JPS6057494B2 - 導電用耐熱アルミニウム合金線材の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジルコニウムを含有する導電用耐熱アルミニウ
ム合金の線材の製造法に関する。

アルミニウムジルコニウム合金の線材例えば荒引線を製
造する方法として、従来は３〜５重量パーセントのジル
コニウムを含有するアルミニウムジルコニウム母合金を
電気用アルミニウム溶湯に添加してアルミニウムジルコ
ニウム合金を溶製し、このようにして得たアルミニウム
ジルコニウム合金溶湯からプロペルチ法で代表される連
続鋳造圧延法により製造するか、あるいは鋳造した後押
出し法もしくは展延法によつて製造することが一般的で
ある。

このうち連続鋳造圧延法が生産性の良さから好ましいが
、アルミニウムジルコニウム合金は純アルミニウムに比
較して鋳造割れを発生し易いため鋳造速度を高め得ない
欠点があつた。

本発明の目的はこのような鋳造割れを生じることなく連
続高速鋳造圧延により導電用アルミニウムジルコニウム
合金線材を製造する方法の提供にある。

このために本発明は、アルミニウムジルコニウム合金の
溶製段階においてフッ化ジルコニウムアルカリを電気用
アルミニウム溶湯に添加混合してジルコニウム含有量を
０．０１〜０．１１重量パーセント”となし、このよう
にして得たアルミニウムジルコニウム合金を連続鋳造圧
延して線材を製造することを特徴とする。

本発明をさらに詳しく説明するために、前述した鋳造割
れについての知見から判つた理由を説明すれば次の通り
である。

すなわち従来のアルミニウムジルコニウム合金を溶製す
るために添加している３〜５重量パーセントのジルコニ
ウムを含有するアルミニウムジルコニウム母合金では、
ジルコニウムが種々の形態のアルミニウムジルコニウム
金属間化合物として存在している。これらの形態によつ
ては電気用アルミニウム溶湯に添加した場合に極めて溶
解し難いものがあり、従つて溶製したアルミニウムジル
コニウム合金溶湯中に溶解せずにアルミニウムジルコニ
ウム金属間化合物として存在する。この化合物は溶湯の
凝固に際して結晶粒界に晶出し易いと考えられる。一方
、連続鋳造圧延における鋳造速度は速いので金型から離
れる鋳塊温度も高く（４００℃を超える）、結晶粒界は
弱い状態である。このために結晶粒界に晶出物等の介在
物が存在すると鋳造割れが容易に発生し易くなり、前述
したアルミニウムジルコニウム金属間化合物の晶出物が
鋳造割れの発生要因の一つと考えられる。これに反し、
フッ化ジルコニウムアルカリをアルミニウム溶湯に添加
混合したジルコニウム含有量が０．０１〜０泪重量パー
セントのアルミニウムジルコニウム合金を溶製し、これ
を同様に連続鋳造圧延を行う場合には、鋳造割れを著し
く減少できることが見出された。

これは次の様に説明される。すなわち、フッ化ジルコニ
ウムアルカリはアルミニウム溶湯との反応性に富み、ア
ルミニウム溶湯に添加するとジルコニウムが速やかに溶
湯中に溶解し、金属間化合物を形成し難い。またフッ化
ジルコニウムアルカリはフッ素ガスを発生し、これが溶
湯中に含まれる水素ガスや微細不純物を除去する作用を
果す。これらのことから、フッ化ジルコニウムアルカリ
を添加して溶製したアルミニウムジルコニウム合金溶湯
は凝固に際して晶出物等の介在物を生じ難く、連続鋳造
圧延を行つても鋳造割れの発生を著しく減少できること
になる。ここでアルミニウムジルコニウム合金における
ジルコニウム含有量を０．０１〜０泪重量パーセントと
定めた理由は、０．０１重量パーセント未満ではジルコ
ニウム添加の目的とする耐熱性の向上の効果が不足し、
また０．１１重量パーセントを超えるとアルミニウムジ
ルコニウム合金溶湯の凝固に際してアルミニウムジルコ
ニウム金属間化合物の形成が生じやすく、鋳造割れを防
止する効果が減少するという理由による。また、本発明
の方法によれば、鋳造割れを低減．できる効果に加えて
、製造した線材例えば荒引線の伸びも大幅に向上できる
ことが確認された。

この理由は、前述した如く金属間化合物の形成が減＊３
少され水素ガスも減少されることによるものと考えられ
る。さらに本発明の方法によれば、鋳造速度を１０メー
トル／分〜２０メートル／分とするのが適当であると見
出された。

下限の１０メートル／分なる鋳造速度は導電率を低下さ
せないで耐熱性を著しく向上させることが可能となる鋳
造速度である。すなわちこれ以下の速度では平衡凝固時
に見られるようなジルコニウム濃度の勾配が生じて耐熱
性が低・下する。この点に関して従来は鋳造割れのため
に１０メートル／分以上の高速鋳造は困難とされていた
。また上限の２０メートル／分なる鋳造速度を超えると
、ジルコニウム濃度の均一化による耐熱性の向上がもは
や見られなくなり、むしろ粒界強度の低下による欠陥が
発生し易くなるからである。以上の如く、本発明の製造
法によれば鋳造割れの問題が解決され、製造される線材
の伸び、耐熱性が向上され、しかも生産性の向上が達成
される。以下に本発明の製造法による実施例につき説明
する。

実施例１ Ａ１９９．７０％以上の電気用アルミニウム地金を溶解
し、弗化ジルコニウムカリウムを添加することによつて
アルミニウムジルコニウム合金を溶製し、然る後銅リン
グおよび無端スチールベルトを有する鋳型断面積３２０
０ｄのプロペルチ鋳造機を使用して連続鋳造圧延を行い
、９．５ｍφの荒引線を製造した。

この製造において、ジルコニウム含有率および鋳造速度
を種々変化させ、それらの各々に関して鋳造割れ発生箇
数、荒引線の引張強度および伸びを調べた。この結果を
第１表に示す。また従来法との比較のために同じ電気用
アルミニウム地金の溶湯に５重量パーセントのジルコニ
ウムを含有するアルミニウムジルコニウム母合金を添加
してアルミニウムジルコニウム合金を溶製し、同様に連
続鋳造圧延して荒引線を製造した結果を第２表に示す。
第１表および第２表から、本発明による製造法によれば
、従来法に比較して鋳造割れを大巾に低・減できること
が明白となる。

また従来法では鋳造速度を１０ｍ，／分以上にすると鋳
造割れが顕著に増すが、本発明によれは２０ｍ／分程度
でも従来法の遅い鋳造速度並程度もしくはそれ以下の鋳
造割れしか発生しないので、生産性の向上を達成できる
ことが判る。さらに本発明によれば、伸びが全体的に向
上されることが明白となる。実施例２ 第１表に示したＮＯ．４，６，８，９，ｌＯ，ｌｌおよ
び第２表に示したＮＯ．３の各荒引線をさらに４．０Ｗ
！！ｌφの線材にまで伸線し、これにより得た試料につ
き導電率、引張強さ、および耐熱性を測定した結果を第
３表に示す。

耐熱性については、２６０℃で試料を４時間加熱し、そ
の引張強度の残存率（加熱後Ω引張強度×１００（％）
）て評価した。加熱前の引張強度第３表により、耐熱性
（残存率）は鋳造速度を１０７ｎ／分〜２０ｍ／分とす
る方が向上することが見られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気用アルミニウム溶湯中にフッ化ジルコニウムア
   ルカリを添加混合してジルコニウムの含有量を０．０１
   〜０．１１重量パーセントとなし、然る後にこのアルミ
   ニウムジルコニウム合金を連続鋳造圧延することを特徴
   とする導電用耐熱アルミニウム合金線材の製造法。 ２ 鋳造速度が１０メートル／分から２０メートル／分
   の間であることを特徴とする導電用耐熱アルミニウム合
   金線材の製造法。