DE602751C - Verfahren zur Verminderung des elektrischen Widerstandes von Aluminium - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verminderung des elektrischen Widerstandes von Aluminium Obwohl das Aluminium die nach dem Kupfer unter den technisch verwendbaren Metallen höchste elektrische Leitfähigkeit besitzt, geht das Bestreben von jeher danach, die infolge der Verarbeitung verminderte Leitfähigkeit des Aluminiums zu verbessern. Diese Verarbeitung muß j a zum Teil auf kaltem Wege erfolgen, weil das für den Freileitungsbau verwendete Aluminium ein gewisses Maß von Kaltverfestigung aufweisen muß. Gerade diese Kaltverarbeitung beeinflußt aber die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium ungünstig.
• Die zur Erhöhung der Leitfähigkeit gemachten Anstrengungen haben nun bereits ihren Niederschlag in Literatur und Praxis gefunden. So sind insbesondere in den wissenschaftlichen Veröffentlichungen des Siemens-Konzerns, q.. Bd., 1925, S. gi ff. eingehend die Verhältnisse dargelegt, unter denen eine Erhöhung der Leitfähigkeit durch thermische oder mechanische Behandlung erfolgt. In der Hauptsache sind zwei Verfahren vorgeschlagen worden.
• Das erste besteht darin, daß man einen Aluminiumblock warm reckt, eine etwa i- bis 3stündigeErwärmung auf 3oobis35o° anschließt und dann kalt fertigreckt. Das andere Verfahren sieht nach der Warm- und Kaltreckung, welch letzte bis auf das Fertigmaß durchgeführt wird, eine Warmbehandlung von längerer Dauer bei verhältnismäßig niederer Temperatur vor. Die Behandlungsdauer beträgt hierbei etwa 15 bis 72 Stunden, die Anlaßtemperatur ioo bis 270'. Das erste Verfahren hat den Vorzug kurzer Behandlungsdauer und sicherer Beherrschung der Festigkeitswerte, die durch die Querschnittsabnahme bei der Kaltreckung bedingt sind. Indessen werden die für amerikanisches Aluminium angegebenen Leitfähigkeitswerte durch dieses bekannte Verfahren noch nicht sicher erreicht. Zn diesen gelangt man zwar nach dem zweiten Verfahren, durch das aber wieder die Festigkeitswerte herabgesetzt werden, und zwar um so stärker, je länger man die Behandlungsdauer ausdehnt. Beispielsweise soll sich der spezifische elektrische Widerstand bei 2o' eines kalt gereckten Aluminiumdrahtes von nach der Kaltreckung durch 3tägige Behandlung bei 170 ' C auf erniedrigen lassen. Es ist durchaus ersichtlich, daß sich als weiterer Nachteil für dieses Verfahren eine lange und deshalb kostspielige Behandlungsdauer als unvermeidbar erweist. Es wurde nun gefunden, daß sich eine möglichst günstige Leitfähigkeit unter Wahrung guter Festigkeitseigenschaften dann erreichen läßt, wenn das Material nach der üblichen Warmreckung eine Kaltreckung ganz bestimmten Umfangs, das ist etwa 6o °%o Streckung, erfährt. Im Anschluß hieran wird dann eine kurzfristige Wärmebehandlung bei Temperaturen von 25o bis 400' und schließlich eine weitere Kaltbearbeitung beliebigen Umfanges durchgeführt. Beispielsweise wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Aluminiumblöcke von garantiert 99,5 °/o Aluminium bei 350 ° auf einen Draht von 12 mm Durchmesser warm vorgewalzt, dann auf etwa 9,5 mm Durchmesser kalt gezogen, nunmehr etwa % bis i Stunde bei Temperaturen von 25o bis 300 " angelassen und dann auf 2,= mm fertiggezogen. Aus acht im Ofen eingelegten Ringen wurden jeweils zwei Proben entnommen, die folgende Werte im Fertigdraht aufwiesen:

  Ring Festigkeit Spezifischer elektrischer
  Nummer in mm= WiderstandinOhmmqmm
  1 20,0
  6 0,0278 etwa
  2o,6
  7,0,85 0,02775
  2
  2o,6 0,02780
  21,2 0,02788
  3 2o,6 o,o276o
  4 i9,2 0,0275o
  19,5 002770
  18,85 0,02747
  5
  18,55 002735
  6 18,05 0,02732
  19,6 0,02741
  18,3 0,o2767
  7
  18,0 0,02740
  8 18,0 0,02738
  117,7 0,02756

  Dies ergibt eine Durchschnittsfestigkeit von 19,35 kg und einen durchschnittlichen spezifischen elektrischen Widerstand von In früheren, vergleichsweise zu den bisherigen Verfahren durchgeführten Versuchen wurden folgende Widerstandszahlen ermittelt (Festigkeitsprüfungen wurden damals nicht vorgenommen) Ein Aluminiumblock aus 95 °/a Aluminium wurde bei einer Temperatur von 35o bis 400' auf 12 mm Durchmesser ausgepreßt und auf 3 mm ausgezogen. Dieser Draht zeigte bei 20°C einen spezifischen Widerstand von Wird der Preßdraht von 12 mm vor dem Weiterziehen 3 Stunden bei 35o' geglüht und dann auf 3 mm fertiggezogen, so ergibt sich ein spezifischer elektrischer Widerstand von bei 2o ° C. Wird jedoch derselbe Draht vor dem Glühen von 12 auf 9,5 mm kalt gezogen, dann bei 350' geglüht und auf 3 mm kalt fertiggezogen, so ergibt sich ein spezifischer elektrischer Widerstand von bei 2o'. Daß bei der zwischen Warmverformung und Glühung erfindungsgemäß einzuschaltenden Kaltverformung ein bestimmter Verformungsgrad einzuhalten ist, ergibt sich aus folgendem Beispiel: Ein Preßdraht von i2 mm Durchmesser wurde vor- der Glühung kalt auf 9,5 mm gezogen und ergab nach der Glühung und dem Fertigziehen auf 3 mm einen spezifischen elektrischen Widerstand von bei 2o'. Ein aus dem gleichen Ring entnommenes Drahtstück wurde kalt von 12 auf 8 mm vor der Glühung gezogen und ergab nach der Glühung und dem Fertigziehen auf 3 mm nur einen allerdings immer noch zerinzen spezifischen Widerstand von bei 2o'.
• Die gleiche Beobachtung wurde gemacht, wenn warm gewalztes Aluminium nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt wurde. So wurde bei Temperaturen von etwa 350' C ein Aluminiumdraht von io mm Durchmesser durch Warmwalzen hergestellt. Wurde der Draht ohne Zwischenglühung auf 3111111 fertiggezogen, so ergab sich bei 2o ° C ein spezifischer elektrischer Widerstand von Wurde der Draht vor dem Fertigziehen 3 Stunden bei 350' geglüht, so ergab sich beim gleichen Fertigdurchmesser bei 2o ° C ein spezifischer elektrischer Widerstand von Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung indessen, d. h. bei einer Kaltverformung auf 8 mm Durchmesser und nachfolgendem 3stündigem Glühen bei 350' vor dem Fertigziehen, fiel der spezifische elektrische Widerstand bei 2o ° C auf Wichtig ist demnach, daß für das vorliegende Verfahren zwischen Warmverarbeitung und Wärmebehandlung eine Kaltverarbeitung ganz bestimmten Ausmaßes eingeschaltet wird. Als wichtig hat sich fernerhin erwiesen, daß man die Temperaturen der Warmverarbeitung nicht oder nicht wesentlich über 400 ' steigert, da andernfalls die Effekte der Erhöhung der Leitfähigkeit nicht oder nicht in demselben Maße auftreten. Die Vorteile derartig behandelten Drahtes für die Herstellung elektrischer Leiter liegen auf der Hand, da man zur Erreichung eines Höchstwertes an elektrischer Leitfähigkeit nicht mehr darauf angewiesen ist, eine mehrtägige Anlaßbehandlung durchzuführen. Es genügt vielmehr, kurze Zeit bei genügend hoher Temperatur zu glühen, um damit die Produktion erheblich zu steigern.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCIH Verfahren zur Verminderung des elektrischen Widerstandes von Aluminium, besonders solchem, das später für Freileitungen benutzt wird, durch Warmreckung, nachfolgende Kaltreckung und anschließende Erhitzung auf Temperaturen zwischen 250 bis 400 ', woran sich eine weitere Kaltreckung von beliebigem Umfange anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß bei der r. Kaltreckung das Material etwa 6o0/, gestreckt wird.