JPS5980759A - 導電用高耐熱性アルミニウム合金線の製造方法 - Google Patents

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】 ［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−Ｃ
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ージルコニ
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った。

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った。

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いるが、４．８部φ
より小サイズの線では、冷間加工率が極めて大きくなっ
−ｃしまい、耐熱性が低下するという欠点があった。

この耐熱性を低下させないためには、ジルコニウムの添
加Ｆを増加させねばならず、導電率が一層低下してしま
うという難点があった。

このにうな難点を解消するため本発明者らは、アルミニ
ウムに主としてジルコニウムを０．２５〜０．４５重量
％添加した合金を連続鋳造圧延後、熱処理して冷間減面
加工し、さらに索線に熱処理を施して合金線を製造する
方法について先に出願した。

この熱処理に際しでは、コイル状にして加熱することが
行われているが、ワイヤロッドの径が太くてコイル外径
が大ぎくなりすぎる場合には、熱処理用の炉を大きくし
なければならないという難点があり、さらに素線の熱処
理として素線なボビン巻ぎして２９０℃で６時間加熱し
たところ、素線間が粘着するおそれがあることが判明し
た。

し発明の目的］ 本発明はこのような点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３＃電
率が６０％以上と極めて高いアルミニウム合金線の製造
方法であって、しかも大型の熱処理炉が不要ぐ、かつ最
終熱処理が不要または低温Ｃ済み、従って素線間に粘着
の生じない製造方法を提供することを目的どする。

［発明の概要］ 本発明方法は、ジルコニウム０．２５〜０．４５重閤％
、けい素０．１０〜０．２５重量％、鉄０．０７〜０．
２５重恒％、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後、１５〜４５％の加工率の冷
間減面加工を施し、次いで３５０〜４５０℃の温度で１
０〜５０時間熱処理した後、６０％以上の加工率の冷間
減面加工を加え、さらに必要により１５０〜３００℃の
温度で１〜１０時間の熱処理を論ずことを特徴とする。

本発明において、合金成分の組成を上）ホのような範囲
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ぜる
′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、【プい素はジルコニウム粒子、すなわち△Ａ３Ｚ
ｒ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
が殆ど認められず、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。

ざらに鉄は強度、特に引張強度を増大させるとともにけ
い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０．０７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−Ｃ含有するときは、含有ｍ
との合計め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、８〜１０ＩＩＩＩｌｌφのワイヤロッドを製
造り°る。

づなわち溶湯温度７４０〜８５０℃より溶解鋳造を開始
じ、凝固させ、得られた鋳塊を５５０℃以下の温度から
１０℃／　ｓｅｃ以上の速度で冷却しつつ、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ックス中に導
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）次にワイヤロッドに１５〜４５％の冷間減面加工
を施す。この冷間減面加工によりジルコニウムの析出が
より短時間で、かつ微細に起こるため強度が高くなる。

１５％未満ではこの効果がなく、４５％を越えると再結
晶が起こり析出の促進効果がなくなる。

（３）次に３５０〜４５０℃の温度で１０〜５０時間の
熱処理を施す。この加熱処理は、マトリックス中にＡＪ
２３Ｚｌ’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で遅く時
効に数１００時間を越える時間が必要となり、反対に４
５０℃を越える熱処］！ｌ！温度では、析出粒子の粗大
化が著しく、がえっ−Ｃ耐熱性、強度が低下してしまう
ため、いずれの場合も望ましくない。

（４）熱処理された線材には、次に加工率６５％以上の
冷間断面加工が施される。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、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ヒル構造を導入することができ
る。加工率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。

なお上述の工程までで充分な特性が得られるが、さらに
導電率および耐熱性を向上させるために１５０〜３００
℃の温度で１〜１０時間の熱処理を施してもよい。

なお３００℃を越える温度あるいは１０時間を越える処
理時間ぐは、析出物の粗大化および局部的再結晶を生じ
て充分な強度が得られないばかりか、素線間で粘着を生
じるので好ましくない。

［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。

実施例１〜５ 第１表に示ず組成のアルミニウムージルコニウム系合金
をプロペルチ連続鋳造圧延機により、断面２２００−の
棒に鋳造した後、９．５鮨φのワイヤーロッドを製造し
た。得られたワイヤーロッドを８．０龍φに伸線し、同
表に示す温度および時間の中間熱処理を加えた後、４．
８此φまで伸線した。得られたアルミニウム合金に同表
に示す条件の最終熱処理を行なった。

また比較のために本発明の組成範囲外のアルミニウムー
ジルコニウム系合金について実施例と同様な順序ｅ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４．８ｍｍφのアルミニウム合金線
を製造した。

次に実施例１〜５および比較例１〜６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。測定結果を同表に示す。

なお、耐熱性は２７０℃で１時間加熱後の強度の初期強
度に対する割合を示す。

第１表からも明らかなように、実施例では引張強さ、耐
熱性どもに優れているが、比較例１．２ひは引張強さが
小さく、３．４．６では導電率が低く、５では鋳造割れ
を起した。

実施例６〜９ 第１表の実施例２で使用した合金について、加工率を第
２表に示すように変化させで冷間減面加工を施した場合
の素線特性を同表に示す。

表からも明らかなように、加工率を適切に調整した実施
例では、引張強さ、導電率がともに良好であるが、比較
例７．８ではワイヤーロッドからの冷間加工率が小さい
ため引張強さが低く、強度を向上させるためには熱処理
時間を長くする必要がある。

また、比較例’／、１０では、ワイヤーロッドからの冷
間加工率が大き過ぎるため再結晶が優先して生じ、ジル
コニウムの析出が促進されないため、引張強さと導電率
がともに低い。

（以下余白） ［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％以上で機械的弓ｍ麿と耐熱性に
優れたアルミニウム合金線を得ることができる。しかも
最終熱処理が不要または低温で行えるので素線間の粘着
が防止できる。

代理人弁理士　　　須　山　佐　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ジルコニウム０．２５〜０．４５重量％、けい素０．１
   ０〜０．２５重量％、鉄０．０７〜０゜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
   鋳造圧延後、１５〜４５％の加工率の冷間減面加工を施
   し、次いで３５０〜４５０℃の温度で１０〜５０時間熱
   処理した後、６０％以上の加工率の冷間減面加工を加え
   、熱処理を施ずことなく、あるいは１５０〜３００’Ｃ
   の温度で１〜１０時間の熱処理を施して使用に供するこ
   とを特徴どする導電用高耐熱性アルミニウム合金線の製
   造方法。