JPH0255500B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は、導電率が高く、かつ耐熱性に優れた
アルミニウム合金線の製造方法に関する。 〔発明の技術的背景およびその問題点〕 近年電力需要はますます増大化しており、この
ため架空送電線に対しても送電容量の増加および
送電ロスの減少が要請されている。 従来から耐熱性アルミニウム合金線としてジル
コニウムを0.04重量％程度添加したアルミニウム
−ジルコニウム系合金からなるものが使用されて
いるが、このアルミニウム合金線は導電率は60％
以上であるが、連続使用最高温度が150℃、短時
間使用最高温度が180℃程度と耐熱性がさほど高
いものではなく、上記要請に充分応えるものとは
いえなかつた。 また、より高い耐熱性を要求される場合には、
連続使用最高温度200℃、短時間使用最高温度230
℃の規定を満足させる超耐熱性アルミニウム合金
線が使用されているが、このアルミニウム合金線
は導電率が57〜58％程度と低く、やはり既設鉄塔
を用いての大容量送電という最近の要請に充分応
え得るものではなかつた。 さらに、このような従来からの超耐熱性アルミ
ニウム合金線においては、アルミニウムに主とし
てジルコニウムを添加した合金を連続鋳造圧延後
熱処理することなく冷間加工して製造する方法が
採られており、4.8mmφより小サイズの線では、
冷間加工率が極めて大きくなつてしまう。このた
め耐熱性を低下させないためにジルコニウムの添
加量を増加させねばならず、導電率がいつそう低
下してしまうという難点があつた。 〔発明の目的〕 本発明は、上記の事情に対処してなされたもの
で、引張強さ等の機械的強度および耐熱性に優
れ、しかも導電率が60％以上と極めて高いアルミ
ニウム合金線の製造方法を提供することを目的と
する。 〔発明の概要〕 本発明は、ジルコニウム0.25〜0.45重量％、ケ
イ素0.10〜0.25重量％、鉄0.10〜0.25重量％、残
部アルミニウムおよび通常不可避な不純物からな
る合金を連続鋳造圧延してなるワイヤーロツドを
350〜450℃の温度で10〜50時間熱処理した後、断
面減少率（減面率）65％以上の冷間加工を加え、
次いでこれに200〜300℃の温度で１〜10時間の熱
処理を施すことを特徴とする導電用高耐熱性アル
ミニウム合金の製造方法に関する。 本発明において、合金成分の組成を上述のよう
な範囲に限定したのは以下の理由による。 すなわちジルコニウムは強度および耐熱性を向
上させるために添加するものであり、この添加量
が0.25重量％未満では導電率を60％以上にした場
合、強度および耐熱性が不充分となり、反対に
0.45重量％を越えると固溶ジルコニウムの析出に
長時間を要する。 また、ケイ素はジルコニウム粒子、すなわち
Al₃Zr粒子の析出を促進するために添加するもの
であり、この添加量が0.10重量％未満ではこの析
出促進の効果が始ど認められず、反対に0.25重量
％を越えると連続鋳造圧延工程で製品に割れが生
じる。 さらに鉄は強度、特に引張強度を増大させると
ともにケイ素添加に起因する鋳造割れを防止する
ために添加するものであり、この添加量が0.10％
重量％未満では添加による効果が認められず、反
対に0.25重量％を越えると耐熱性および導電率の
低下をもたらす。 本発明においては、以上の元素を導電用アルミ
ニウム地金に添加し合金を得るが、使用するアル
ミニウム地金中に同一の元素を不純物として含有
するときは、含有量との合計量が上記範囲になる
ように添加量を調整するのが望ましい。 本発明においては、このようなアルミニウム合
金を用い次に示す工程を経て、例えば鋼心アルミ
ニウム撚線の素線を製造する。 (1) まずアルミニウム合金素材を以下のように連
続鋳造圧延し、８〜10mmφのワイヤーロツドを
製造する。 すなわち溶湯温度740〜850℃より溶解鋳造を
開始し、凝固させ、得られた鋳塊を550℃以下
の温度から200℃以下の温度になるまでに断面
減少率（減面率）80％以上の圧延加工を行な
う。 この工程においては、ジルコニウムの過飽和
固溶体を得ることと耐熱性向上に有効な転位を
マトリツクス中に導入することが主たる目的と
なり、上述した条件の加熱および冷却を行なわ
ない場合には、この目的が充分に達成されな
い。 (2) 次にワイヤーロツドには350〜450℃の温度で
10〜50時間の熱処理が施される。この工程は(1)
の連続鋳造圧延工程で溶体化された合金を時効
処理し、マトリツクス中にAl₃Zr粒子を析出さ
せるためのもので熱処理温度が350℃未満の場
合には、この析出速度が極めて遅く時効に数
100時間を越える時間が必要となり、反対に450
℃を越える熱処理温度では、析出粒子の粗大化
が著しく、かえつて耐熱性が低下してしまうた
め、いずれの場合も望ましくない。 (3) 熱処理された線材には、次に断面減少率（減
面率）65％以上の冷間加工が施される。この冷
間加工は所定の引張強さを得ることも目的の１
つであるが、次の熱処理工程とも関連し、高温
安定性を得、耐熱性を向上させる上で必要な工
程である。すなわちこの冷間加工により転位の
セル構造を導入することができる。断面減少率
（減面率）65％未満ではこのようなセル構造の
導入が不充分となり、耐熱性の向上の効果が認
められない。 (4) 冷間加工された線材には最後に200〜300℃の
温度で１〜10時間の熱処理が施される。 最終熱処理の温度および時間をこのような範
囲に限定したのは、処理温度が200℃未満ある
いは処理時間が１時間未満の場合には、耐熱性
の向上が認められず、反対に300℃を越える温
度あるいは10時間を越える処理時間では、析出
物の粗大化および局部的再結晶を生じ充分な強
度が得られないためである。 このような熱処理により耐熱性および導電率
が向上するのは、以下に述べる理由によるもの
と考えられる。 すなわち(3)の冷間加工によりマトリツクス中
に導入され転位のセル構造のち、移動性の高い
ものが最終熱処理により消滅させられるととも
に、残留転位がこの熱処理でより熱的に安定な
構造に移行することにより耐熱性等の向上が図
られるものと考えられる。 次に本発明の実施例について記載する。 〔発明の実施例〕 実施例 １〜10 第１表に示す組成のアルミニウム−ジルコニウ
ム系合金を同表に示す条件で連続鋳造圧延し、
9.5mmφのワイヤーロツドを製造した。得られた
ワイヤーロツドに同じく同表に示す温度および時
間の熱処理（時効処理）を加えた後、断面減少率
（減面率）65％以上の冷間加工を行ない、次いで
得られた最終線経4.8mmφのアルミニウム合金線
に同表に示す条件の最終熱処理を行なつた。 また比較のために本発明の組成範囲外のアルミ
ニウム−ジルコニウム系合金について実施例と同
様な順序で第１表に示す条件の連続鋳造圧延、熱
処理、冷間加工および最終熱処理を行ない4.8mm
φのアルミニウム合金線を製造した。なお比較例
18，22および25では連続鋳造圧延工程で鋳造割れ
を生じ、線材を得ることができなかつた。

【表】 次ぎに実施例１〜10および比較例11〜25で得ら
れたアルミニウム合金線の導電率、引張強さおよ
び耐熱性を測定した。測定結果を第２表に示す。 なお、耐熱性は１時間加熱後の引張強さ残存率
が90％になる温度で示した。

【表】

〔発明の効果〕

以上の実施例からも明らかなように、本発明の
製造方法によれば導電率が60％以上で機械的強度
と耐熱性に優れたアルミニウム合金線を得ること
ができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ジルコニウム0.25〜0.45重量％、ケイ素0.10
   〜0.25重量％、鉄0.10〜0.25重量％、残部アルミ
   ニウムおよび通常の不純物からなる合金を連続鋳
   造圧延してなるワイヤーロツドを350〜450℃の温
   度で10〜50時間熱処理した後、断面減少率（減面
   率）65％以上の冷間加工を加え、次いでこれに
   200〜300℃の温度で１〜10時間の熱処理を施すこ
   とを特徴とする導電用高耐熱性アルミニウム合金
   の製造方法。