JP2628235B2 - 導電用高耐熱性アルミニウム合金線の製造方法 - Google Patents
導電用高耐熱性アルミニウム合金線の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性並びに耐熱性に
優れ、而して電力ケーブルの導電体として好適なアルミ
ニウム合金線の製造方法に関する。
優れ、而して電力ケーブルの導電体として好適なアルミ
ニウム合金線の製造方法に関する。
【０００２】耐熱アルミニウム合金線として、従来より
60TAl (60%導電率耐熱アルミ合金)やUTAl( 耐熱アルミ
合金) などが実用化されてきているが、60TAl では短時
間許容温度が180 ℃と低い問題がある。一方、UTAlは短
時間許容温度が 230℃と充分高温度であるものの、導電
率が 58%と低い問題がある。
60TAl (60%導電率耐熱アルミ合金)やUTAl( 耐熱アルミ
合金) などが実用化されてきているが、60TAl では短時
間許容温度が180 ℃と低い問題がある。一方、UTAlは短
時間許容温度が 230℃と充分高温度であるものの、導電
率が 58%と低い問題がある。
【０００３】これに対して、近年の電力需要の増大に供
ってケーブル送電容量アップの必要性が高まってきてお
り、このために送電許容温度が高く且つ導電率の高いア
ルミニウム合金線が求められている。
ってケーブル送電容量アップの必要性が高まってきてお
り、このために送電許容温度が高く且つ導電率の高いア
ルミニウム合金線が求められている。
【０００４】耐熱アルミ合金としては Al-Zr系合金が一
般的である。しかし従来の60TAl やUTAl 等の合金にお
いては、Zrの添加量を多くすればZrの固溶によって耐熱
性が高くなる反面、導電率の低下をも伴う。従って実際
的にはZrは0.1 重量％程度しか添加できず、ために耐熱
性の向上にも限界があった。
般的である。しかし従来の60TAl やUTAl 等の合金にお
いては、Zrの添加量を多くすればZrの固溶によって耐熱
性が高くなる反面、導電率の低下をも伴う。従って実際
的にはZrは0.1 重量％程度しか添加できず、ために耐熱
性の向上にも限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑み
て６０％以上の導電率、２８０℃以上の高い短時間許容
温度並びに高機械的強度を有するアルミニウム合金線を
鋳造欠陥の発生を抑えて高歩留りにて製造し得る方法を
提供することである。
て６０％以上の導電率、２８０℃以上の高い短時間許容
温度並びに高機械的強度を有するアルミニウム合金線を
鋳造欠陥の発生を抑えて高歩留りにて製造し得る方法を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、特定の合金系
を用い、且つ当該合金系から連続鋳造によって得たワイ
ヤーロッドに特定の熱処理と加工処理とを施すことりよ
り、たとえ多量のZrが含有した状態下においても高導電
率を維持し得ることを見出し、本発明を完成するに到っ
た。
に、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、特定の合金系
を用い、且つ当該合金系から連続鋳造によって得たワイ
ヤーロッドに特定の熱処理と加工処理とを施すことりよ
り、たとえ多量のZrが含有した状態下においても高導電
率を維持し得ることを見出し、本発明を完成するに到っ
た。
【０００７】即ち本発明は、Zr0.25〜0.45重量％、Si0.
03〜0.3 重量％、Fe 0.1〜0.3 重量％、Ti0.01〜0.05重
量％、残部Alおよび通常の不純物からなる合金を連続鋳
造によってワイヤーロッドとし、これを 350〜500 ℃の
温度で20〜100 時間熱処理した後、断面積減少率65％以
上の冷間加工を加え、さらにこれに 150〜300 ℃の温度
で 1〜20時間熱処理を施すことを特徴とする導電用高耐
熱性アルミニウム合金線の製造方法である。
03〜0.3 重量％、Fe 0.1〜0.3 重量％、Ti0.01〜0.05重
量％、残部Alおよび通常の不純物からなる合金を連続鋳
造によってワイヤーロッドとし、これを 350〜500 ℃の
温度で20〜100 時間熱処理した後、断面積減少率65％以
上の冷間加工を加え、さらにこれに 150〜300 ℃の温度
で 1〜20時間熱処理を施すことを特徴とする導電用高耐
熱性アルミニウム合金線の製造方法である。
【０００８】
【発明の作用】Zr0.25〜0.45重量％、Si0.03〜0.3 重量
％、Fe 0.1〜0.3 重量％、Ti0.01〜0.05重量％、残部Al
および通常の不純物からなる特定の合金系につき連続鋳
造することにより、ZrをAlマトリックスに過飽和に固溶
し、次いで熱処理によりAl3 Zrの析出粒子としてマトリ
ックスに微細に析出せしめる。この微細析出物によって
加工組織を安定化し、かくして導電率を低下せしめるこ
となく高耐熱性とすることができる。したがって本発明
は、Zrを固溶させて耐熱性を向上させている従来の合金
とは耐熱性向上のメカニズムにおいて従来技術と本質的
に異なる。またTiの添加は、連続鋳造によって得られる
ワイヤーロッドにおける結晶粒を微細化して高Zr合金に
おける一般的欠点の１つである鋳造欠陥の発生を抑える
効果があり、これにより製造歩留りが大幅に向上する。
％、Fe 0.1〜0.3 重量％、Ti0.01〜0.05重量％、残部Al
および通常の不純物からなる特定の合金系につき連続鋳
造することにより、ZrをAlマトリックスに過飽和に固溶
し、次いで熱処理によりAl3 Zrの析出粒子としてマトリ
ックスに微細に析出せしめる。この微細析出物によって
加工組織を安定化し、かくして導電率を低下せしめるこ
となく高耐熱性とすることができる。したがって本発明
は、Zrを固溶させて耐熱性を向上させている従来の合金
とは耐熱性向上のメカニズムにおいて従来技術と本質的
に異なる。またTiの添加は、連続鋳造によって得られる
ワイヤーロッドにおける結晶粒を微細化して高Zr合金に
おける一般的欠点の１つである鋳造欠陥の発生を抑える
効果があり、これにより製造歩留りが大幅に向上する。
【０００９】本発明にて用いられる合金系において、Zr
を0.25〜0.45％（重量％、以下同様）としたのは、0.25
％未満では導電率を60％以上に向上させた際に強度が不
足し、一方0.45％より多い場合では導電率を向上せしめ
るための熱処理に長時間を要するためである。而してZr
の好ましい添加量は、0.30〜0.40％である。
を0.25〜0.45％（重量％、以下同様）としたのは、0.25
％未満では導電率を60％以上に向上させた際に強度が不
足し、一方0.45％より多い場合では導電率を向上せしめ
るための熱処理に長時間を要するためである。而してZr
の好ましい添加量は、0.30〜0.40％である。
【００１０】Siを0.03〜0.3 ％としたのは、Siの添加に
よるAl3 Zrの析出促進の効果が0.03％未満では充分でな
く、一方0.35％より多い場合では連続鋳造において鋳造
欠陥を生じてワイヤーロッドの製造が困難となる。した
がって、Siの好ましい添加量は、0.05〜0.20％である。
よるAl3 Zrの析出促進の効果が0.03％未満では充分でな
く、一方0.35％より多い場合では連続鋳造において鋳造
欠陥を生じてワイヤーロッドの製造が困難となる。した
がって、Siの好ましい添加量は、0.05〜0.20％である。
【００１１】Feを 0.1〜0.35％としたのは、Fe添加によ
る強度向上の効果が 0.1％未満では不充分であり、一方
0.35％より多い場合では耐熱性と導電率が低下する傾向
がある。而してFeの好ましい添加量は、0.01〜0.25％で
ある。
る強度向上の効果が 0.1％未満では不充分であり、一方
0.35％より多い場合では耐熱性と導電率が低下する傾向
がある。而してFeの好ましい添加量は、0.01〜0.25％で
ある。
【００１２】Tiを0.01〜0.05％としたのは、0.01％未満
では前記した鋳造欠陥の発生を抑える効果が低く、0.05
％より多い場合は導電率が低下する。而してTiの好まし
い添加量は、0.01〜0.03％である。
では前記した鋳造欠陥の発生を抑える効果が低く、0.05
％より多い場合は導電率が低下する。而してTiの好まし
い添加量は、0.01〜0.03％である。
【００１３】本発明においては、Alに通常含まれるその
他の不純物を通常レベル含むことは許容されるが、V の
ようにZrと結合して有効Zr量を低下するような元素の少
ない地金を用いることが望ましい。
他の不純物を通常レベル含むことは許容されるが、V の
ようにZrと結合して有効Zr量を低下するような元素の少
ない地金を用いることが望ましい。
【００１４】本発明においては、上記したアルミニウム
合金素材につき連続鋳造によりワイヤーロッドを得る。
連続鋳造法としては、プロペルチ法、ヘズレー法、SCR
法などの周知の方法であってよい。連続鋳造法によりた
とえば8〜13mmφのワイヤーロッドを得るが、その際の
鋳造開始時の溶湯温度は750 〜850 ℃とし、得られた鋳
造バーを 200℃以下の温度になる間に減面率80％以上で
圧延することが好ましい。
合金素材につき連続鋳造によりワイヤーロッドを得る。
連続鋳造法としては、プロペルチ法、ヘズレー法、SCR
法などの周知の方法であってよい。連続鋳造法によりた
とえば8〜13mmφのワイヤーロッドを得るが、その際の
鋳造開始時の溶湯温度は750 〜850 ℃とし、得られた鋳
造バーを 200℃以下の温度になる間に減面率80％以上で
圧延することが好ましい。
【００１５】以上のようにして得たワイヤーロッドは、
次いで 350〜450 ℃の温度で20〜100 時間の熱処理が施
される。この処理により、鋳造時に強制固溶したZrを微
細なAL3 Zr粒子として析出させることができる。この結
果、熱処理されたワイヤーロッドは加工硬化して良好な
強度を持つに到り、また析出粒子はさらに微細に粉砕さ
れ、後記する冷間加工後での熱処理による耐熱性組織の
形成の素地を用意する。なお、350 ℃未満の熱処理温度
では、析出速度が遅く、一方 450℃より高い温度では析
出粒子の粗大化のために耐熱性が低下する。また処理時
間が20時間未満ではZrの析出が充分でなく、一方100 時
間より長いと工業的に意味を持たなくなる。而して、40
0 〜450 ℃の温度で30〜60時間の熱処理が好ましい。
次いで 350〜450 ℃の温度で20〜100 時間の熱処理が施
される。この処理により、鋳造時に強制固溶したZrを微
細なAL3 Zr粒子として析出させることができる。この結
果、熱処理されたワイヤーロッドは加工硬化して良好な
強度を持つに到り、また析出粒子はさらに微細に粉砕さ
れ、後記する冷間加工後での熱処理による耐熱性組織の
形成の素地を用意する。なお、350 ℃未満の熱処理温度
では、析出速度が遅く、一方 450℃より高い温度では析
出粒子の粗大化のために耐熱性が低下する。また処理時
間が20時間未満ではZrの析出が充分でなく、一方100 時
間より長いと工業的に意味を持たなくなる。而して、40
0 〜450 ℃の温度で30〜60時間の熱処理が好ましい。
【００１６】熱処理されたワイヤーロッドは、次いで断
面積減少率が65％以上となる冷間加工に付される。この
際の断面積減少率が65％未満では、加工硬化が充分でな
いだけでなく、続く熱処理によっても高い耐熱性を得る
ことができない。一方、過度の冷間加工は導電率の低
下、耐熱性の低下等の問題が生じる傾向があるので本発
明においては、断面積減少率が70〜95％の範囲となる冷
間加工を施すことが好ましい。
面積減少率が65％以上となる冷間加工に付される。この
際の断面積減少率が65％未満では、加工硬化が充分でな
いだけでなく、続く熱処理によっても高い耐熱性を得る
ことができない。一方、過度の冷間加工は導電率の低
下、耐熱性の低下等の問題が生じる傾向があるので本発
明においては、断面積減少率が70〜95％の範囲となる冷
間加工を施すことが好ましい。
【００１７】冷間加工された合金線は、次ぎに 150〜30
0 ℃の温度で 1〜20時間の熱処理を施される。この熱処
理により冷間加工によって導入された加工組織は安定化
され、高い耐熱性が得られる。但し、150 ℃未満、ある
いは１時間未満の処理ではこの効果が充分でなく、一方
300℃より高く、あるいは20時間より長時間の処理では
析出物の粗大化や加工組織の回復が生じて耐熱性と強度
が低下する。而して、180 〜250 ℃の温度で 2〜10時間
の熱処理が好ましい。
0 ℃の温度で 1〜20時間の熱処理を施される。この熱処
理により冷間加工によって導入された加工組織は安定化
され、高い耐熱性が得られる。但し、150 ℃未満、ある
いは１時間未満の処理ではこの効果が充分でなく、一方
300℃より高く、あるいは20時間より長時間の処理では
析出物の粗大化や加工組織の回復が生じて耐熱性と強度
が低下する。而して、180 〜250 ℃の温度で 2〜10時間
の熱処理が好ましい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、60％以上の導電率でし
かも硬アルミニウム線と同等以上の高機械的強度を有
し、更に280 ℃以上の高短時間許容温度を有するアルミ
ニウム合金線を製造することができる。またTiの添加に
より鋳造欠陥の発生を抑えることができ、これにより高
品質のアルミニウム合金線を高歩留りで製造することが
できる。
かも硬アルミニウム線と同等以上の高機械的強度を有
し、更に280 ℃以上の高短時間許容温度を有するアルミ
ニウム合金線を製造することができる。またTiの添加に
より鋳造欠陥の発生を抑えることができ、これにより高
品質のアルミニウム合金線を高歩留りで製造することが
できる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を一層
詳細に説明する。実施例１〜１０、比較例１〜１５表１
に示す組成（残部はアルミニウム）の実施例及び比較例
の合金をプロペルチ法により連続鋳造し、圧延して外径
9.5mmのワイヤーロッドを得た。該ワイヤーロッドにつ
き所定の熱処理を施して後、断面積減少率84％の冷間加
工を加えて外径 3.8mmの素線を得た。得られた素線につ
き最後に所定の熱処理を施して目的とする導電用アルミ
ニウム合金線を得た。
詳細に説明する。実施例１〜１０、比較例１〜１５表１
に示す組成（残部はアルミニウム）の実施例及び比較例
の合金をプロペルチ法により連続鋳造し、圧延して外径
9.5mmのワイヤーロッドを得た。該ワイヤーロッドにつ
き所定の熱処理を施して後、断面積減少率84％の冷間加
工を加えて外径 3.8mmの素線を得た。得られた素線につ
き最後に所定の熱処理を施して目的とする導電用アルミ
ニウム合金線を得た。
【００２０】各実施例並びに比較例で得た合金線につ
き、導電率、引張り強さ、及び耐熱性を評価した。耐熱
性は、１時間の加熱で引張り強さが加熱前の値の90％に
なる温度とした。表１には合金組成、連続鋳造時におけ
る注湯温度、ワイヤーロッドを得るための圧延工程にお
ける圧延開始及び終了温度を示す。また表２には、ワイ
ヤーロッド（ＷＲ）熱処理の温度及び時間、素線熱処理
の温度及び時間、並びに導電用アルミニウム合金線の特
性を示す。なお、比較例６、12、15の各場合には鋳造割
れが発生した。
き、導電率、引張り強さ、及び耐熱性を評価した。耐熱
性は、１時間の加熱で引張り強さが加熱前の値の90％に
なる温度とした。表１には合金組成、連続鋳造時におけ
る注湯温度、ワイヤーロッドを得るための圧延工程にお
ける圧延開始及び終了温度を示す。また表２には、ワイ
ヤーロッド（ＷＲ）熱処理の温度及び時間、素線熱処理
の温度及び時間、並びに導電用アルミニウム合金線の特
性を示す。なお、比較例６、12、15の各場合には鋳造割
れが発生した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
Claims (1)
- 【請求項１】 Zr0.25〜0.45重量％、Si0.03〜0.3 重量
％、Fe 0.1〜0.3 重量％、Ti0.01〜0.05重量％、残部Al
および通常の不純物からなる合金を連続鋳造によってワ
イヤーロッドとし、これを 350〜500 ℃の温度で20〜10
0 時間熱処理した後、断面積減少率65％以上の冷間加工
を加え、さらにこれに 150〜300 ℃の温度で 1〜20時間
熱処理を施すことを特徴とする導電用高耐熱性アルミニ
ウム合金線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104623A JP2628235B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 導電用高耐熱性アルミニウム合金線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104623A JP2628235B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 導電用高耐熱性アルミニウム合金線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311549A JPH04311549A (ja) | 1992-11-04 |
| JP2628235B2 true JP2628235B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=14385573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3104623A Expired - Fee Related JP2628235B2 (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 導電用高耐熱性アルミニウム合金線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2628235B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111511940A (zh) * | 2018-03-27 | 2020-08-07 | 古河电气工业株式会社 | 铝合金材料以及使用其的导电构件、电池用构件、紧固部件、弹簧用部件及结构用部件 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6038447B2 (ja) * | 2011-12-08 | 2016-12-07 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム合金線、アルミニウム合金線の製造方法、及びマグネットコイル |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS512049A (en) * | 1974-06-21 | 1976-01-09 | Kyosumi Takayasu | Shoryokuekino chokusetsukyusokureikyakusochi |
| JPS607701B2 (ja) * | 1980-04-14 | 1985-02-26 | 住友電気工業株式会社 | 高導電耐熱アルミニウム合金の製造法 |
| JPS607703A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-16 | 松下電器産業株式会社 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP3104623A patent/JP2628235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111511940A (zh) * | 2018-03-27 | 2020-08-07 | 古河电气工业株式会社 | 铝合金材料以及使用其的导电构件、电池用构件、紧固部件、弹簧用部件及结构用部件 |
| US11236410B2 (en) | 2018-03-27 | 2022-02-01 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Aluminum alloy material, and conductive member, battery member, fastening part, spring part, and structural part using aluminum alloy material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04311549A (ja) | 1992-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |