestigkeit, eine verbesserte Dehnung und daß ein solcher Leiter des weiteren neue unerwartete Eigenschaften zeigt, und zwar eine in überraschender Weise erhöhte Biegefestigkeit, eine weit verbesserte Entüdungswiderstandsfähigkeit, eine hohe Dauerfestigkeit und eine ausgezeichnete thermische Stabilität.

Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung läßt sich herstellen durch Aufschmelzen und Legieren von Aluminium mit den notwendigen Mengen an Eisen und anderen Bestandteilen unter Erzeugung

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der Legierung für die VföltQS'veirarbeitungo Β®? Gehalt en-typischen Verunreinigungen oder Spuir©a©l@a©Eteii des" Sehwslge liegt dabei

bei insgesamt O_fOQS fels ©tws O₉IO Geti_e°L Iu besonders vorteilhafter Weise lieg@a die Sg^??0a©ta!©Hit© isi θϊμθτ ß©saiata©age vom weniger als O₈2O G®t\?_e-I v@r_e Als gasig feesoaders to ^t© ISJi aft hat es sich erwiesen, weaan die @ln,sela©n ¥©ruHreiaigwBg@a ©der Spureaeleiaöate in Mengen von ©ttfa O₈IO Gew. = ! ©der dsinmater ¥orli©geno Bed- der -Bes'ecliEwag der Mssag©a aa Sp«ff©a©l©ii©atea Miai dl® Leit° flliigkeit d©r herzwstelleaiea L@gi@rwag b©aelit@t werden_B da eisi» ^e Spurenelemente iie Leit£ähigk©it der-Legiefuag melir als aadere Spurenelemente - in beeiiifiussesi verm8g@ra_a Di® typiseiieß Spurenelemente bestehen beispielsweise aus Yandi«M₈ !(«pfeif₃ Mangan, Magaesiunii, Zinkj, Bor, Gsllitim_e Miekel₀ Zirfsemimig Chrom, Berylliwm und Titanο

Ist der Gehalt an Tita» relativ iiÄ (jedoch iss Vergleieh Aluiaiiii»nä_p Eisen und Silieina s©hr ai©di?ig) so können vergleichs weise kleine Mengen an Βθϊ> swgesetsf w©yi©n£) um überschüssiges .Titan sw blinden und «si ^w Ves^seidea^ dsß ©s die Leitfähigkeit des Leiters ¥©rmindert_o .

Nach Herstellung der Sdui@lg@ wird di@ Almaiaiwalügierwag goesen^ vorzugsweise kesrSimi&iisrlieh, taad gifss· %w@ndl©s©n Staagaa oder Stäben*, Diese gegosseaosi itaagem ©i©5? Stab© Ilc5nsi©a dama heiß bearbeitet wenden _B la firsktiBch d©a % mist ©ad _D im d©m si® in der Gießmaschine oder ßi©j§w<SETiehtwng aafall@a_o Eia@ typisch® HeiSbearbeituag besteht darisij) die- Stab© od@5r Staageia Mamittel·= bar aach ihrer Hersf©llaag la üisaeia

Selbstverständlich köaneia aiaeto ajadef© HQi?stQl3Ltaagsi3©ßli©d©a- aagewaadt .-werd©ffi„ doch werden b®s©aiQfs ^©rteilihaft© Birg©feiai§s© fe@i_;eia@ii

ii©Ä©£l©m ibesteMem feeispiolsuols© ©us Ifelicfeoia jfejfdTOSt®.tlsdi©a
Stäfeem

gierungspulver unter Herstellung von Stäben» Barren, Tafeln, Stangen ader Drähten direkt gesintert werden oder in Verfahren, bei denen direkt aus der aufgeschmolzenen Aluminiumlegierung Stangen, Barren, Tafeln, Stäbe oder Drähte direkt gegossen werden und ferner üblichen Gießverfahren, bei denen aus der Schmelze Barren, Tafein, Stäbe und d«rgl. gegossen werden, welche anschließend heiß bearbeitet werden können unter Herstellung von Stäben und zu Drähten verzogen werden können.

Ein Beispiel eines kontinuierlichen Gieß- und Walzverfahrens, nach dem endlose Stäbe hergestellt werden können, arbeitet wie

Eine kontinuierliche arbeitende Gießvorrichtung dient zur Verfestigung des aufgeschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalles unter Erzeugung eines Stabes, der in praktisch dem Zustand, in dem er in der kontinuierlich arbeitenden Gießvorrichtung zum Erstarren gebracht wurde, einem Walzwerk zugeführt wird, in welchemdie . Heißbearbeitung der gegossenen Stangen in einen Stab oder in ein anderes heißgeformtes Element oder Erzeugnis erfolgt, und zwar in einer Art und Weise, bei welcher eine Bewegung der gegossenen Stangen längs einer Vielzahl von winkelförmig angeordneten Achsen erfolgt.

Die kontinuierlich arbeitende Gießvorrichtung kann dabei vom Typ der üblichen Gießradvorrichtungen sein, mit einem Gießrad mit einer Gießrinne oder Gießnut, die teilweise eingeschlossen wird durch ein endloses Förderband, das gelagert ist auf dem Gießrad und einer Spannwalze. Das Gießrad und das endlose Förderband stehen dabei miteinander im Eingriff unter Erzeugung einer Form , in dessen eines Ende die gegossene Stange ausgestoßen wird, in praktisch dem Zustand, in dem sie verfestigt wurde.

Das Walzwerk kann aus einem der üblichen Walzwerke bestehen mit einer Vielzahl von Walzen zum Heißverftrmen der gegossenen Stangen

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dutch @iae Eeih© ¥®st Y<si?£mmnngQm„ Di© !soateisuderlieh arbeitende

und dos UaIsWQi¹Is sind dsb©i gMoiiaBdoi? d©Fsr£ am g dg® di® g@g®s§©a© Staäg© ia das Walzwerk praktisch ua~ mi lit ©!bar »ach des¹ ¥©ff©stigwag d@T Starng® Giatritt und ia prakfisdi dem-Zustand^ ia d©» dl© Verfestigung ©d©? EffstaSTssag erfol ΐ©_ο Ia di©s©23 Zusfasiid h©£imdQt säsfe dli@ g©g®ss®ne StQiage'auf I-feiSbearb©it;«sigstöap@i?atuis' iaaeÄalb dos Terapsifsturboifeicfees für ©iao H©ißv©2*£ormuag dor gegossgagia Stang© gtu BQgiaß der H@ißve?i-« forawag o!ira© Erhitsea zwischen, d©? Gieivoririchtung und d@ra Walzwerk«, Ia d©ia Fall©₈ ia den ©s ©m-iiascht ist₀ die H©il¥@ir£©fiiiungs

®B zum

Einstellen oder Anpassea d©r Toaperattiir der gegossenem Stamge zwiscSian d©!' komtiiauiorlich srboiieBcIen Gießvorrichfung und dem Walswerk" angeordnet w©ird®Bo

Mit ©iaer Vorrichtung des- beschriebenen Schmelze Stangen d@r verschiedensten Langem durch Vsrgießen der geschmolzenem Aluminiumlegierung und durch Heißver£orm©n oder Walzern der gegosseßta Aluminiums tang en hergestellt werden,,

Die Stäbe, die nach dem Vergießen und Verealzen anfalle» ₉ können daan in üblicher bekannter Weis® weiter verarbeitet werden unter Verminderung der Dick© zu Drähten verschiedener Dicken. In vorteilhafter Weise können die Stäbe um etwa 40 bis etwa 97% ihres Durchmessers vor der Dickenverminderung vermindert werden» Die nicht getemperten oder nicht angelassenen Stäbe werden kalt veraogen, und zwar durch eine Reihe von sich fortschreitend ver- §§!|«αΙ£κ Formen ohne »ischengeschaltete Temperstufen unter Erzeugung eines endlosen Drahtes ©ines gewünschten Durchmessers„ Am Ende des Ziehens oder Verstreckens weist die Legierung eine hohe Zugfestigkeit und eine vergleichsweise geringe EndJehnung auf sowie eine Leitfähigkeit, die unter 55V¹ gemäß IACS liegen kann« Die hergestellten Drähte können dann getempert oder angelassen oder teilweise getempert oder teilweise angelassen werden, um die erwünschten Eigenschaften zu erreichen und abgekühlt wer-

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den. Nach dem Tempern oder Anlassen zeigen die getemperten oder angelassenen Legierungsdrähte eine unerwartet verbesserte prozentuale Enddehnung, eine verbesserte Endfestigkeit und eine höh« Dauerfestigkeit, eine hohe Leitfähigkeit, eine hohe thermische Stabilität, eine ausgezeichnete Biegefestigkeit und eine ausgezeichnete Ermüdungsfestigkeit. Das Tempern oder Anlassen kann dabei in üblicher bekannter Weise kontinuierlich durchgeführt werden, wie beispielsweise beim Widerstandstempern, beim Induktionstempern, beim Konvektionstempern mittels Kanalöfen oder durch Strahlungstempern mittels Kanalöfen oder vorzugsweise kann das Tempern auch in der Masse in einem Partienofen erfolgen.

Beim kontinuierlichen Tempern können in vorteilhafter Weise Temperaturen von etwa 232 bis 65O⁰C angewandt werden, bei Temperzeiten von etwa 5 Minuten bis zu etwa einer 1/10 000 Minute. Ganz allgemein jedoch werden beim kontinuierlichen Teppern die Temperaturen und Temperzeiten so eingestellt, daß sie den Erfordernissen des speziellen Gesamtverfahrens gentigen, so daß die gewünschten physikalischen und elektrischen Eigenschaften erreicht werden. Im Falle einer Massentemperung oder einer chargenweisen Temperung können in vorteilhafter Weise Temperaturen von etwa 154 bis etwa 427⁰C angewandt werden, bei Verweilzeiten von etwa 30 Minute bis etwa 24 Stunden. Wie im Falle des konti- -nuierliehen Temperprozesses können auch beim Massentempern oder , chargenweisen Tempern die Tempertemperaturen und Temperdauer in -Einzelfalle sehr verschieden sein, solange nur die gewünschten Eigenschaften erreicht werden«

Beispielsweise hat sich gezeigt, daß die in der folgenden Tabelle I angegebenen End-Zugfestigkeiten bei einem erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsdraht bei den im folgenden angegebenen Massen-Tempertemperaturen und Zeitspannen erreicht werden können:

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Zugfestigkeit Teap@f°Teif)©ra-

1OSS - 126S 343

1265 - 1476 2§§

1687 - 1968 249 3

Bei® Vergießen d§5? L§gi©riaag fällt ei® ti es ent Ii eher Anteil des in der Legieraffig TOi?liam<I@B@i, Eisesas aus der Ldsuag aus uael gwar in Fora f®e Eisest= und Ältminiuii= wad g@g<efe©a©afßlls Si liei^siverb indungen ₀ beispielsweise im F©s"m vom F@A1,, F®A1_ä9 e»Al-F@°Sl uad ß=Al-F©-Si_e Siia gr©i©i? Teil ©der deir Hawptteil des"' Pas'fikel weist daboi ©Isiö durelisgfeialt % liefe© Liage voa-etwa 0₅3O Mikron bis etna ί _Q7Q Milks'©» und Gia©a durehsehaittlichen Buffdimesser ¥oa etwa O₈OS Mi&föm bis ©tu® 0^40 Mikron auf» Iw £©Ig@4@ss©a Äiilig d©i? diairela 6i®i©ii ©rg©isgte Stab ©la© Di sloa v©a Fartik@la iß ©issos¹ ife@ffsötti-gt©a aus ©isa©y £©st@s swag besteheiidesi Mafrisco Mstl .aisa der Stab Im Raiiaioii -@ia@§ ls0iB?lb©if«sigsv©r£iliff@ms gowals^₀ g© WG^dtea dl© fes'©clieia «ad imaetiislb ioff Mat^ise dispo^gioffiä @äl4»sag groß©? Zellog&o tffig¹^ <äo5f ©rSiQl^QsaQ Stab asasa durch Zi@h©ja ia seia© -isädforra g©feS¹SeSSt₀ ©fea© iai Ewisehoffldurefa ©ia T©ep©ffa ρ s© werden di© I©sSßSKit©il@ uoites¹ dispe^giert «ad la s*öß® vermladerto Mqda (stea ältoi?®, ia ©iß@i? ab§<ghÜQl©iäd@s ΡΖλ®Ά WöTä©m άΪΘ giigfestig&oito di© Bsinaiaiag _p dio i£₀ dl© tfe@i?aisdiG Stabilität _B di© Erati<äpagsuid g, däe L©£ffSSaigisoi^ nsad BiogofGStigk@it QslißSut des· "gerisigosi 2ollQaßi?Öi© Mai durch Gisa ß u©i Ves^iQfffmsagosa äwrdh ©isao bevujrgagtG AüaofiU lsi ÜQsea StäellGMo SBSf@2,ß©dooooia Büssosa ®.Gn@ VQ ©des⁵ ?os"sefeioiböQgsqiö©lIoia (da

wsaö dl£©s©s
der Feistigkeit als owda des³ ©OäMatssig

Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsleiter werden wesentlich beeinflußt von der Größe der teilchenförmigen Verbindungen in der Matrix. Grobe Niederschläge oder Ausfällungen vermindern die prozentuale Dehnung und die ■ Biegefestigkeit der Leiter durch Erhöhung der Bildung von Kristallisationskernen und infolgedessen der Bildung von großen Zellen, welche wiederum die Rekristallisationstemperatur des Leiters vermindern. Feine Auffällungen oder Niederschläge verbessern die prozentuale Dehnung und Biegefestigkeit durch Verminderung der Bildung von Kristallisationskernen und Erhöhung der Rekristallisationstemperatur. Grobe oder grobkörnige Niederschläge oder Ausfäilungen führen im allgemeinen dazu, daßder Leiter brüchig wird. Grobe Niederschläge oder Ausfällungen sind unter einem optischen Mikroskop klar sichtbar, d.h. oberhalb von etwa 5000 Ä. α- und ß-FeAlSi bilden grobe Niederschläge und '.' FeAlj und FeAl₆ weisen Partikelgrößen von etwa 25 Ä bis etwa 5000 Ä auf.

Eine typische erfindungsgemäße Legierung (Legierung Nr. 12 AWG) weist beispielsweise die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:

Eine Zugfestigkeit von mindestens 1125 kg/cm ,

eine Enddehnung von 20%,

eine Leitfähigkeit von mindestens 5Ii nach IACS und eine Biegefestigkeit von etwa 15 Biegungen bis zum Bruch.

Ganz allgemein weisen Drähte vom Typ 12 AWG aus einer erfin- . dungsgeraäßen Legierung Zugfestj&eiten von etwa 984 bis 2320 kg/cm² Enddehnungen von etwa 40 bis etwa S¹I₁ Leitfähigkeiten von etwa 581 bis etwa 621 und Biegezahlen bis zum Bruch von etwa 38 bis 2 auf.

bestehenden

Di® er findungs gemäßen, aus Aluminium- le gieren £m/ Leiter der Erfindung, können₉ wi« bereits, dargelegt in Form von Stäben, Drähten, Blättern, Folien_p Röhren und dergl. vorliegen. Sie können als Bin-

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y ß *%

deelement« oder VesM&diingstoil© in ©l@ktFis< verwendet, warden₀ Si© ktan®n ©seh ilbliefe©i raiteinaaiei* we Aasdan ©der v@2ife&üp;üt ^m^ä®m_D boispi©lsw©is@ durch Umbiegen offer Iirifflp£©!₀ dasffcSi Bmdxψ®tbiiduig₀ dutch Vet-19ten .(mit ©des= ©km© Zniuhx to© Worm© und FluSsitt©!)pferch Ver schweißen C^a3.t ®ä®t ofeae FluteifSol) ρ dosda Ultffaseliallyoyseta^ sen, durcii OTtFaseiiallvsrld.stn« te^cfe PlasimoffMtsasi uad amd©re übliche Matfeod©a d@r ¥©ybissdlisiQ\i ^qbi Qi©kt?iseh©n Laitera.

Der hier g®brauchte Ausdriack ""Stab⁰⁰ @uqt '"StsEgs" b©zeichia©t feste Produkt© ₉ di© isa Beiug auf Uhren Qüiersdiaitt !sag siiad,, la typisefeer lf©is© koaaea äi© Stab® uad Stafflgess beispielsweise ©isen Querschnitt von etwa 7-₀6 @u bis 9₉1>21 asm

Hater "Drfli-iS®®⁹⁰ siad hier fostäe Preäiakt© ^ω tf@irst©lh!OB₀ ii© lang bezü'glich-ihras Que^scfeaittQS ,sladj, ι>ιΦ®ί i®t Qiaeysciiaitf quadrstlscli, ©der· r©dif©ckig s©ia feaasi mit scfiarfesa oder Turadem lauten oder wob@i a<$t Querschnitt smia s©ia isana ©der aus ©in©m regulären H®3sag©a od©i? ©isi©n i?®gulär©äa Oktagoia b©st©heii Icsbe uad wobei der Daircfeii©is©i^> od©r di© grdßt© senkrechte Eatferauag zwischen farsll©!©» Fläch©» baispielsweis© swiseh@ß O₉O7S und 9,52 mn liegen kann. . "

Unter "Foli@sa" werden metallisch© Foli@a ©iaei? Schichtstärk© von vorzugsweise weniger als O₉OIS cm bezeichnet.

D©r Ausdruck "Blätter" kennzeichnet flach ausgeiiralzte Metallprodukte mit ©ia©r maximalen Dicke und Mindestöreite je nacii dem Typ der Legierung _B wobei di© Blätter dünner als Platten und dicker als F©li©a siadL .

Uater "Platten¹" w®rd®a flach ausgewalzte Mstallprodukt© einer Mindestdiel:© «ffid ®ia@r Mindestbireit© je nach dem Typ der verwendeten LQgiöTUßg und/OdGr ihres VenfGiadungsgsbiQtes verstanden =

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschau-Ii dien.

Beispiel 1

Dies Beispiel vergleicht die Eigenschaften eines Drahtes aus einer bekannten Aluminiumlegierung (EC aluminum alloy) mit einen Draht aus einer erfindungsgemäßen Legierung.

Zunächst wurde eine Aluminiumlegierung bekannter Zusammensetzung hergestellt, und zwar mit einem Aluminiumgehalt von 99,73 Gew.-|_# einem Eisengehalt von 0,18 Gew.-I, einem Siliciumgehalt von 0,059 Gew.-I und Spurenmengen typischer Verunreinigungen.

Des weiteren wurde eine erfindungsgemäße Legierung mit einem Aluminiumgehalt von 98,28 Gew.-l, einem Eisengehalt von 1,40 Gew.-I, einem Siliciuragehalt von 0,25 Gew.-I und Spurtnmengen typischer Verunreinigungen hergestellt.

Beide Legierungen wurden kontinuierlich zu endlosen Stangen vergossen und zu endlosen Stäben heiß-verwalzt. Die Legierungsstäbe wurde dann kalt gezogen, und zwar durch sich succesive verjSl§«jull* Formen» Hergestellt wurden endlose Drähte vom Typ Nr. 12 AWG.

Abschnitte der Drähte wurden dann auf verschiedenen Spulen aufgespult und in einem Massen- oder Chargenofen bei verschiedenen Temperaturen verschieden lange getempert, unter Erzeugung von Drahtabschnitten verschiedener Zugfestigkeiten.

Verschiedene Prob@n der Drähte wurden dann in einer Vorrichtung getestet, die bestimmt ist zum Messen der Anzahl von Biegungen, die erforderlich sind, um einen Prüfling an einer bestimmten Biegestelle zum Bruch zu bringen. Durch Anwendung tiner gleichförmigen Kraft und Spannung ermüdet die Vorrichtung jeden Prüfling durch Biegen um etwa 135⁰C. Die Drähte wurden dabei um ein

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Paar vom im Abstand zueiaaadfgr abgeordneten Dornen mit einem Durchmesser von dem der Drähte g@boges_o Di© Dorne¹ befanden sieh in ©iaer Entfernung- TOSQisiaader -worn etwa 1 1/2 mal des Durchmessers des gu testenden Drahtes» Ein© Biegung galt als erfolgt, aacli dem der Draht abgebogen war aus @in©r vertikalen Lage zu einem Extrem des B©geas und zurückgekehrt w®r in seineursprüngliche vertikale St©llumg₀ Die Gegelwiadigkeii der Ab» biagungg die Kraft «ad di© Spannung waren isn Falle aller Prüflinge gleich. Es wurden di@ ia der folgernden Tabelle II zusammengestellten Daten erhalten»

	Tabelle	s II ■	gemäß Erfindung
Legierung gemäß	Stand der Tsclmi	-k Legierung	t" Anzahl von Bie gungen bis zum Bruch
Zugfestigkeit Ί ΤΪ IiT 0 # f° Hifi fo	Anzahl vom Bie gungen bis zum Bruch	Zugfestigkei in kg/cm*	38
709	43 1/2	1127	30
899	24	1300	22
948	21 1/2	1568	19
996	14	1765	17
1069	13 3/4	1947	12
1132	11	2116	9
1204 .	9 3/4-	2334	3
1278	8 3/4	2461
1622	S i/2

Wie sieh ans den in der Tab@IIL@ II gusamiiesg@sioll<£öGi Bttea ergibt ₀ weist di© © rf iaduags gestalte LegiQrung eisiQ überraschend" verbesserte Biegefestigkeit gfggGsauber d@r übIieh©ja b©lcaniat©n Legierung auf_o

ehnitto d@ff Iboidtesa DrHhtQ wurden dana ascfe übliche auf ihiro itaddeliiaMiag issit©rstschto - Vom Z©itpuakt das

d© die LSagesigiaBslaffle d©!⁵ Drähte Grriiittelto Die

tuale Enddehnung wurde dann ermittelt durch Division der Anfaagslänge des Drahtprüflings durch die LÄngenzunahrae des Drahtprüflings. Die Zugfestigkeiten der Diralitprüflinge wurde ermittelt als kg/cm² des Qusrschaittsdurchmessers, die erforderlich waren, um die Drähte während des Enddehnungstaste* zu brechen. Die in Klammern gesetzten Werte der folgenden Tabellen beziehen sich auf pounds per square inch of cross-sectional diameter.

	gemäß	Tabelle	H-A	Erfindung
Legierung	keit	Stand der Technik	Legierung gemäß	% Dehnung
Zugfestig in kg/era* (PSI)	000)	1 Dehnung -	Zugfestigkeit in kg/craZ (PSI)	14
703 (.10	700) .	30,5	1090 (15 500)	16
893 112	500)	21, .	1136 (16 158)	15
949 (13	200)	14,	11b3 (16-550)	15
998 (14	00p)	11,5	1209 (17 200)	14
1055 (15	500)	8	1284 (18 270)	12
1160 (16	300)	3,5	1336 (19 000)	10
1286 (18		2,	1440 (21 480)	7
			172y (24 600)	6
			1968 (28 000)	3
		2671 (38 000)

Wie sich aus Tabelle H-A ergibt, weist die erfindungsgemäße Legierung eine überraschend verbesserte Enddehnung im Vergleich zu der bekannten Legierung auf.

Beispiele 2 bis 7

Es wurden 6 Aluminiumlegierungen verschiedener Zusammensetz.ung hergestellt. Die Zusammensetzung dieser Legierungen ergibt sich aus der folgenden Tabelle III.

■§09808/07

243545S

S M

4 Di₀O(S

	ί si
Tabs'll© ISI	O₀OSS 0,40
δ IF©	O₀SS
f\\ 'ft ^	y r, ä> £/
	Q₀U
I₀So	Οο22

2_D00

M® sechs LegiQ^MffigG® trairdoa st£ §Qdis θπά1@3®η Stasag©sa zis SGsfos Qiidli@§Qia SfäbQBi, IkGiS=¹U⁷QItJalgt unardQUo Bio daaffi feolt (ffesirdi siefe smeeesii⁷© VQFQiagGEd® F®ira@ia

aus d©sa L©gi©raagoia d©3f B©i§piGl© 2 bis'7 uidlQ^gtainidstGapsffisEiig raste©Fw®irf0x& Qia₀ di© iffi d©E· f©3LgQsidGffi Tsb©ÜQ IV aiafg©füllet si

©ät₀ ihi'Q Znsgfsstigkoift Msud ife?©
aaelh. üblielao© Tqslaοθ^Sn©dQsi «natoffSöefei;, u©b©i gis? Beitiaaniiig d@ir i^säsoiil vea BiQgyngGsa bis swa B?nseli cli© in B@iipi©l 1 aag©g@b©a© Toatosthod© aag©unadt tra?d©₀ Di© GrfnaltQsiQia Bst©a siad i® d@r f©lg©aid@a Tabelle IV gysaaa©ag©gt©lito

Tab@ll© IV

Boi= L©it£ISiig° Zugfestigkeit % E

spiel k©it ia Ϊ im kg/osr

Ns·, IACS (PSI)

Vergleichs- §2₈§O §44 (U₈OOO) 20

2 60,08 1054 (IS₈OOO). 14

3 SS₉IS 1040 (H₈SOO) 13

4 58,20 1047 (14_s9OO) 12

S09808/075D

- 15 -Fortsetzung von Tabelle IV

5	59,90	1115	(15,800)	11
6	60,15	1052	(16,400)	10
7	59,60	1266	(18,000)	10

Zu beachten ist dabei, daß Beispiel 2 infolge der Zusammensetzung der Legierung dieses Beispieles außerhalb des Erfindungsbereiches liegt.

Beispiel 8

Zunächst wurde eine Aluminiumlegierung nit einem Aluminiumgehalt von 97,70 Gew.-i, einem Eisengehalt von 2,00 Gew.-I, einem SiIiciumgehalt von 0,27 Gew.-I und Spurenmeftgen typischer Verunreinigungen hergestellt.

Die Legierung wurde dann zu einer endlosen Stange vergossen, welche zu einen endlosen Stab heiß-gewalzt wurde.

Der erhaltene Stab wurde dann kalt durch sich succesive verengende Formen unter Erzeugung eines Drahtes vom Typ 12 AWG gezogen. Der Draht wurde auf einer Trommel eines Durchmessers von 76,20 cm aufgespult, und zwar bis das Drahtgewicht bei etwa 103,5 kg lag. Die Trommel wurde dann in einen kalten Ofen (General Electric Bell Furnace) gebracht, worauf die Temperatur im Ofen auf 249°C erhöht wurde. Die Temperatur im Ofen wurde 3 Stunden lang bei 249⁰C belassen, worauf die Stromzufuhr unterbrochen und der Ofen auf 2O4°C abkühlen gelassen wurde. Daraufhin wurde der Ofen schnell abgekühlt, worauf die Trommel aus dem Ofen entnommen wurde.

Der Draht wurde nunmehr untersucht. Er wies eine Leitfähigkeit von

2 58,81 IACS, eine Zugfestigkeit von 1180 kg/cm , eine prozentuale Enddehnung von 11t und eine Anzahl von Biegungen bis zum Bruch von 18 auf.

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- 16 Beispiel 9 ;

Das in Beispiel 8 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß die Ofentemperatur auf 26O⁰C gebracht wurde und der Draht 3 Stunden lang bei dieser Temperatur belassen wurde, bevor abkühlen gelassen wurde.

Der getemperte Draht wies eine Leitfähigkeit von 58,8 IACS, eine Zugfestigkeit von 1124 kg/cm , eine prozentuale Enddehnung von 121 und eine Anzahl Biegungen bis zum Bruch von 22 auf.

Beispiel 10

Das in Beispiel 8 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß die Ofentemperatur auf 316⁰C erhöht wurde und daß der Draht 3 Stunden lang bei dieser Temperatur getempert wurde. Der getemperte Draht wies eine Leitfähigkeit von 59,21 IACS, eine Zugfestigkeit von 1131 kg/cm und eine prozentuale Dehnung von 141 auf. Die Anzahl von Biegungen äs zum Bruch lag bei 26.

Beispiel 11

Das in Beispiel 8 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß die Ofentemperatur auf 316⁰C erhöht . wurde und der Draht 1 1/2 Stunden lang bis zum Abkühlen auf diese Temperatur erhitzt wurde. Der getemperte Draht wies eine Leitfähigkeit von 59,25t IACS, eine Zugfestigkeit von 1187 kg/cm² und eine prozentuale Dehnung von 161 auf. Die Anzahl Biegungen bis zum Bruch lag bei 23.

Beispiel 12

Eine Legierung der in Beispiel S angegebenen Zusammensetzung wurde zu einer endlosen Stange vergossen-, welche zu einem endlosen Temper-F-Stab eines Durchmessers von 9,52 cm heiß-verwalzt

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wurde. Der Stab wurde dann kalt durch sich succesive verengende Formen gezogen, und zwar unter Erzeugung eines Drahtes von Typ Nr. 14 AWG (#14 AWG wire). Der Draht wurde dann auf einer Drahtziehmaschine weiter verstreckt, und zwar mittels einer Maschine voiB Typ Synchro Model BG-16 mit einer Teilpervorrichtung vom Typ Synchro Resistoneal continuous in line. Der Draht wurde zu einem Draht vom Typ Nr. 28 AWG bei einer Endgeschwindigkeit von ungefähr 1000 m pro Minute vorstreckt, wobei die Te»pervorrichtung bei 52 Volt mit einer.Transformatoreinstellung Nr. 8 betrieben wurde.

hatte Der getemperte Legierungsdraht xsii eine Leitfähigkeit von 58,91 IACS, eine Zugfestigkeit von 1152 kg/cm und eine prozentuale Enddehnung von 181. Da die Drahtdicke sehr gering war, war die Anzahl von Biegungen bis zum Bruch extrem groß.

Beispiel 13

Eine Legierung der in Beispiel 8 angegebenen Zusammensetzung wurde zu einer endlosen Stange vergossen, welche zu einem endlosen F-Temper-Stab eines Durchmessers von 9,525 cm heiß-verwalzt wurde. Der Stab wurde dann kalt gezogen, und zwar unter Verwendung einer Drahtziehmaschine vom Typ Synchro Style Nr. FX 13 mit einer kontinuierlichen Tempervorrichtung. Der Draht wurde zu einem Draht vom Typ Nr. 12 AWG bei einer Endgeschwindigkeit von 610 m pro Minute gezogen. Die Temper-Vorrichtungsspannung lag beim Vor-erhitzer Nr. 1 bei 35 Volt, beim Vorerhitzer Nr. 2 bei 35 Volt und in der Tempervorrichtung bei 22 Volt. Die drei Transformatoreneinstellungen lagen bei Nr. 5.

Der getemperte Draht wies eine Leitfähigkeit von 59,01 IACS, eine

Zugfesti,

17t auf.

Zugfestigkeit von 1180 kg/cm und eine prozentuale Enddehnung von

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Claims

ATIMTAMS

ί); Leiter sas ©im©? Mwralmiijsi©g£©raiig mit @in®F "' Leitfähigkeit im®, saisad@§t©sas S^₀ bustieiat aada <ä@ia EAGS

air M Q bis 9i_s S3 Ge⁽ w_a°°% &UB Ai«aimis2B₀ etwa 9 bis @tw£ 2_BSQ GtU₀ = ¹S aus Eisoifflp etwa 0 I le : bis ©twa 0₀40 GsWo^l aws SiiisiöH uud etwa O OS bis ©twa 0_s4ö G®i3o°% aus ©iffl©E ®dl©r iffi©iftn zu 0,0 Wi(B ¥aaa dii8ia₉ liupi®t_D Mspgaa_s Magi der Sp Gal Iium ρ Nie! Zirkonium_β Chr®a_B BesylUt B-or, f®y©ia ntsiiMp Zink se und Titarn

^u etwa 97,20 bis 9S₉7O G@w_o-I aus Alusiimiwia, su etwa I₉IO bis 'etwa 2,00 6®w_e-l aus Eisgn, zu etwa O₉2O.bis etwa O₉SO Gsw_o-I aus Silicium «ad zu etwa OgOOS bis etwa 0,40 G®w„-t aus Spurenelementen.

3. Leiter aus einer Aluminiumlegierung nach Aasprüchen 1 uad 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt an Spurenelementen weniger als 0,20 Gew.-i beträgt.

4. Leiter aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche

1 bis 3₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung weniger als etwa 0,10 Gew.-I Magnesium, weniger als etwa 0,10 Gew.-t Mangan und weniger als 0,10 Gew.-t andere Spurenelemente enthält.

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b. Leiter aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung partikelfrömige Bestandteile des Aluminiums, Eisens und Siliciums ! mit einer durchschnittlichen Länge von etwa 0,30 Mikron bis etwa 1,70 Mikron und einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 0,05 Mikron bis etwa 0,40 Mikron enthält.

6. Leiter aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter in Form eines Blattes, einer Folie oder einer Platte vorliegt.

7. Leiter aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter in Form eines Drahtes vorliegt.

8. Leiter aus einer Aluminiumlegierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht durch Kaltziehen in seine End- ; form gebracht wird, ohne daß eine zwischenzeitliche oder vorgeschaltete Temperung erfolgt.

9. Leiter aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß. er in Form eines Stabes - oder eines Rohres vorliegt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Leiters aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen: -

1) Herstellung einer Legierung aus etwa 96,20 bis weniger als 98,83 Gew.-I Aluminium, mehr als etwa 0,99 bis etwa 2,50 Gew.-i Eisen, mehr als etwa 0,18 bis etwa 0,40 Gew.-I Si- j liciuin und etwa 0,005 bis etwa 0,40 Gew.-I Spurenelementen, j und zwar Vandadium, Kupfer, Mangan, Magnesium, Zink, Bor, ■ Gallium, Nickel, Zirkonium, Chrom, Beryllium und Titan;

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2} Vergießen der Legierung unter Erzeugung einer Stange oder eines Barrens und

3) HeißverarDeiten der Stange oder des Barrens zu einen elektrischen Leiter der gewünschten Länge.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung kontinuierlich in eine sich bewegende Gießform gegossen wird, die gebildet wird zwischen einer Rinne oder einem Spalt in der Peripherie eines sich drehenden Gießrades und einem MetallförderDand, das an einem Teil seiner Länge an. der Rinne anliegt, unter Erzeugung einer endlosen Stange und daß man die kontinuierlich gegossene Stange unmittelbar nach dem Vergießen, zu einem Zeitpunkt also, zu dem sich die Stange in praktisch dem Zustand des Vergießens zu einer endlosen Stange befindet, heiß verwalzt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die endlose Stange oder den endlosen Stab ohne zwischengeschaltete oder vorangehende Temperungen durch drahtziehende Farmen zieht und daß man den auf diese Weise erhaltenen endlosen elektrisca leitenden Draht tempert oder mindestens teilweise tempert.

13. Verwendung eines Leiters auf einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung eines elektrischen Verbindungsstückes durch Verbinden eines erfindungsgcmüßen Leiters mit einem elektrisch leitfähigen Material,

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