JPS585254B2 - 導電用軟質強力アルミニウム合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強度及び導電性のすぐれた導電用軟質強力アル
ミニウム合金に関するもので、Ｆｅ：０．６〜１．５０
％及びＲＥ：０．０１〜０．１８％又はＹ：０．００１
〜０．１％、又はＢ：０．０１〜０．３％、又はＣａ：
０．０１〜０．３％、残部Ａｌよりなる導電用アルミニ
ウム合金に係る。

本発明合金は、特に通信ケーブル用導体、溶接ケーブル
用導体、屋内配線用導体及び巻線用導体など従来軟鋼線
が使われていた用途に適したアルミニウム材料の提供を
目的とするものである。

従来、通信ケーブル、溶接ケーブル、屋内配線及び巻線
ケーブル用導体などとしては軟銅が使用されてきたが、
銅資源の枯渇及び銅価路の高騰に伴いアルミニウム化の
機運が高まってきた。

しかるに従来の電気用アルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金は軟材の状態では機械的強度が著しく低く、軟材
の製造にも多くの問題を含んでいる。

本発明者らはこれらの点に鑑み鋭意研究を行なった結果
、ＡｌにＦｅ及びＲＥ、又はＹ、又はＢ又はＣａを添加
、共存させることにより電気用アルミに比し導電性を余
り低下させることなく強度を改善できることを見出した
。

すなわち本発明合金はＡｌとＦｅの金属間化合物Ａｌ３
Ｆｅと各添加元素との相互作用および各添加元素がアル
ミ中の不純物と結合し、分散分布してアルミ基質を清浄
化する効果などにより軟材ですぐれた強度、伸び及び導
電性を有し、各種の電線用途に使用できるという極めて
すぐれた合金である。

なお、本発明合金は軟材をさらに実用上充分な伸びを保
ちうる範囲内の加工度で伸縮加工すれば強度特に耐力が
著しく向上し導電材料として適用範囲が広がると共に各
種導体の製造上鋼と同等の設備を使用できる利点がある
。

本発明においてＦｅ、ＲＥ、Ｙ、Ｂ及びＣａの含有量を
前記の通りに限定する理由を以下に示す、一般に、Ｆｅ
をＡｌに添加するとＦｅは過飽和に固溶されやすいが、
大部分はＡ１２Ｆｅとして析出し、その析出物の分散状
態によって強度あるいは伸び等に大きな影響を与える。

また、過飽和に固溶したＦｅは導電性の面からは好まし
くないが、焼鈍等の加熱によって固溶Ｆｅを析出させ、
導電性を向上させることができる。

しかし、焼鈍方法が高温できわめて短時間の場合には、
固溶Ｆｅの析出が不充分でありかつＡｌ中の不純物が再
固溶し、導電性の回復が少ない現象が生じる。

従って、Ｆｅは鋳造工程あるいはそれ以降の工程におい
てできるだけ析出させておく方が望ましいが、前述のよ
うにＡ１２Ｆｅの分散状態が問題であり、できるだけ微
細である方がよい。

而して、本発明合金はＡｌ−Ｆｅ合金にＲＥ、Ｙ。

ＢあるいはＣａを添加することにより、これら添加元素
がＡｌ中の不純物（例：Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｎ等）と結合し
、分散分布してＡｌ基質を清浄化すると共に、Ｆｅの固
溶限を減少させて導電率の低下阻止りあるいは導電率の
回復をもたらし、かつ、Ａｌ３Ｆｅを微細に分散させる
効果があるため軟材で強度かつ伸びのすぐれた合金が得
られると考えられる。

Ｆｅ含有量が上記下限量未満であると、導電性はすぐれ
ているが、Ｆｅと他の添加元素ＲＥ、Ｙ、Ｂ及びＣａと
の相互作用及びＡｌ３Ｆｅの分散強化も少ない。

また、Ｆｅ含有量が上記上限量より多いと、ＲＥ、Ｙ、
Ｂ及びＣａによるＡｌ中の不純物の清浄化の効果が飽和
し、導電性の低下が無視しえなくなり、かつ強度の上昇
効果も飽和する傾向にある。

次に、ＲＥ、Ｙ、Ｂ及びＣａ含有量が上記下限量未満で
あるとＡｌ中の不純物の清浄化が不充分であり、析出物
Ａｌ３Ｆｅの分散状態にも悪影響を及ぼすため、強度の
上昇効果及び導電性の回復が不充分となる。

一方、ＲＥ、Ｙ、Ｂ及びＣａ含有量が上記上限量より多
いとＡｌ中の不純物の清浄化効果が飽和し、逆にＲＥ、
Ｙ、Ｂ及びＣａ添加による導電性の低下が無視しえなく
なり、Ａ１３Ｆ６との相互作用による強度の上昇効果も
飽和する。

本発明の合金はＳｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖおよびその他の不
純物の含有量が少ない方が望ましいがそれらの各元素を
ＪＩＳ Ｈ２１１０に定める程度に含有することはなん
らさしつかえはない。

なお、本発明において稀土類元素としては例えばＬａ、
Ｃｅ。

Ｎｄ等の内１種又は２種以上の混合物（例えばミツシュ
メタル）が用いられる。

本発明合金を製造するには、従来公知の導電用アルミニ
ウム合金の製造と同様の鋳造方法で製造し得、又従来公
知の導電用アルミニウム合金と同様の加工法により任意
サイズの線材に加工することができる。

従って荒引線は圧延法、押出法あるいは連続鋳造−圧延
法によって製造可能である。

特に、本発明合金を押出法あるいは圧延法で製造する際
、鋳造ビレットあるいはワイヤーバーを３５０〜５５０
℃の範囲内で熱処理した後、熱間押出あるいは圧延加工
すれば鋳造ままのビレットあるいはワイヤーバーを押出
加工した場合に比し、きわめてすぐれた導電性を有する
荒引線が得られる。

さらに、該荒引線を任意サイズまで伸線し、焼鈍すれば
きわめて導電性のすぐれた軟質強力アルミ合金が得られ
る。

一般に導電用アルミ合金は焼鈍方法によって導体の軟材
の特性が異なり、例えば連続通電式焼鈍の場合は、通電
焼鈍時間がきわめて短いため、従来のバッチ焼鈍（例３
００℃で１時間加熱）に比較し、はるかに高温で焼鈍さ
れる。

従ってアルミニウム中に溶質元素が固溶し、焼鈍しても
導電性の回復が少ない場合がある。

本発明合金はバッチ焼鈍あるいは連続通電式焼鈍のいづ
れでもすぐれた特性を有しており、本発明合金の顕著な
効果を実施例および比較例によって以下に示す。

第１表に比較例及び実施例の組成を示す。

上記比較例（７）は不純物としてＳｉ：０．０５％、Ｃ
ｕ：０．００２％含有する一般電線用アルミニウム（純
度９９．８％）であり、他の比較例および実施例の各合
金は比較例（７）の一般電線用アルミニウムに添加後に
おいて第１表に示す組成比となる量の各種元素を添加し
たものである。

これらの実施例（１）〜（１２）および比較例（１）〜
（６）の各合金は普通の製造法に従い鋳造して得られた
各鋳塊を５００℃で４時間加熱した後熱間加工して８ｍ
ｍφの荒引線を得た。

なお、比較例（７）のＥＣアルミはプロペルチ方式によ
り連続鋳造圧延して９．５ｍｍφの荒引線を得た。

次いで、各荒引線を仕上り線０．５４ｍｍφまで冷間伸
線し、４５０℃で３秒間焼鈍し軟材とした。

ひきつづき該軟材を０．５０ｍｍφまで冷間伸線し加工
度約１０％の半硬材を得、特性を測定した。

以下において焼鈍したままの試料（加工度０％）を軟材
と称し、冷間加工度約１０％の試料を半硬材と称す。

なお、冷間加工度は次式により表示されるものである。

比較例及び本発明の各合金の軟材及び半硬材について緒
特性測定結果を第２表に示す。

まず、本発明合金（実施例）の軟材の特性について説明
すると、第２表から明らかなように本発明合金はいづれ
も導電率６０％ １ＡＣ３以上引張強さ１２Ｋｇ／ｍｍ
２以上、及び伸び２０％以上のすぐれた特性を有してい
る。

比較例（１）〜（４）で示すようにＦ６量が請求範囲下
限以下の添加の場合いづれも強度は低く又、比較例（５
）で示すようにＦｅ量が請求範囲内の添加であってもＲ
Ｅ、Ｙ、Ｂ及びＣａ等を含まない場合は所要の強度を得
ることができない。

又、比較例（６）で示すようにＦ６量が請求範囲上限以
上の添加の場合強度は上昇するが導電率が低下し、６０
％１ＡＣ３を下まわってしまう。

比較例（７）のＥＣアルミニウムでは、導電率は高いが
強度が本発明合金よりはるかに低い。

次に、軟材を１０％冷間伸線した半硬材について説明す
ると、実施例（１）〜（１２）の各合金は１０％加工に
より強度、特に耐力が著しく向上する。

伸びの低下は大きいが８％以上を有しており、実用上問
題ない。

又、導電率は若干低下するにすぎない。

比較例（１）〜（５）及び（７）のようにＦ６量が請求
範囲下限以下の添加では軟材の強度が低く、それらを約
１０％加工しても、十分な強度を得ることができず、加
工度をさらに大きくとると伸びが低下し、実用上問題と
なる。

従って、本発明合金は導電用軟質強力アルミニウム合金
として強度かつ伸び、粘さの要求される分野、特に通信
ケーブル、溶接ケーブル、屋内配線及び巻線用導体とし
て最適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 稀土類（以下ＲＥと称す）：０．０１〜０．１８重
   量％又はＹ：０．００１〜０．１重量％、又はＢ：０．
   ０１〜０．３重量％、又はＣａ：０．０１〜０．３重量
   ％のいずれか１種と、Ｆｅ：０．６〜１．５０重量％及
   び残部Ａｌよりなる導電用アルミニウム合金。