JPS60131956A - 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 - 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】 本発明は耐熱アルミニウム合金導体の製造方法に関する
もので、特に従来のＡ　、ｅ　−、’　Ｉ”系耐熱アル
ミニウム合金導体の強度及び導電率を損なうことなく耐
熱性を改善したものである。

従来架空送電線には電気用へ柔からなる導体を用いた銅
芯アルミニウム撚線が用いられ、特に耐熱性が請求され
るところにはＡｌ−Ｚｒ系耐熱アルミニウム合金導体を
用いた調芯耐熱アルミニウム合金撚線が用いられている
。近年電力需要の増大から送電容量を品めるために１、
り耐熱性の優れたアルミニウム合金導体が要求されるよ
うになり。

これにλ・］応して種々研究が行なわれている。

現用の耐熱アルミニウム合金導体はＺｒを０．１％程度
含むＡ　ｆ　−Ｚ　ｒ系合金を常法に従って連続鋳造圧
延により荒引線とし、これを冷間て減面加工づ゛ること
にＪ：り造られている。このＡｆ’−Ｚｒ系合金はｌ　
ｒの添加量に応じＣ耐熱性が増大するも導電率の低下が
七しく、耐熱性を八めるために７ｒ添加量を多くしたも
のは導電率の低−ドにより導体として使用できないもの
であった。

本発明はこれに鑑み△、ｅ−Ｚｒ系合金について種々検
討の結果、強度及び導電率を損なうことなく耐熱性を改
善することができる耐熱アルミニウム合金導体の製造り
法を開発したもので、Ｚ　ｒｏ、２〜０．５　ｗｔ％（
以下ｗｔ％を単に％と略記）、Ｆｅｏ、０５〜０．４％
及′び３　ｉ　０．０４〜０．３％を含み、更にｓｂと
３ｅの何れか１種又は２種を合計０．００５〜０．１％
含み、残部Ａ（と通常の不純物からなるアルミニウム合
金を溶製し、これを連続鋳造圧延により　７４０〜８５
０℃の温度で注湯して２℃／　ＳｅＣ以上の冷却速度で
凝固せしめ、得られた鋳塊を６０℃／ｍｉｎ以上の速度
で冷却しながら５５０℃以下の湿度で圧延を開始し、３
５０℃以下の温度で圧延を終了するまでに４０％以上の
減面加■を加えて荒引線とし、これを冷間で５０％以上
の減面加工を加えた後、３００〜５００℃の温度で５〜
４００時間加熱処理し、しかる後冷間で２０〜７５％の
減面加工を行なうことを特徴とするものである。

本発明において合金組成を上記の範囲に限定したのは次
の理由によるものである。

即ちｚｒは耐熱性を向上させるために添加するもので、
その含有量を０．２〜０．５％と限定したのは、Ｚｒ含
有量が０．２％未満では十分な耐熱性が得られず、０．
５％を越えるとＡ、ｅｚ　Ｚｒの粗大な晶出物が増加し
、耐熱性が低下するばかりか導電率の低下が著しくなる
ためである。Ｆｅは強度及び耐熱性を向上させるために
添加するもので、その含有量を０．０５〜０．４％と限
定したのは、含有量が０．０５％未満では強度向上の効
果が小さく、Ｏ，４％を越えると強度及び耐熱性は向上
するも導電率の低下が著しく、導体として使用できなく
なるためである。３ｉは強度を向上させると共にｌｒ化
合物やＦｅ化合物の析出を促進させるために添加するも
ので、その含有量を０．０４〜０．３％と限定したのは
、含有量が０．０４％未満ではその効果が小さく、０；
３％を越えると耐熱性とＳ電率が低下するようになるた
めである。ｓｂ及びＢｅはいずれも導電率を低下させず
にｚｒ化合物やＦｅ化合物の析出を促進させるために添
加するもので、その何れか１種又は２種の合計含有量を
０．００５〜０．１％と限定したのは、何れか１種又は
２種の合計含有量が０．００５％未満では効果が小さく
、０．１％を越えて添加しても、より一層の効果が認め
られないばかりか、導電率が低）するようになるためで
ある。尚、通帛の不純物とは一般電気用Ａ（−地金に不
可避的に含まれる不純物であり、この程度の不純物であ
れば、導体の特性を損なうことはない。

本発明は上記組成範囲の合金を上記特定の条件で鋳造、
熱間圧延、冷間加工、加熱処理及び冷間加工することに
より、′Ｚｒ化合物とＦｅ化合物を微細に析出させて導
体の強度及び導電率を損なうことなく耐熱性を向上せし
めたものである。

即ち上記組成の合金溶湯を連続鋳造により　７４０〜８
５０℃の湿度で注湯して２℃／　３８０以上の冷却温度
で凝固させるのは、急激な温度勾配で凝固させることに
よりＺ　ｒ及びＦｅを条間に強制固溶させるためで、注
湯温度が７４０℃未渦では温度勾配が小さくＺｒ及びＦ
　ｅの強制固溶量が少なくなり、８５０℃を越えると溶
湯表面の酸化が激しくなり、酸化膜の巻き込み等を起す
ばかりか、鋳塊表面と中心部での凝固速度に大きな差が
生じ、Ｚｒ及びＦｅの偏析を起して鋳塊表面と中心部と
でＺｒとＦｅの濃度が異なるようになり、その後の製造
条件をどのように選択しても良好な性能が得られない。

このようして得られた鋳塊を続いて６０℃／１ｎ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て荒引線とするのは、圧延中に強制
固溶したＺｒ及びＦｅの析出を阻止し、かつ鋳造組織を
破壊覆ると共に、凝固時に強制固溶しきれずに一部品出
したＺｒ及びＦｅの粗大晶出相を粉砕して微細化し、こ
れ等が均一に分散した圧延組織とするためで、冷却速度
が６０℃／ｎ＋ｉｎより遅いとＺｒ及びＦ　ｅの析出が
起り、圧延開始温度が５５０℃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Ｆｅ
が析出し、また減面加工率が４０％未満では鉾造組織の
破壊が不十分で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。

このようにＺｒ及びＦｅを多量に強制固溶させた荒引線
を冷間で５０％以上の減面加工を加えた後３００〜５０
０℃の温度で５〜４００時間加熱処理するのは、冷間加
工により強度を高め、これを加熱処理することにより７
ｒ及びＦｅを微細均一に析出させて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り、冷間加工
にお【プる減面加工率が５０％未満では十分な加工硬化
が得られず、転位密度も低いために、その後の加熱処理
によりＦｅ及びＺｒの析出が極めて遅く、ｓｂやＢｅの
添加によっても実用できる条件下では析出硬化が起らず
、強度は勿論耐熱性及び導電率も低くなる。

また加熱処理温度が３００℃未満でも、処理時間が５時
間未満でも析出硬化が得られず、処理温度が５００℃を
越えても処理時間が４００時間を越えても過時効現象を
起し、強度及び耐熱性を低下する。

次に加熱処理した後、更に冷間で２０〜７５％の減面加
工を行なうのは、加工硬化させ（強度を高めるためで、
減面加工率が２０％未満では十分な加工硬化が得られず
、１５％を越えると強度向上の効果が飽和するばかりか
、耐熱性の低下が著しくなるためである。

以下本発明を実施例について計細に説明する。

純度９９．９％の電気用Ａ（地金、３０％フッ化ジルコ
ニウムカリ、Ａ（−６％Ｆ’ｅ　ｍ合金、Ａ、ｅ−２０
％５ｉｆｆ１合金とｓｂ単体及びＢｅ単体を用いて第１
表に示す組成の合金を溶製し、ベルトアンドホイール型
連続鋳造圧延機により鋳造圧延しＣ荒引線とし、これを
冷間で伸線加工し−Ｃから加熱処理した後、再び伸線加
工を行なっＣ耐熱アルミニウム合金導体製造した。これ
等の製造条件を第２表に示す。このようにして製造した
導体について引張強さ、導電率及び耐熱性を測定した。

これ等の結果を第３表に示す。

尚、連続鋳造圧延における凝固詩の冷却速度の調整は鋳
造速度（鋳造輪の回転速度）と水冷鋳型（鋳造輪とベル
ト）への流水量を調節して行なった。また圧延に際して
は各圧延スタンド間に加熱及び冷却装置を設けて圧延加
工中の冷却速度及び圧延温度を制御した。

また導体の引張強さはインス、トロン型試験機により測
定し、導電率はケルビンダブルブリッジにＪ：り電気抵
抗を測定してめた。また耐熱性は２８０℃の温度で１時
間加熱処理し、該加熱処理前後の引張強さの比率（％）
で表わした。

２　−への寸０■卜の■♀ニ♀♀ニ ４鵠　ｏｙ ４０　四　Ｑ匡０くくくののｏｏｃ＋＜＜＜Ｑ　哨の菅
−のΦＱ−への璧叩Φ卜の ７　＋７＋＋　＋　へ　ｅ＋Ｊｃ＋Ｊ　へ　６６、へ　
〜剌　蒙 く口Ｑｌ？＜Ｌｕ−Ω≦ ＺＫ≦弓；−Ｓシ 第３表（１） 第３表（２） 第１表乃至第３表から明らかなように、本発明用合金Ａ
−Ｈを用いて本発明方法Ｎｏ、１〜８により製造した導
体は、伺れも引張強さ１６．９Ｒｇ’／ｍｍ２以上、導
電率６０．３％ｌＡＣ３以上、耐熱性９２％以上の特性
を示し、従来用合金Ｒを用いた従来方法Ｎｏ、３２によ
り製造した導体と比較し、はぼ同等の引張強さ及び導電
率を有し、かつ耐熱性がはるかに優れていることが判る
。

これに対し本発明で規定する合金組成より外れた合金ｌ
〜Ｑを用いた比較方法Ｎｏ、９〜１１及び本発明で規定
する合金組成のものを用いて本発明で規定する製造条件
より外れた比較方法ＮＯ，，１８〜３１では何れも耐熱
性が改善されないか又は導電率と引張強さの何れかが低
下することが判る。

このように本発明によれば合金組成と鋳造条件、圧延条
１′１等の加工条件及び加熱処理条件を規定Ｊ゛ること
により△（−／ｒ系耐熱アルミニウム合金導体の強度及
び導電率を損なうことなく耐熱性を著しく向上し１ｑる
もので、工業上顕著な効果を秦するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ７ｒ０．２〜０．５ｗｔ％、Ｆｃ０．（１５〜０．４ｗ
   ｔ％及びＳ　ｉ　０，０４〜０．３ｗｔ％を含み、史に
   ３１）と３ｅの阿れか１ｆ４Ｉ！又は２種を合計０．０
   （１５〜Ｏ’、１ｗｔ％含み、残部Ａ（と通常の不純物
   からなるアルミニウム外金を溶製し、これを連続鋳造圧
   延により７４０〜８５０℃の温洩で注湯して２℃７・′
   ｓｅｃ以ｔの冷却速成（゛凝固ｌしめ、得られた鋳塊を
   ６０　”Ｃ７・″ｍ１１１以上の速度で冷加しながら５
   ５０℃以下の）１１Ｌ度Ｃ圧延を開始し、３５０℃以下
   の湿度で圧延を終了するまでに４０％以上の減面加工を
   加えて荒引線どし、これを冷間で５０％以上の減面加工
   を加えた後、３００〜５００℃の温度で５〜４００時間
   加熱処理し、しかる後冷間て２０〜７５％の減面加工を
   １１なうことを特徴と１６耐熱アルミニウム合金導４本
   の製３貴方）大。