JPS5918467B2 - 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 - Google Patents
耐熱アルミニウム合金導体の製造方法Info
- Publication number
- JPS5918467B2 JPS5918467B2 JP11089880A JP11089880A JPS5918467B2 JP S5918467 B2 JPS5918467 B2 JP S5918467B2 JP 11089880 A JP11089880 A JP 11089880A JP 11089880 A JP11089880 A JP 11089880A JP S5918467 B2 JPS5918467 B2 JP S5918467B2
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- Japan
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- rolling
- heat treatment
- heat
- aluminum alloy
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はAl−Zr−Fe−Si系合金を連続鋳造圧延
し、これに冷間加工と加熱処理を行なう耐熱アルミニウ
ム合金導体の製造方法に関するものである。
し、これに冷間加工と加熱処理を行なう耐熱アルミニウ
ム合金導体の製造方法に関するものである。
近年送電容量の増大に伴い、架空送電線に調芯耐熱アル
ミニウム合金撚線が用いられているが、特殊な送電条件
の下では更に送電容量を増大するため、より優れた耐熱
アルミニウム合金導体が望まれており、従来から多くの
導電用耐熱アルミニウム合金が研究されている。
ミニウム合金撚線が用いられているが、特殊な送電条件
の下では更に送電容量を増大するため、より優れた耐熱
アルミニウム合金導体が望まれており、従来から多くの
導電用耐熱アルミニウム合金が研究されている。
ノ しかし現在実用に供されているのは、Zrを有効成
分とするAl−Zr系合金で、その耐熱性はZrの添加
量に応じて増大するが、導電率が低下する。
分とするAl−Zr系合金で、その耐熱性はZrの添加
量に応じて増大するが、導電率が低下する。
従つてより耐熱性を高めるためにZr量を多くすると導
電率が著しく低下し、実用には適さj ないことになる
。本発明はこれに鑑みAl−Zr系合金について種々研
究の結果、導電率をあまり低下させることなく耐熱性を
改善し得る製造方法を開発したもので、Zに0.10〜
1.0%、Fe0.05〜0.8%、ワ 5i0.04
〜0.3%、残部Alと通常の不純物からなる合金を連
続鋳造圧延した後、冷間加工を加えてから加熱処理する
耐熱アルミニウム合金導体の製造において、80〜20
0℃に加熱した鋳型に950〜720℃の合金溶湯を注
湯し、205℃/sec以上の冷却速度で凝固させて連
続鋳造し、得られた鋳塊を引続き60℃/mln以上の
速度で冷却しながら550℃以下の温度で圧延を開始し
、350℃以下の温度で圧延を終了するまでに40%以
上の減面加工を加え、これに冷間で065%以上の減面
加工を加えた後200〜400℃で1−100時間のI
次加熱処理を行ない、次にI次加熱処理よりも30℃以
上高い温度で、しかも250〜500℃の温度範囲内で
1−100時間2次加熱処理を行なうことを特徴とする
もの5 である。
電率が著しく低下し、実用には適さj ないことになる
。本発明はこれに鑑みAl−Zr系合金について種々研
究の結果、導電率をあまり低下させることなく耐熱性を
改善し得る製造方法を開発したもので、Zに0.10〜
1.0%、Fe0.05〜0.8%、ワ 5i0.04
〜0.3%、残部Alと通常の不純物からなる合金を連
続鋳造圧延した後、冷間加工を加えてから加熱処理する
耐熱アルミニウム合金導体の製造において、80〜20
0℃に加熱した鋳型に950〜720℃の合金溶湯を注
湯し、205℃/sec以上の冷却速度で凝固させて連
続鋳造し、得られた鋳塊を引続き60℃/mln以上の
速度で冷却しながら550℃以下の温度で圧延を開始し
、350℃以下の温度で圧延を終了するまでに40%以
上の減面加工を加え、これに冷間で065%以上の減面
加工を加えた後200〜400℃で1−100時間のI
次加熱処理を行ない、次にI次加熱処理よりも30℃以
上高い温度で、しかも250〜500℃の温度範囲内で
1−100時間2次加熱処理を行なうことを特徴とする
もの5 である。
本発明において合金成分を上記の組成に限定したのは次
の理由によるものである。
の理由によるものである。
Zrは強度及び耐熱性を向上せしめるために添加するも
のであるが、0.10%より少ないと強度が低く、耐熱
性も改善されない。
のであるが、0.10%より少ないと強度が低く、耐熱
性も改善されない。
また1.0%より多くなると強度及び耐熱性の向上効果
が飽和するばかりか導電率が低下するためである。Fe
はZrと同様強度及び耐熱性を向上させるために添加す
るものであるが、0.05%より少ないとその効果が小
さく、0.8%より多くなると強度及び耐熱件の向上効
果が飽和し、導電率を低下するためである。
が飽和するばかりか導電率が低下するためである。Fe
はZrと同様強度及び耐熱性を向上させるために添加す
るものであるが、0.05%より少ないとその効果が小
さく、0.8%より多くなると強度及び耐熱件の向上効
果が飽和し、導電率を低下するためである。
Siは強度を向上させるために添加するものであるが、
0.04%より少ないと強度が低く0.3%より多くな
ると強度は低下し、導電率も低下するためである。
0.04%より少ないと強度が低く0.3%より多くな
ると強度は低下し、導電率も低下するためである。
次に上記合金を連続鋳造圧延する際の鋳造条件と圧延条
件を規定したのは合金成分のうちZr及びFeを鋳造時
に強制固溶させ、それをそのまま析出しないように熱間
圧延して常温にもち来たし、これを冷間加工後加熱処理
してZr及びFeを微細に析出せしめることにより、強
度、導電率及び耐熱性の向上をはかるためである。
件を規定したのは合金成分のうちZr及びFeを鋳造時
に強制固溶させ、それをそのまま析出しないように熱間
圧延して常温にもち来たし、これを冷間加工後加熱処理
してZr及びFeを微細に析出せしめることにより、強
度、導電率及び耐熱性の向上をはかるためである。
そこで鋳型(通常のベルトアンドホイール型連続鋳造機
の場合は鋳造輪とベルト)の温度を80〜200℃と規
定したのは、これが80℃より低いと鋳型と接する鋳塊
表面の冷却が大き過ぎ、鋳塊表面が凝固後収縮してエア
ギヤツプを形成し、鋳塊全体の冷却速度を遅くしてZr
及びFeの強制固溶に効果がなくなり、また鋳型温度が
200℃より高くなると鋳型と鋳塊の温度勾配が小さく
なつて、冷却速度が遅くなり、Zr及びFeの強制固溶
に効果がなくなるためである。
の場合は鋳造輪とベルト)の温度を80〜200℃と規
定したのは、これが80℃より低いと鋳型と接する鋳塊
表面の冷却が大き過ぎ、鋳塊表面が凝固後収縮してエア
ギヤツプを形成し、鋳塊全体の冷却速度を遅くしてZr
及びFeの強制固溶に効果がなくなり、また鋳型温度が
200℃より高くなると鋳型と鋳塊の温度勾配が小さく
なつて、冷却速度が遅くなり、Zr及びFeの強制固溶
に効果がなくなるためである。
また注湯する溶湯温度を950〜720℃としたのは急
激な温度勾配をもたせて凝固させるためで、7200C
より低いと温度勾配が小さく、Zr及びFeの強制固溶
量が少なくなり、また950℃より高くなると溶湯表面
の酸化が激しくなり、酸化物の巻込み等により良質な鋳
塊が得られず、かつ鋳塊表面と中心部での凝固速度に大
きな差が生じるため、Zr及びFeが偏折して鋳塊表面
と中心部とでその濃度が異なり、優れた性能のものが得
られなくなるためである。
激な温度勾配をもたせて凝固させるためで、7200C
より低いと温度勾配が小さく、Zr及びFeの強制固溶
量が少なくなり、また950℃より高くなると溶湯表面
の酸化が激しくなり、酸化物の巻込み等により良質な鋳
塊が得られず、かつ鋳塊表面と中心部での凝固速度に大
きな差が生じるため、Zr及びFeが偏折して鋳塊表面
と中心部とでその濃度が異なり、優れた性能のものが得
られなくなるためである。
次に950〜720℃の溶湯を80〜2000Cに加熱
した鋳型に注湯して2『C/Sec以上の冷却速度で凝
固せしめるのもZr及びFeを強制固溶させるためで、
この冷却速度の制御は通常鋳造輪及びベルトを水冷して
行なわれる。
した鋳型に注湯して2『C/Sec以上の冷却速度で凝
固せしめるのもZr及びFeを強制固溶させるためで、
この冷却速度の制御は通常鋳造輪及びベルトを水冷して
行なわれる。
この水冷が不十分で冷却速度が20℃/Secより遅く
なると、Zr及びFeを強制固溶させることができなく
なるためであり、またあまり水冷を激しくすると鋳型と
鋳塊との間にエアーキヤツプを生じて冷却速度が遅くな
るから注意して制御する必要がある。このようにして得
られた鋳塊を引続き60℃/Min以上の速度で冷却し
ながら圧延するのは、強制固溶したZr及びFeの析出
を阻止するためであり、冷却速度が60℃/Minより
遅いとZr及びFeの析出が起る。
なると、Zr及びFeを強制固溶させることができなく
なるためであり、またあまり水冷を激しくすると鋳型と
鋳塊との間にエアーキヤツプを生じて冷却速度が遅くな
るから注意して制御する必要がある。このようにして得
られた鋳塊を引続き60℃/Min以上の速度で冷却し
ながら圧延するのは、強制固溶したZr及びFeの析出
を阻止するためであり、冷却速度が60℃/Minより
遅いとZr及びFeの析出が起る。
また550℃以下の温度で圧延を開始し、350℃以下
の温度で圧延を終了するまでに40%以上の減面加工を
加えるのは、圧延中にZr及びFeが析出するのを阻止
し、かつ鋳造組織を破壊すると共に凝固時に強制固溶し
きれずに一部品出したZr及びFeの粗大晶出相を粉砂
して微細化し、均一に分散した圧延組織とするためであ
る。
の温度で圧延を終了するまでに40%以上の減面加工を
加えるのは、圧延中にZr及びFeが析出するのを阻止
し、かつ鋳造組織を破壊すると共に凝固時に強制固溶し
きれずに一部品出したZr及びFeの粗大晶出相を粉砂
して微細化し、均一に分散した圧延組織とするためであ
る。
ここで圧延開始輻度が550゜Cより高く、また圧延終
了温度が350℃より高いと強制固溶させたZr及びF
eが析出し、また減面加工度が40?より少ないと鋳造
組織の破壊が不十分なため、粗大な晶出物が組織中に残
存し、強度及び耐熱性を低下させることになる。以上の
条件の下で前記合金を連続鋳造圧延するとZr及びFe
を強制固溶させた荒引線を形成することができる。
了温度が350℃より高いと強制固溶させたZr及びF
eが析出し、また減面加工度が40?より少ないと鋳造
組織の破壊が不十分なため、粗大な晶出物が組織中に残
存し、強度及び耐熱性を低下させることになる。以上の
条件の下で前記合金を連続鋳造圧延するとZr及びFe
を強制固溶させた荒引線を形成することができる。
この荒引線を冷間で65%以上の減面加工するのは、加
工硬化により強度を向上させるためと、このあとの加熱
処理において、Zr及びFeを微細・均一に析出させる
ためで、減面率が65%より少ないと加工硬化が少なく
、また転位密度も小さいため、加熱処理による析出が極
めて遅く、析出硬化しない、従つて強度は勿論、耐熱性
、導電率共に低くなる。このように冷間で65%以上の
減面加工した後加熱処理するのは、時効により析出硬化
させると共に導電率及び耐熱性を向上させるためである
。
工硬化により強度を向上させるためと、このあとの加熱
処理において、Zr及びFeを微細・均一に析出させる
ためで、減面率が65%より少ないと加工硬化が少なく
、また転位密度も小さいため、加熱処理による析出が極
めて遅く、析出硬化しない、従つて強度は勿論、耐熱性
、導電率共に低くなる。このように冷間で65%以上の
減面加工した後加熱処理するのは、時効により析出硬化
させると共に導電率及び耐熱性を向上させるためである
。
この加熱処理を2段階に分けたのはいわゆる二段時効に
よりZr及びFeの均一微細な析出物の形成を促進して
析出硬化をより一層顕著なものとするためで、これによ
つて強度、耐熱性、導電率が一層向上する。ここで第1
段のI次加熱処理を200〜400℃でl−100時間
と規定したのは、200℃より低くても、l時間より短
かくてもその効果がなく、400℃より高いと強度が低
下し、また100時間より長く加熱してもより大きな効
果は認められず、不経済である。
よりZr及びFeの均一微細な析出物の形成を促進して
析出硬化をより一層顕著なものとするためで、これによ
つて強度、耐熱性、導電率が一層向上する。ここで第1
段のI次加熱処理を200〜400℃でl−100時間
と規定したのは、200℃より低くても、l時間より短
かくてもその効果がなく、400℃より高いと強度が低
下し、また100時間より長く加熱してもより大きな効
果は認められず、不経済である。
また第2段の2次加熱処理をl次加熱処理より30℃以
上高い温度で加熱するのはl次加熱処理で形成された極
微細な析出物あるいは析出核を成長させるためで、30
℃より低い幅度ではその効果がなく、単に連続して加熱
する場合と差異がない。またこの2次加熱処理の温度が
250℃より低いか、1時間より短い加熱では微細析出
物の成長が遅く、導電率、強度、耐熱性の改善が認めら
れない。
上高い温度で加熱するのはl次加熱処理で形成された極
微細な析出物あるいは析出核を成長させるためで、30
℃より低い幅度ではその効果がなく、単に連続して加熱
する場合と差異がない。またこの2次加熱処理の温度が
250℃より低いか、1時間より短い加熱では微細析出
物の成長が遅く、導電率、強度、耐熱性の改善が認めら
れない。
また温度が500℃より高いか、100時間より長く加
熱すると析出物は粗大化し、強度及び耐熱性が低下する
。以上本発明によれば強度、導電率及び耐熱性の優れた
導体を得ることができるが、本発明で規定する条件のう
ち、更に好ましくはZrO.2O〜0.50%、FeO
.l5〜0.40%、SiO.O6〜0.15%、残部
Alからなる合金を連続鋳造圧延して得られる耐熱アル
ミニウム合金導体の製造において、上記合金の溶湯温度
750〜850℃、鋳型温度100−150℃、凝固時
の冷却速度50〜1000C/Secとして鋳造し、こ
の鋳塊を150〜300℃/Minの冷却速度で冷却し
ながら400〜500℃の温度で圧延を開始し、60℃
以上減面加工して圧延終了時の温度が300〜150℃
になるように圧延し、更に75〜97%の冷間加工を加
えこれを300〜400℃で2〜20時間1次加熱処理
し、次にl次加熱処理よりも50〜100℃高い温度で
しかも380〜45『C(7)温度範囲で2〜20時間
2次加熱処理すれば一層優れた性能の導体が得られる。
熱すると析出物は粗大化し、強度及び耐熱性が低下する
。以上本発明によれば強度、導電率及び耐熱性の優れた
導体を得ることができるが、本発明で規定する条件のう
ち、更に好ましくはZrO.2O〜0.50%、FeO
.l5〜0.40%、SiO.O6〜0.15%、残部
Alからなる合金を連続鋳造圧延して得られる耐熱アル
ミニウム合金導体の製造において、上記合金の溶湯温度
750〜850℃、鋳型温度100−150℃、凝固時
の冷却速度50〜1000C/Secとして鋳造し、こ
の鋳塊を150〜300℃/Minの冷却速度で冷却し
ながら400〜500℃の温度で圧延を開始し、60℃
以上減面加工して圧延終了時の温度が300〜150℃
になるように圧延し、更に75〜97%の冷間加工を加
えこれを300〜400℃で2〜20時間1次加熱処理
し、次にl次加熱処理よりも50〜100℃高い温度で
しかも380〜45『C(7)温度範囲で2〜20時間
2次加熱処理すれば一層優れた性能の導体が得られる。
次に本発明の実施例について説明する。純度99.8%
の電気用Al地金を溶解し、これにAl−5%ZrsA
l−6%FelAl一20%Siの各母合金を種々の割
合で添加してAl−Zr−Fe−Si合金を溶製し、こ
れをベルトアンドホイール型連続鋳造圧延機により種々
の条件で鋳造・圧延して荒引線を形成した。
の電気用Al地金を溶解し、これにAl−5%ZrsA
l−6%FelAl一20%Siの各母合金を種々の割
合で添加してAl−Zr−Fe−Si合金を溶製し、こ
れをベルトアンドホイール型連続鋳造圧延機により種々
の条件で鋳造・圧延して荒引線を形成した。
これらの荒引線を冷間で伸線加工した後種々の条件で加
熱処理して導体を製造した。これらの合金組成及び製造
条件を第1表に示す。尚Fe,Siの少ない合金の溶製
には、純度99.9%の電気用Al地金を用いた。この
ようにして製造した各導体について引張強さ、導電率及
び耐熱性を測定した。
熱処理して導体を製造した。これらの合金組成及び製造
条件を第1表に示す。尚Fe,Siの少ない合金の溶製
には、純度99.9%の電気用Al地金を用いた。この
ようにして製造した各導体について引張強さ、導電率及
び耐熱性を測定した。
引張強さはインストロン型試験機により測定し、導電率
はゲルピンダブルブリッジにより電気抵抗を測定して求
めた。また耐熱性は導体を320℃の温度で100時間
加熱し、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。
はゲルピンダブルブリッジにより電気抵抗を測定して求
めた。また耐熱性は導体を320℃の温度で100時間
加熱し、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。
その結果を第2表に示す。
尚凝固時の冷却速度の調節は鋳造速度(鋳造輪の回転速
度)の調節と、水冷鋳型である鋳造輪及びベルトへの流
水量並びに水温の調節とで行ない、圧延に際しては各圧
延スタンド間に加熱及び冷却装置を装備した圧延幅度を
自由に制御できる連続圧延機を用いて冷却速度を制御し
た。
度)の調節と、水冷鋳型である鋳造輪及びベルトへの流
水量並びに水温の調節とで行ない、圧延に際しては各圧
延スタンド間に加熱及び冷却装置を装備した圧延幅度を
自由に制御できる連続圧延機を用いて冷却速度を制御し
た。
また比較のため従来の展延法と押出法により、それぞれ
荒引線を形成した。
荒引線を形成した。
展延法としては50×50×500nの鋳塊を450℃
で2時間加熱後熱間圧延により95.4%加工した。ま
た押出法としては断面積1962.5udの鋳塊を45
0℃で2時間加熱後熱間押出により94.2%減面加工
した。これらの荒引線を冷間で伸線加工した後種々の条
件で加熱処理を加えて導体を製造した。これら各導体に
ついて引張強さ、導電率及び耐熱性を測定した。第3表
に合金組成、製造条件、性能を示す。第1表及び第2表
から判るよう:こ、本発明方法應1〜滉10は何れも本
発明で規定する組成範囲内の合金を、本発明の条件に従
つて導体を製造したもので、導電率は58.1%IAC
S以上、引張強さは17.6k9/Md以上、耐熱性は
92.1%以上と3特件とも優れた性能を有している。
これに対し比較方法滝11は合金組成が本発明のものと
は異なつてZr量が少ないため、その他の製造条件は本
発明で規定する条件内にあつても??された導体は引張
強さが低下している。
で2時間加熱後熱間圧延により95.4%加工した。ま
た押出法としては断面積1962.5udの鋳塊を45
0℃で2時間加熱後熱間押出により94.2%減面加工
した。これらの荒引線を冷間で伸線加工した後種々の条
件で加熱処理を加えて導体を製造した。これら各導体に
ついて引張強さ、導電率及び耐熱性を測定した。第3表
に合金組成、製造条件、性能を示す。第1表及び第2表
から判るよう:こ、本発明方法應1〜滉10は何れも本
発明で規定する組成範囲内の合金を、本発明の条件に従
つて導体を製造したもので、導電率は58.1%IAC
S以上、引張強さは17.6k9/Md以上、耐熱性は
92.1%以上と3特件とも優れた性能を有している。
これに対し比較方法滝11は合金組成が本発明のものと
は異なつてZr量が少ないため、その他の製造条件は本
発明で規定する条件内にあつても??された導体は引張
強さが低下している。
Claims (1)
- 1 Zr0.10〜1.0%、Fe0.05〜0.8%
、Si0.04〜0.3%、残部Alと通常の不純物か
らなる合金を連続鋳造圧延した後、冷間加工を加えてか
ら加熱処理する耐熱アルミニウム合金導体の製造におい
て、80〜200℃に加熱した鋳型に、950〜720
℃の合金溶湯を主湯し、20℃/sec以上の冷却速度
で凝固させて連続鋳造し、得られた鋳塊を引続き60℃
/min以上の速度で冷却しながら550℃以下の温度
で圧延を開始し、350℃以下の温度で圧延を終了する
までに40%以上の減面加工を加え、これに冷間で65
%以上の減面加工を加えた後、200〜400℃で1〜
100時間の1次加熱処理を行ない、次に1次加熱処理
よりも30℃以上高い温度でしかも250〜500℃の
温度範囲内で1〜100時間2次加熱処理を行なうこと
を特徴とする耐熱アルミニウム合金導体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11089880A JPS5918467B2 (ja) | 1980-08-12 | 1980-08-12 | 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11089880A JPS5918467B2 (ja) | 1980-08-12 | 1980-08-12 | 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5739164A JPS5739164A (en) | 1982-03-04 |
JPS5918467B2 true JPS5918467B2 (ja) | 1984-04-27 |
Family
ID=14547473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11089880A Expired JPS5918467B2 (ja) | 1980-08-12 | 1980-08-12 | 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5918467B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6151776U (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-07 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5983752A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 |
JP2022152545A (ja) | 2021-03-29 | 2022-10-12 | 日立金属株式会社 | アルミニウム合金線材 |
-
1980
- 1980-08-12 JP JP11089880A patent/JPS5918467B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6151776U (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-07 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5739164A (en) | 1982-03-04 |
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