JPH1096036A

JPH1096036A - 高強度高導電率銅合金線材

Info

Publication number: JPH1096036A
Application number: JP8251891A
Authority: JP
Inventors: Masateru Ichikawa; 雅照市川
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】トロリ線用材料として、強度及び耐熱性を向
上することができると共に、導電率７０％ＩＡＣＳ以上
の高い導電性を得ることができる高強度高導電率銅合金
線材を提供する。【解決手段】高強度高導電率銅合金線材はＳｎ及びＩ
ｎを総量で０．３５乃至０．５５重量％含有し、そのう
ち、Ｉｎの含有量が０．０５重量％以上であり、Ｌａ及
びＣｅのいずれか１種又は２種を総量で０．０１乃至
２．０重量％含有し、残部がＣｕ及び不可避的不純物か
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速で運行する架
線式電車へ給電するトロリ線として好適の高強度高導電
率銅合金線材に関する。

【０００２】

【従来の技術】架線式電車へ給電するトロリ線として
は、通常、硬銅線又はＣｕ−Ｓｎ合金線等が使用されて
いる。近年、電車の高速運行の要請が強く、これに対応
するためには、トロリ線の架線張力を高くする必要があ
る。このため、トロリ線に用いられる材料には、高い強
度をもつことが要求される。また、高速化、電力の大容
量化による発熱に対し、耐熱性が高いことが要求され
る。

【０００３】一般に、Ｃｕ−Ｓｎ合金のような固溶強化
型合金では、合金元素量を多くするほど強度及び耐熱性
が増加することが知られている。従って、Ｃｕ−Ｓｎ合
金では、Ｓｎの添加量を増加すると、強度及び耐熱性の
増加を図ることができる。しかし、合金元素量を多くす
ると導電性が低下するため、トロリ線のように、導電性
が要求されるものには、添加できる合金元素量は限られ
る。

【０００４】また、線材の加工工程において、伸線加工
率（減面率）を大きくすることにより、線材は加工硬化
してその強度が高くなる。しかし、一般に使用されてい
るトロリ線は、断面積が１１０ｍｍ²（直径約１１．８
ｍｍ）又は１７０ｍｍ²（直径約１４．７ｍｍ）であ
り、このような太い線材を得るための伸線加工率を大き
くするためには、伸線前の初期線径を極めて大きくする
必要がある。しかし、伸線前の線径が２５ｍｍを超える
場合は、伸線工程及び巻取り工程等に大規模な設備が必
要になり、製造コストが高くなると共に、作業性が悪く
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く、従来のト
ロリ線として使用されている硬銅線又はＣｕ−Ｓｎ合金
線等では、導電性を損なうことなく強度及び耐熱性を向
上させることは困難である。トロリ線としての用途に供
するための導電率は５０％ＩＡＣＳ（純銅焼鈍材の導電
率を１００としたときの値）以上、好ましくは７０％Ｉ
ＡＣＳ以上である。しかし、従来、このような高導電率
を確保しつつ、高速運行のための高架線張力化に対応で
きるような高強度を得ることはできなかった。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、トロリ線用材料として、導電率７０％ＩＡ
ＣＳ以上の高い導電性を確保しつつ、強度及び耐熱性を
向上させることができる高強度高導電率銅合金線材を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高強度高導
電率銅合金線材は、Ｓｎ及びＩｎを総量で０．３５乃至
０．５５重量％含有し、そのうち、Ｉｎの含有量が０．
０５重量％以上であり、更にＬａ及びＣｅのいずれか１
種又は２種を総量で０．０１乃至２．０重量％含有し、
残部がＣｕ及び不可避的不純物からなることを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本願発明者は、強度及び耐熱性を
向上させると共に、導電性が優れた高強度高導電率銅合
金線材を得るために鋭意研究した結果、銅合金に含有さ
れる添加元素のうち、ＳｎとＩｎの含有量の総量を適切
に設定すると共に、そのうちのＩｎ含有量の最小値を適
切に規定し、またＬａ及び／又はＣｅを適正量添加する
ことが有効であることを見出した。

【０００９】以下、本発明における高強度高導電率銅合
金線材について、その成分添加理由及び組成限定理由に
ついて説明する。

【００１０】Ｓｎ及びＩｎを総量で０．３５乃至０．５
５重量％含有し、そのうち、Ｉｎの含有量が０．０５重
量％以上Ｓｎ及びＩｎは、強度及び耐熱性を向上させる元素であ
る。Ｓｎ及びＩｎの含有量の総量が０．３５重量％未満
であると、強度及び耐熱性を向上させる効果は少ない。
特に、Ｉｎの含有量が０．０５重量％未満であると、強
度及び耐熱性を向上させる効果が得られない。また、Ｓ
ｎ及びＩｎ総量が０．５５重量％を超えると、７０％Ｉ
ＡＣＳ以上の導電率を確保できなくなる。このため、Ｓ
ｎ及びＩｎの含有量は総量で０．３５乃至０．５５重量
％とし、Ｉｎの含有量を０．０５重量％以上とする。

【００１１】Ｌａ及びＣｅのいずれか１種又は２種を総
量で０．０１乃至２．０重量％Ｌａ及びＣｅは導電率を殆ど低下させずに、銅合金の強
度及び耐熱性を向上させる効果があるが、総量で０．０
１重量％未満ではその効果は少なく、逆に２．０重量％
を超えると、銅合金材を連続鋳造設備において鋳造する
際に鋳塊表面に割れが生じやすくなり、製品の強度が低
下する虞れがある。このため、Ｌａ及びＣｅはその少な
くとも１種又は２種を総量で０．０１乃至２．０重量％
添加する。なお、合金調整時には、金属Ｌａ及びＣｅを
添加する替わりに、これらの元素を主成分とする市販品
であるミッシュメタルを添加してもよい。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係る高強度高導電率銅合金線
材の実施例について、その比較例と比較して具体的に説
明する。

【００１３】先ず、工業用連続鋳造装置により、溶銅中
に夫々添加元素のワイヤを一定速度で送給することによ
り、所定の組成を有する銅合金の素材を得た。これを更
に熱間圧延することにより、直径２５ｍｍの荒引き線を
得た。この熱間圧延して得られた銅合金の荒引き線の表
面性状を外観検査により、微細なクラック又は微小の疵
が発生しているか否かを調査した。続いて、この荒引き
線を伸線加工した。この伸線加工においては、パス毎に
約２０％の減面率で伸線を繰り返し、最終的に断面積が
１７０ｍｍ²のトロリ線用の銅合金線材を得た。これら
の銅合金線材について引張強度及び導電率を測定した。
また、銅合金線材を１時間等温焼鈍した場合の半軟化温
度を求め、耐熱性を評価した。

【００１４】これらの試験結果を表１にまとめて示す。
なお、表１の実施例６は、Ｌａ及びＣｅの替わりに、こ
れらの元素を主成分とする市販のミッシュメタルを添加
したものである。

【００１５】

【表１】

【００１６】上記表１に示すように、本発明の実施例に
おいては、全て導電率が７０％ＩＡＣＳ以上と高く、引
張強度は４６ｋｇｆ／ｍｍ²と高く、また、耐熱性の指
標となる半軟化温度も高く、耐熱性が優れている。

【００１７】これに対し、Ｌａ又はＣｅの含有量が２．
０重量％を超えた比較例１及び２は、熱間圧延後の直径
２５ｍｍの銅合金の荒引き線に微細なクラック又は微小
の疵が見られ、実施例３及び４に比べて強度が低い。ま
た、比較例３においては、Ｌａ含有量が０．００９重量
％と少ないため、従来例１と同程度の引張強度であっ
た。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る高強
度高導電率銅合金線材は、Ｓｎと、Ｉｎと、少なくとも
Ｌａ又はＣｅの１種以上とを所定の含有量で添加するの
で、強度及び耐熱性が向上すると共に、導電率も７０％
ＩＡＣＳ以上と極めて高い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｎ及びＩｎを総量で０．３５乃至０．
５５重量％含有し、そのうち、Ｉｎの含有量が０．０５
重量％以上であり、更にＬａ及びＣｅのいずれか１種又
は２種を総量で０．０１乃至２．０重量％含有し、残部
がＣｕ及び不可避的不純物からなることを特徴とする高
強度高導電率銅合金線材。