JP4171907B2 - トロリー線とその製造方法 - Google Patents
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Description
<Sn:0.5超〜0.8質量%>
Snの含有量を0.5質量%超としているのは、トロリー素材としてより高い強度を得るためであり、Snの含有量を0.8質量%以下としているのは、導電率の低下をより抑えるためである。
銅中にAg、In、Sr、Ca、Mg、Zrの少なくとも一種を添加することにより銅合金の強度を向上させ、さらにパンタグラフとトロリー線との間のアークによって熱が発生しても銅合金が軟化せず、耐熱性を向上することができる。
酸素含有量を0.01〜0.05質量%とすることで、必要な導電率を得やすくすることができる。また、トロリー線の製造に用いる鋳造材の酸素含量を0.05質量%以下とすることにより、酸化銅の生成を抑制し、加工時における酸化銅を起点とした断線を抑制することができる。逆に酸素含有量が0.01質量%未満であれば、熱間加工時に割れが生じやすく、鋳造後の工程で高品質のトロリー線を得ることが難しくなる。
460N/mm2以上の引張強さを有することで、電車の高速化に伴うトロリー線の架線張力の増強にも十分対応することができる。より好ましくは480N/mm2以上、さらには500N/mm2以上の引張強さとすることが好ましい。特に、トロリー線の断面積110mm2の場合500N/mm2以上、同断面積170mm2の場合460N/mm2以上とすることが好適である。
トロリー線の導電率を60%IACS以上とすることで、トロリー線として必要な導電率を満たすことができる。本発明トロリー線ではSn濃度が高く、高い導電率を得ることが比較的難しいが、さほど高導電率が要求されない交流用トロリー線として本発明トロリー線は適している。この導電率は、20℃において、万国軟銅標準に規定する標準軟銅の導電率に対する百分率(%IACS)で示す。
鋳造材を得る工程は、ホイールベルト方式やツインベルト方式のような可動鋳型を使用した鋳造方式が好ましい。これらの方式で連続鋳造を行なうことで製造コストを抑えることができる。
鋳造材に600℃以上の温度において50%以上の熱間加工を施すことにより、鋳造組織を微細化させ、線材強度を向上させることができる。熱間加工としては熱間圧延が好ましい。特に、前記鋳造と連続して熱間圧延を行うことが製造性の点で好ましい。
直径が20mm以上の線材を得た後、150℃以下の温度において50%以上の加工度で冷間加工を施す。この冷間加工により、線材の強度を向上させることができる。ここでの加工度も「(加工前の断面積−加工後の断面積)/加工前の断面積」で表される。この冷間加工により、高強度のトロリー線を得ることができる。
また、熱間加工後のサイズが小さいNo.B3,B4は、Agなどの添加元素の有無に関わらず引張強さの点でNo.A1〜A8よりも劣っていることが確認された。
Claims (4)
- Snが0.5質量%超0.8質量%以下、
Ag、In、Sr、Ca、MgおよびZrから選択される少なくとも一種が総量で0.0005〜0.3質量%、
酸素が0.01〜0.05質量%含有され、
残部がCuと不可避不純物で構成されて、
引張強さが460N/mm2以上、
導電率が60%IACS以上であることを特徴とするトロリー線。 - 前記トロリー線の断面積が110〜170mm 2 であることを特徴とする請求項1に記載のトロリー線。
- Snが0.5質量%超0.8質量%以下、Ag、In、Sr、Ca、MgおよびZrから選択される少なくとも一種が総量で0.0005〜0.3質量%、酸素が0.01〜0.05質量%含有され、残部がCuと不可避不純物で構成される鋳造材を連続鋳造により得る工程と、
得られた鋳造材に600℃以上の温度において50%以上の加工度で連続的に熱間加工を施し、直径が20mm以上の線材を得る工程と、
この線材に150℃以下の温度において50%以上の加工度で冷間加工を施す工程とを具えることを特徴とするトロリー線の製造方法。 - 熱間加工での加工度が80%以上で、冷間加工での加工度が70%以上であることを特徴とする請求項3に記載の耐摩耗性トロリー線の製造方法。
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