DE2438177A1 - Leiterdraht aus einer aluminiumlegierung - Google Patents

Leiterdraht aus einer aluminiumlegierung

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DE2438177A1 DE2438177A DE2438177A DE2438177A1 DE 2438177 A1 DE2438177 A1 DE 2438177A1 DE 2438177 A DE2438177 A DE 2438177A DE 2438177 A DE2438177 A DE 2438177A DE 2438177 A1 DE2438177 A1 DE 2438177A1
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Description

British Insulated Gallender's Gables Limited, 21 Bloomsbury
. Street, London W. C. 1
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der "britischen Patentanmeldung Nr. 37870/73 vom 9« August 1973 beansprucht.
Leiterdraht aus einer Aluminiumlegierung
Die Erfindung, bezieht sich auf langgestreckte Teile aus einer Aluminiumlegierung zur Herstellung eines Leiters oder eines Elementes eines mehradrigen Leiters, eines elektrischen Kabels oder eines elektrischen isolierten Drahtes, wobei diese langgestreckten Teile zur Vereinfachung nachstehend'unter dem allgemeinen Begriff "Leiterdraht" zusammengefaßt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Leiterdraht aus einer Aluminiumlegierung zu schaffen, die Eisen als Hauptlegierungsbestandteil enthält, wobei der- erfindungsgemäße Draht eine höhere Zugfestigkeit und eine höhere prozentuale Höchstdehnung als die Drähte aus den bekannten Aluminiumlegierungen aufweist, die ähnliche Mengen an Eisen enthalten. .
Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch einen Leiterdraht aus einer Aluminiumlegierung gelöst, die aus einem Aluminiumanteil zwischen 98,0 und 99,5 Gewichtsprozent besteht, einem Eisen, anteil zwischen 0,3 und .1,0 Gewichtsprozent, einem Kupferanteil zwischen 0,08 und 1,0 Gewichtsporzent, einem-maximalen Silizium-
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anteil von 0,15 Gewichtsprozent sowie Spurenmengen der üblichen Verunreinigungen.
Der Kupfergehalt der Aluminiumlegierung liegt vorzugsweise in dem Bereich von.0,2 bis 0,6 Gewichtsprozent, wobei im besonderen ein Kupferanteil von annähernd 0,55 Gewichtsprozent · bevorzugt wird.
Der Eisenanteil liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,40 bis 0,60 Gewichtsprozent und der Siliziumanteil in dem Bereich von 0,05 bis 0,08 Gewichtsprozent.
Das Verhältnis des Kupfergehaltes zum Eisengehalt bewegt sich, vorzugsweise in dem .Bereich von 0,2 : 1,0 bis 2,0 : 1,0.
Unter den üblichen Verunreinigungen werden Verunreinigungen verstanden, die normalerweise in Aluminium in seiner handelsüblichen reinen Form entweder als (a) Verunreinigungen enthalten sind, die nicht in dem Raffinierprozeß entfernt wurden, oder (b) als Rückstände eines Stoffes, der während des Raffinierverfahrens zum Zwecke der Neutralisierung oder Entfernung gewisser unerwünschter Verunreinigungen zugesetzt wurde. Unter normalen Umständen übersteigt der in der Legierung vorhandene Anteil von Verunreinigungen (a) nicht mehr als 0,025 Gewichtsprozent und der Anteil an zurückbleibenden Verunreinigungen (b) in der Legierung liegt nicht über 0,015 Gewichtsprozent.
Der erfindungsgemäße Leiterdraht weist eine bedeutend verbesserte Zugfestigkeit im Vergleich mit der Zugfestigkeit von Leiterdrähten mit gleichem Durchmesser aus bekannten Aluminiumlegierungen auf, die ähnliche Mengen an Eisen aber lediglich eine Spurenmenge an Kupfer enthalten; die verbesserten Zugfestigkeitseigenschaften des erfindungsgemäßen Leiterdrahtes werden durch die folgenden Ergebnisse verdeutlicht, die mit einem Leiterdraht aus bekannten Aluniniumlegierungen (Legierungen A, B und C)mit einem Durchmesser von 0,5 mm erzielt wurden und mit einem Leiterdraht gemäß der Erfindung ( Legierungen D,E,P,G,H, J,K,L,M,K, und P) mit gleichem Durchmesser in gezogenem Zustand und nach, dem Glühen jedes hartgezogenen Drahtes bei mehreren unterschiedlichen Temperaturen.
5 0 9808/0889
Tabelle I
- Elsengehalt > Kupfergehalt Silizlumprehalt '
Gewichtsprozent Gewichtsprozent Gewichtsprozent
Legierung A 0,58 Spurengehait 0,18
" B 0,50 Spürengehalt ' 0,04l
" C 0,99 Spurengehalt 0,10
" D 0,58 0,25 0,076
11 E P,59 0,59 - 0,15
" P 0,58 0,59 0,075
" G 0, 77 0,068
" H 0,52 0,25 0,047
" J 0,51 0,-41 0,Q45
H K 0,50 0,6l 0,049
" L 0,51 0,79 . 0,058
" M 1,02 . 0,20 0,080
!l N 0,98 • 0,55 0,069%
11 . P 1,02
: , 		0,54 0,072
5 09808/088 9
Glühtempe Tabelle II Zugfe •
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ratur stigkeit Dehnung in %
(0O Elektrische 0,1 K PrOf- (MN/m2) auf 250mm
Legierung wie gezogen Leitfähig spannung 23Ο
A 1 ti keit
(% IACS)		 (MN/m2) 221 0,7
LB It 61,3
61,4		 182 235 1,6
C Il 6o,8 177 322 1,1
D ti r 60,e? 173 332 1,1
E It ■ . 59,5 241 342 1,*
ρ" ■ ti 58,? 237 332 1,7
G Il 57,1 254. ?44 18
H - M 6o,5 253' 354
J Il 59,1 • 245 402 . . 1,1
K Il 58,0 244 376 1,8
L Il - 57,0 277 343 1,5
M Il 59,6 275 389 . 1,0
N ti 58,5 248 379 ltl
P £00 57,2 268 164 0,9
A η 62,8 •293 164 0,7
B Il 62,3 •134 162 0,4
C U 61,4 l43 212 0,5
D It 61,2 144 196 0,7
E It 60,9 167 215 0,7
P It 6θ,1 157 215 0,9
G Il 59,3 ;64 199 0,9
H ti 60,5 148 201 - 0,-4
J tt 6θ,2 165 209 0,5
K tt 60,3 168 218 0,6
L η ■ 59τ5 174. 207 0,8
M Il 60,8 158 227 0,5
N • ti 60,0 175 208 0,6
P 225 59,7 186 131 ol4
A · ti 63,0 189 144 .0,5
0,4 -
B • " 62,6 113 145 0,7 .
C It 61,5 137 178 0,6
D tt " 61,3 117 170 ' 0,8
E Il 60,7. 144 171 1,0
F Il 60,3 136 182 3<8
G It 60,0 Ι4θ 182 0,3
H It 60,8 144 184 0,5
J ti 60,7 172 187 0,4
K Il 60,0 169 ' 188 0,5 .
L Il 59,3 163 1P 0,6
M ti 60,7 165 ι8ο 0,5
N It 59.8 139 177 0,8
P 6θ,ο 159
149
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o O
Ul ChChUlUI CTnOAUIUI ChOAOAChCh VO O1HVOVO O HVOVD O ΓΟ PO ΓΟ VjJ
co-oIooa rot>j vob
ChOAUl Ch CT\ OA (DAUl Ul Ul Ul Ul Ul 4=·
ouiui coui rorouiHVjJHHoco
(-!!-!(.jl-if-jHI-i HHHHHHH 4=· 4=- Γ0 4=· 4=· ΓΟ Γ0 4="VjJ VjJ ΓΟ H O O
con coui rovo ro hvo ro ο hvjjvo
ΗΗΓΟΗΗΗΓΟΗΗ Η Γ0 VjJ VjJ VjJ Ul VO VjJ OACTnVO Γ0 CO-OVO -J^O H O
OOUlUlOOUlOUlOOUlUlO
OAOAChUl OAChChChOAOAChChChOA O O HVO OHHOOOHrOrOVjJ
ο ro ro vo 4=·ο~·ί η oa-j cohvo ο
-O -O OA CO 00-0 OO CO-O OA-O OA-O OA Ul VjJ 4=· ΓΟ O CO-O Ul VjJ Ul H VjJ VD 4=·
HHHHHHHHHHHHHH 4r 4=· PO 4=· 4=-VjJ ΓΟ 4=-VjJ VjJ ro H O -OVjJ-O 4=·Η OACOUl COUlVjJ H-O CO
HHWHHHHHHHHlüMM OAOOH OACh-O CO4=-Ul ΟΑΓΟ H OA4=·
OOUlOOUlUlOOUiOOOUl
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ro
= 3 = = =0A
ro
UI
OAOACh OACAChChCAChCAChCh CAOA
οοηοοοηοοοηγο ro vjJ
OVjJ H ρ 00 4=-hV>J OAOO-0 Γ0
OOVO VOsO
VOVO Ch-O
H H H H
HDaoC
-*="0 ChCO
Ul Ul VjJ Vj1 4^4T-VjJUI 4="4=rVjJ WpH
o oui ro-1O VjI coVjJ covjjvq ο οαοα
H H H I-* i-J η H^ t l· Hi
4=\J1U1 VjJVjI Γ0 H^ O H O CO _p=-Ch
ouiui ouiuioouiooo
ro
Ul
OA CA OAOAOAChOAOAOAChOAOAOAOA OOHOOOHOOHHHrOVjJ
oooHVjjuiroH4^ro oavo Vjj ro
HHHHHHHHHHH H O H H H H <rO\^ H H H rOVO HVO -O OAVjJ COUl VjJ O OAVO. ΓΟ Ul OA H 4="
HHHHHHHHHHHHHH
uiui 4=-uiuiui 4=-uiui 4=-4^ro ro η
4^4=-OOAO H 4^-OUlVO 4=-Vj4 OVO
HHHH HHH
vo η ro ro vo ο coco-o ο hVjj η 4=^
uiui ο ρ ro ο COOUiUi oui coui
- 6 Tabelle XI (Fortsetzung) 243
A 350 02,3
B tt 63,3
C It 61,9
D It 62,2
E ti 6of6
P It 59,7
G . ti 58,5
H Il 61,6
J It 60,1
K tt 59,6
L ti 58,5
M Il 61,1
N ti 59,9
P tt 59,1
40 · 110 26,0
45 104 27,0
46 112 26,0 43 118 . 22,5 46 132 19,5 49 139 18,0 48" 145 15,5 52 119 22,0
55 131 19,0
60 142 16,0
59 149 16,0
49 126 25,5
58 140 19,0
55 147 18,0
509808/0889
Die erhebliche Verbesserung der Zugfestigkeit bei Leiterdrähten gemäß der Erfindung im Vergleich mit der Zugfestigkeit von Leiterdrähten aus. den.bekannten Aluminiumlegierungen tritt bei einem Kupfergehalt der Aluminiumlegierung auf, der im oberen Teil des angegebenen Bereiches von 0,08 bis 1,0 Gewichtsprozent liegt. . ,
Obgleich in einigen Fällen Leiterdrähte gemäß der Erfindung einen leichten Verlust in der elektrischen Leitfähigkeit im Vergleich mit einem Leiterdraht aus einer bekannten. Aluminiumlegierung zeigen, die eine ähnliche Menge an Eisen und lediglich eine Spurenmenge an Kupfer enthält, beispielsweise annähernd 0,001 Gewichtsprozent, macht die verbesserte Zugfestigkeit für eine vorgegebene Dehnung die Leiterdrähte besonders geeignet zur Verwendung in Telefonkabeln und anderen Kabeln, bei denen eine hohe Zugfestigkeit erwünscht ist und eine hohe elektrische Leitfähigkeit nicht von primärer Bedeutung ist.'Darüber hinaus weisen Leiterdrähte gemäß der Erfindung, besonders diejenigen mit einer Aluminiumlegierung mit einem Kupfergehalt im oberen Teil des angegebenen Bereiches, eine relativ hohe Zugfestigkeit sogar im vollgeglühten Zustand .auf._ Obgleich in einigen Fällen. Leite: drahte gemäß der Erfindung im hartgezogenen Zustand eine geringfügig niedrigere elektrische Leitfähigkeit als Leiterdrähte aus einer bekannten Aluminiumlegierung besitzen, die eine ähnliche Menge an Eisen und lediglich eine Spurenmenge an Kupfer enthält, weisen diese eine Zugfestigkeit auf, die wenigstens 50% über derjenigen hartgezogener Leiterdrähte aus der bekannten Legierung liegt, wobei hartgezogene Leiterdrähte gemäß der Erfindung sich besonders zur Verwendung bei oberirdischen.elektrischen Leitern eignen, bei denen die Zugfestigkeit eine vorrangige Be-. ■ deutung einnimmt.
Andere Kabel, für die sich die erfindungs gemäßen. Leiterdrähte eignen, umfassen Installations- und Schaltkabel und werden z.B. zum Verlegen von Leitungen.in Gebäuden, für Fahrzeuge, Flugzeuge, Schaltschränke und Schalttafeln sowie elektrische Ausrüstungen und Maschinen verwendet und umfassen einen oder mehrere Leiter-'drähte, die mit einem Isolier- und/oder Kantelmaterial versehen
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sind. Soll der erfindungsgemäße Leiterdraht in einem Installationsoder Schaltkabel Verwendung finden, so kann der Leiterdraht einen ' äußeren Überzug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweisen, der mit dem Leiterdraht verbunden ist, wobei der Überzug den geringeren Anteil der Querschnittsfläche des Leiterdrahtes bildet. Das Aufbringen eines Kupferüberzuges gewährleistet, daß der Leiterdraht "in zufriedenstellender Weise durch die normal angewendeten Verfahren für Kupferleiter verbunden oder abgeschlossen werden kann.
Der Leiterdraht gemäß der Erfindung kann durch eines der bekannten Verfahren zur Herstellung· von Drähten aus einer Aluminiumlegierung gefertigt werden, aber zur Herstellung des erfindungsgemäßen Leiterdrahtes wird bevorzugt das Stranggießverfahren eingesetzt, bei dem eine Stange aus der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung gegossen wird, und anschließend wird die Stange auf eine Stabform herabgewalzt und danach wird der Stab auf die erforderliche Drahtgröße mit einmaligem oder, falls erforderlich, mit mehrfachem Zwischenglühen und einem Endglühen des Drahtes gezogen.
Die Erfindung umfaßt außerdem einen elektrischen isolierten Leiter, der einen Leiterdraht der vorstehend beschriebenen Art aufweist, der mit wenigstens einer Überzugsschicht aus isolierendem Material versehen ist, z.B. eine gespritzte Schicht aus Kunststoffisoliermaterial, und .die Erfindung betrifft ferner ein elektrisches Kabel, das wenigstens einen isolierten Leiter aufweist, wobei der isolierte Leiter oder wenigstens einer der isolierten Leiter wenigstens einen vorbeschriebenen Leiterdraht besitzt und der isolierte Leiter oder die Leiter von einem äußeren Schutzmantel umgeben sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fernmeldekabel mit einer Anzahl von isolierten Leitern, wobei dieser Leiter einen Leiterdraht der vorbeschriebenen-Art aufweist. Die Leiter können mit einem festen oder zellenförmigen bzw. porösen Kunststoffmaterial isoliert sein und die Zwischenräume zwischen den
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isolierten Leitern und zwischen diesen und.einem umgebenden wasserdichten Mantel "vom einen zum anderen 'Ende· der .Kabellänge kann mit einem wasserundurchlässigen' Stoff mit fett'artiger Beschaffenheit gefüllt sein. ■ : -
Die Erfindung umfaßt' ferner einen oberirdischen elektrischen Leiter, der wenigstens einen Leiterdräht. der .vorbeschr'iebenen Ausführung aufweist. - ' ' ' ' '
Die Erfindung wird nachstehend beispeilsweise anhand eines Fernmeldekabels und eines oberirdischen elektrischen Leiters beschrieben, die jeweils Leiterdrähte gemäß der Erfindung aufweisen. · ■■'"■" ·
Das Fernmeldekabel weist hundert isolierte Leiterpaare auf, die jeweils aus' einem teilweise geglühte'n. Draht einer· Aluminiumlegierung mit einem Kenndurchmesser von-" 0,5 mm" und'.einem Isoliermantel aus gespritztem bzw." stranggepr'eßtem zellenförmigem Polyäthylen einer radialen Dicke Von 0,14-mm" besteht. Die Aluminiumlegierung jedes Drahtes besteht aus einem Aluminiumanteil von 99>O Gewichtsprozent, einem Eisenanteil von"-0-·,.59 : Gewichtsprozent, einem Kupferanteil von 0,32 Gewichtsprozent j einem Siliziumanteil von 0,07" Gewichtsprozent sowie Spurenmengen v*ön üblichen Verunreinigungen. Der Draht hat eine elektrische Le.itfähigkeit von 60,7% IACS und eine 0,1%ige Prüfspannung (0,1% prof stress) von 90 MN/m , eine Zugfestigkeit von 138 M/m und-eine Dehnung auf250 mm von 16^9%· Die Anordnung der isolierten Leiter'ist von einem in Längsrichtung aufgebrachten', quergefalteten Papierband umgeben, einem in Längsrichtung angebrachten', quergefalteten Aluminiumband sowie einem gespritzt'en Polyäthylenmantel. Die Zwischenräume - , zwischen den isolierten Leitern und zwischen den isolierten Leitern und dem Papierband sind" mit einem wasserundurchlässigen Stoff aus hochraffinierter "Vaseline gefüllt. ■ ' ■ ■ " ■"'"■"
Der oberirdische elektrische Leiter weist einen Außen- ' durchmesser von 42,5 mm auf und besitzt eine verseilte Seele
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aus sieben Stahldrähten mit einem jeweiligen Durchmesser von 4,72 mm und die Seele ist von drei Lagen von hartgezogenen Aluminiumdrähten mit einem Durchmesser von 4,72 mm umgeben, wobei die Verseil- bzw. Legerichtung der Drähte einer jeden · Lage entgegengesetzt zu derjenigen der Drähte in der oder jeder benachbarten Lage verläuft. Die Aluminiumlegierung eines jeden Drahtes besteht aus 99>1 Gewichtsprozent Aluminium, O,5 Gewichtsprozent -Eisen, 0,3 Gewichtsprozent Kupfer, 0,07 Gewichtsprozent Silizium sowie Spurenmengen von üblichen Verunreinigungen .
Patent ansprüche
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Claims (12)

  1. Patent ansprüche
    1 „/Leiterdraht aus einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung aus einem Aluminiumanteil zwischen 98,0 und 99*5 Gewichtsprozent, einem Eisenanteil zwischen 0,3 und 1,0 Gewichtsprozent, einem Kup'feranteil zwischen 0,08 und 1,0 Gewichtsprozent, einem maximalen Siliziumanteil von 0,15 Gewichtsprozent sowie Spurenmengen von üblichen Verunreinigungen besteht.
  2. 2. Leiterdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupferanteil der Aluminiumlegierung zwischen 0,2 und 0,6 Gewichtsprozent liegt. . ...
  3. 3. Leiterdraht nach Anspruch 1. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisengehalt der Aluminiumlegierung in dem Bereich von 0,4 bis 0,6 Gewichtsprozent und der Siliziumanteil in dem Bereich von 0,05 bis 0,08 Gewichtsprozent liegt.
  4. 4. Leit'erdraht nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Kupferanteils zum Eisenanteil in dem Bereich von 0,2 : 1,0 bis 2,0 : 1,0 liegt.
  5. 5. Leiterdraht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupferanteil annähernd 0,35 Gewichtsprozent beträgt. ■ ·
  6. 6. Leiterdraht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der äußeren Oberfläche des . Leiterdrahtes aus der Aluminiumlegierung ein Überzug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung verbunden ist, wobei der Überzug den geringeren Anteil der Querschnittsflache des Leiterdrahtes bildet,
    50 9 808/0 88 9
    "*■■ iC "*
  7. 7. Leiterdraht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdraht wenigstens eine Mantelschicht aus Isoliermaterial aufweist.
  8. 8. Elektrisches Kabel mit wenigstens einem Leiter, der mit wenigstens einer Deckschicht aus Isoliermaterial versehen ist, sowie einem äußeren-Schutzmantel, der den isolierten Leiter ouer die isolierten Leiter umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter oder wenigstens einer der Leiter wenigstens einen Leiterdraht gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt.
  9. 9. Fernmeldekabel mit einer Vielzahl von isolierten Leitern und einem wasserdichten die isolierenden Leiter umschließenden Mantel, wobei die Zwischenräume zwischen diesen isolierten Leitern und zwischen diesen und dem Kabelmantel vom einen zum anderen Ende über die ganze Kabellänge mit einem wasserundurchlässigen Material mit fettähnlicher Beschaffenheit gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter einen Draht gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
  10. 10. Fernmeldekabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung eines jeden Leiters aus Kuhststoffmaterial zellenförmiger bzw. poröser Beschaffenheit besteht.
  11. 11. Oberirdischer elektrischer Leiter mit wenigstens einer verseilten Lage von Drähten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder von wenigstens einigen der Drähte einen Leiterdraht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
  12. 12. Oberirdischer elektrischer Leiter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verseilte Lage oder Lagen eine Seele aus metallischen Drähten mit hoher Zugspannung umschließt bzw. umschließen.
    509808/0889
DE2438177A 1973-08-09 1974-08-08 Leiterdraht aus einer Aluminiumlegierung Expired DE2438177C2 (de)

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