JPS591659A - 導電用高力耐熱アルミニウム合金撚線の製造方法 - Google Patents

導電用高力耐熱アルミニウム合金撚線の製造方法

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JPS591659A
JPS591659A JP11087482A JP11087482A JPS591659A JP S591659 A JPS591659 A JP S591659A JP 11087482 A JP11087482 A JP 11087482A JP 11087482 A JP11087482 A JP 11087482A JP S591659 A JPS591659 A JP S591659A
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仁志 柳瀬
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星野 元次
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導電用高力耐熱アルミニウム合金撚線の製造方
法に関するもので、特に撚線として素線の導電性、強度
及び耐熱性を損なうことなく曲げ特性を改善したもので
ある。
従米、架空送電線には主にアルミニウム素線を燃合せた
鋼芯アルミニウム撚線(ACSR)が用いられているが
、特殊な送電条件のもとでは耐熱アルミニウム合金素線
を撚合せた鋼芯耐熱アルミニウム合金撚線(TACSR
)が用いられている。このTACSR用素線にはAI−
Zr系合金が用いられているが、この合金はZr含有量
の如何に拘わらず、素線の引張強さがそれほど高くなら
ないため、長径間送電用には使用できず、また全アルミ
ニウム合金撚線(AAAC)にも使用できないものであ
った。
そこで、長径間送電線には強度の優れた5005系合金
(Al−0.5〜1.1wt%Mg)からなる高力アル
ミニウム合金素線を撚合せた鋼芯高力アルミニウム合金
撚線が用いられている。しかるにこの合金素線は引張強
さが2 4 AP/711mと優れているが、耐熱性は
通常のアルミニウム(ECAl)素線と同程度であり、
大容量送電線には使用できないものであった。
近年、電力需要の増大に伴い、大容量送電用として耐熱
性及び強度の優れた素線が要求されるようになり、これ
に応じて上記AI−Zr系合金と同等の導電性及び耐熱
性を有し、上記5005系合金と同等の強度を有するA
l−Zr−Fe系合金線が開発され、これを撚合せた導
電用高力耐熱アルミニウム合金撚線が用いられるように
なつた。この撚線はAI −Zr−Fe系合金溶湯を連
続又は半連続鋳造し、得られた鋳塊を再加熱することな
く熱ま圧延により荒引線とし、これを冷間で伸線加工し
た素線を複数本撚合せて撚線としたものであるが、素線
の曲げ特性が劣るため、架線工事における釣単通し等に
おいて素線切れを起し易く、また長径間大電流送電用撚
線や鉄芯損のない全アルミニウム合金撚線の素線として
は更に性能の向上が強く望まれている。
本発明はこれに鑑み種々研究の結果、素線の導電性、強
度、及び耐熱性を劣化せしめることなく曲げ特性を向上
し、長径間大電流送電用撚線や鉄芯損のない全アルミニ
ウム・合金撚線としても使用できる。撚線の製造方法を
開発したもので、アルミニウム合金溶湯を連続又は半連
続鋳造し、得られた鋳塊を再加熱することなく熱間圧延
により荒引線とし、これを冷間伸線加工した素線を複数
本撚合せる撚線の製造において、Zru.u5〜0.2
wt%(以下wt%を単に%と略記)及びFe0、1〜
0.8%を含み、 Cuu.u3〜(J.4%、Mgυ
.(J1?0.2%の範囲内で何れか1種又は2種をF
e含有量との比(Fe含有量/Cu+Mg含有量)で0
,2〜2υを含み、残部Alと通常の不純物からなるア
ルミニウム合金溶湯を101sec以上の鋳造速度で超
音波をかけながら鋳造し、得られた鋳塊の熱間圧延を5
50〜350℃の温度より開始し、300〜l2υ℃の
温度で終了し、その間に80%以上の滅面加工を加えて
荒引線とし、これ を冷間伸線加工する伸線中の線材温度を100℃以下に
保持し、80%以上の滅面加工を加えて素線とし、該素
線の撚合せにあたり、素線に1パスレダクションで5%
以上の滅面加工を加えながら撚合せることを特徴とする
ものである。
即ち、本発明は上記組成範囲の合金を溶製し、これを1
0mm/sec以上の鋳造速度で超音波をかけながら連
続又は半連続鋳造することにより、耐熱性劣化の原因と
なるZr、Fe等の析出を阻止し、結晶粒と晶出物を微
細化して曲げ特性を改善する。この鋳塊を熱間圧延によ
り荒引線とするのに、Zr,Fe等の析出の原因となる
再加熱を行なうことなく550〜350℃の温度より圧
延を開始し、300〜120℃の温度で圧延を終了する
までに80%以上の滅面加工を加えて荒引線の溶質元素
を均質化すると共にAr,Fe等の析出を阻止して耐熱
性の低下を防止し、かつ十分に加工硬化させる。
この荒引線を冷間で伸線加工して素線とするのに.伸線
加工中の線材温度をlOC℃ 以下に保持して80%以上の滅面加工を加えることによ
り、加工熱による低温焼鈍硬化現象により耐熱性が低下
するのを防止し、かつ加工硬化により十分な強度を付与
する。
このようにして得た素線を複数本撚合せて撚線とするの
に、素線に1パスレダクションで5%以上の滅面加工を
加えながら撚合せることにより、加工による発熱と撚合
せ中の素線に加えられるねじりの歪により撚線の曲げ特
性を顕著に向上せしめたものである。
本発明において合金組成を前記の如く限定したのは次の
理由によるものである。
Zr含有量を0、05〜0.2%と限定したのは、0.
0b%未満ではFe含有量の如何にかかわらず耐熱性向
上の効果が少なく、0、2%を越えると耐熱性は向上す
るも、導電率の低下が著しくなるためであり、Fe含有
量を0.1−0.8%と限定したのは、0.1%未満で
はZr含有量の如何にかかわらず、良好な引張強さと耐
熱性が得られず、0.8%を越えると導電率が者しく低
下するためである。
またCu含有量を0.0 3 〜0.4%、 Mg含有
量を0.01〜0.4%と限定したのは、Cu又は/及
びMgの含有量が下限未満では曲げ性の改善が小さく、
上限を越えると導電率の低下が著しくなるためであり、
Cu又は/及びMgの含有量をFe含有量との比(Fe
含有量 / Cu+Mg含有量)で0.2〜20と限定
したのは0.2未満では導電率の低下が著しく.20を
越えると曲げ特性の認められないためである。
尚、通常の不純物とは、Al地金に不可避的に含まれる
もので、一般のECAl地金に含まれる程度の不純物で
あれば撚線としての特性を何等損なうようなことはない
次に本発明において、連続又は半連続鋳造における前記
組成の合金溶湯の鋳造速度を10mm/ S e C以
上と限定したのは、10mm/sec未満ではZr,F
e等が析出して耐熱性を低下するためであり、鋳造時に
超音波をかけたのは結晶粒及び晶出物を微細化して曲げ
特性を改善するためである。このようにして得た鋳塊を
再加熱することなく熱間圧延するのは再加熱によりZr
、Fe等が析出して耐熱性が低下するのを防止するため
で、鋳塊の熱間圧延開 始温度を550〜350Cと限定したのは、550℃よ
り高い温度で開始すると,冷間伸線加工における加工硬
化能が小さくなり、350℃より低い温度で開始すると
Feが均質化せず.耐熱性が低下するためである。また
熱間圧延終了温度を300〜120℃と限定したのは、
300℃より高い温度で終了すると,十分な強度が得ら
れず、圧延後の冷却過程で固溶したZrやFeが析出し
て耐熱性が低下し、120℃より低い温度まで圧延を続
けると、加工による硬化現象が大きくなり、耐熱性が低
下するためである。また熱間圧延における減面加工率を
80%以上と限定したのは、80%未満の加工では十分
な加工硬化が得られず、強度が低下するためである。
更に冷間伸線加工における伸線中の線材温度を100℃
以下に保持したのは伸線中の線材温度が100℃を越え
ると低温焼鈍硬化現象が起り、耐熱性を著しく低下する
ためであり、冷間伸線加工における減面加工率を80%
以上と限定したのは、80%未満の加工では十分な加工
硬化が得られず、素線の強度が不十分となるためである
このようにして得た素線を燃合せて撚線とするのに、素
線に加える1パスレダクションの滅面加工を5%以上と
限定したのは、前記の如く滅面加工による発熱と撚合せ
中に加えられるねじりの歪により曲げ特性を更に向上さ
せるためで、滅面加工と撚合せを工程で行なったのでは
曲げ特性の向上は得られず、また滅面加工率が5%未満
では滅面加工による発熱が小さく、曲げ特性の向上が得
りれない。更に2パス以上のレダクションで5%以上の
滅面加工を行なっても曲げ特性は改善されるが,より大
きな硬化は得られず、しかも撚合せ中の滅面加工はlパ
スが限度であるためである。
以下、本発明を実施例について説明する。
純度99.6%のECAl地金と、Al−5%lrr.
 AI −6%r’e,A1−5υ%Cuの各母合金と
Mg単体とを用い,第l表に示す組成の合金を溶製造し
た。この溶湯に超音波を加えながらベルトアンドホイー
ル型連続鋳造機により断面積2000mm2の鋳塊を連
続的に鋳造し,これを再加熱することなく連続的に圧延
する連続圧延機により熱間圧延して荒引線とした。この
荒引線を冷間で連続的に伸線加工して素線とした。
この素線を6〜84本用い、それぞれダイスを通してl
パスで減面加工しながら鋼芯上にに撚合せて鋼芯高力耐
熱アルミニウム合金撚線を製造した。
尚、比較のため同一素線を用いて減面加工することなく
鋼芯上に撚合せて鋼芯高力耐熱アルミニウム合金撚線を
製造した。これ等の撚線をlmの長さに切断して解体し
、各素線をそれぞれ整直した後、引張強さ、導電率、耐
熱性及び曲げ特性を測定した。その測定結果と製造条件
を第2表に示す。
尚、引張強さはアムスラー型引張試験機により測定し、
導電率はケルビンダブルブリッジにより電気抵抗を測定
して算出した。また耐熱性は試料を230℃の温度で1
時間加熱した後引張強さを測定し、加熱前の引張強さに
対する加熱後の引張強さの割合で表わした。また曲げ特
性は試料を試料の直径の2倍の曲面で挾持して左右交互
に繰り返し曲げを行ない、破断まで曲げ回数を測定した
曲げ回数は、左に90°曲げて1回、元の位置に戻して
2回,右に90°曲げて3回,元の位置に戻し て4回とし、これを破断するまでの回数を測定した。
第1表及び第2表から明らかなように本発明方法No.
l〜No.14により製造した撚線の素線は、導電率5
6.1〜57.1%IACS、引張強さ26.6〜27
.6八p/mm、耐熱性94.9〜97.0%、曲げ回
数25〜29回の特性を示し、従来方法yl634〜腐
36で製造した撚線の素線と比較し、同等の導電率、引
張強さ及び耐熱性とはるかに高い曲げ回数を示し、2倍
以上の曲げ特性を有することが判る。
これに対し本発明方法で規定する合金組成又は製造条件
が外れる比較方法No.l5〜涜33では導電率,引張
強さ、耐熱性、曲げ特性の何れかが劣ることが判る。即
ち,Zr含有量の少ない比較合金0を用いた比較方法N
o.l5では耐熱性が悪く、Fe含有量の少ない比較合
金Qを用いた比較方法No.7では引張強さ及び耐熱性
が悪く、Mg又は/及びCu含有量の少ない比較合金S
を用いた比較方法では曲げ特性の改善が認められず、Z
r含有量の多い比較合金P.Fe含有量の多い比較合金
Rは/及びCu含有量の多い比較合金Tを用いた比較方
法No.16、No.No.20は何れも導電率が低く
なっている。
またFe含有量とMg又は/及びCu含有量の比が小さ
い比較合金Uを用いた比較方法No.21では導電率が
低下し.Fe含有量と1vg又は/及びCu含有量の比
が大さい比較合金V.Wを用いた比較方法No.22、
洗23では曲げ特性の改善が認められない。また製造条
件において、鋳造速度が遅い比較方法薦24では耐熱性
が低く,超行波をかけない比較方法腐25では曲げ特性
の改善が認められず、熱間圧延の開始温度が高い比較方
法No,26、熱間圧延又は冷間伸線による加工率が小
さい比較方法No.30、鷹32では何れも引張強さが
低く、熱間圧延の開始温度が低い比較方法No.27,
熱間圧延の終了温度が高い比較方法A2g、熱間圧延の
終了温度が低い比較方法No.29、冷間伸線加工中の
線温が100℃を越える方法No.31燃甘せの際の滅
面加工率が小さい比較方法A633では何れも引張強さ
及び耐熱性が低いことが判る。
このように本発明によれば従来の高力耐熱アルミニウム
合金撚線の素線と同等の導電率、強度及び耐熱性を有し
,かつはるかに優れた曲げ特性を 有する素線を撚合せた高力耐熱アルミニウム合金撚線を
製造することができるもので、長径間送電線や鉄損失の
ない全アルミニウム合金撚線としてその特性を向上し得
る等工業上顕著な効果を奏するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルミニウム合金溶湯を連続又は半連続鋳造し、得られ
    た鋳塊を再加熱することなく熱間圧延により荒引線とし
    、これを冷間伸線加工した素線を復数本撚合せる撚線の
    製造において、ZrlJ.Ll5〜U,2 W t%及
    びFeO.1 〜0.8wt%を含み、CuO.03 
    ′0.4wt%、MgU.01〜υ,4wt%の範囲内
    で何れか1種又は2種をFe含有量との比(Fe含有量
    / C u +Mg含有量)で0.2〜20を含み、残
    部A1と通常の不純物からなるアルミニウム合金溶湯を
    l0mm/SeC以上の鋳造速度で超音波をかけながら
    鋳造し、得られた鋳塊の熱間圧延を550〜350℃の
    温度より開始し、300〜120℃の温度で終了し、そ
    の間に80%以上の減面加工を加えて荒引線とし、これ
    を冷間伸線加工により伸線中の線材温度を100℃以下
    に保持し、80%以上の減面加工を加えて素線とし、該
    素線の撚合せにあたり、素線に1パスレダクションで5
    %以上の減面加工を加えながら撚合せることを特徴とす
    る曲げ特性の優れた導電用高力耐熱アルミニウム合金撚
    線の製造方法
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS64569U (ja) * 1987-06-23 1989-01-05
US8178266B2 (en) 2008-06-27 2012-05-15 Ricoh Company, Ltd. Electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus using the electrophotographic photoreceptor, and method of producing electrophotographic photoreceptor
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