JPS61106753A - 高力耐熱アルミニウム合金導体の製造法 - Google Patents

高力耐熱アルミニウム合金導体の製造法

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JPS61106753A
JPS61106753A JP22939984A JP22939984A JPS61106753A JP S61106753 A JPS61106753 A JP S61106753A JP 22939984 A JP22939984 A JP 22939984A JP 22939984 A JP22939984 A JP 22939984A JP S61106753 A JPS61106753 A JP S61106753A
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仁志 柳瀬
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宮内 理夫
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は高力耐熱アルミニウム合金導体の製造法に関し
、特に従来の高力耐熱アルミニウム合金導体と同等の強
度及び導電率を有し、かつはるかに優れた耐熱性と可撓
性を優する導体を製造するものである。
〔従来の技術〕
一般に架空送電線には電気用1e (ECAJりからな
る導体を用いた銅芯アルミニウム撚線(AC8R>が用
いられ、特に耐熱性が要求される架空送電線にはAλ−
Zr系合金からなる耐熱導体を用いた調芯耐熱アルミニ
ウム合金撚線(TAC8R)が用いられている。また長
径間過電線には高力アルミニウム合金、例えばJ I 
55005系合金(/l−0.5〜1.1wt%MIJ
 )からなる高力導体を用いた銅芯高カアルミニウム合
金撚線が用いられている。
耐熱性を付与したAJI!−Zr系合金は、Zr含有母
のいかんにかかわらず、導体の強度がそれほど高くなら
ないため、長径間過電線の導体に用いることができず、
全アルミニウム合金撚線(A△△C)の導体としても用
いることができない。また高力アルミニウム合金である
J135005系合金は引張強さが24Kg/mm2と
優れているが、耐熱性はECAJと同程度の耐熱性の劣
るものである。
〔発明が解決しようとする問題点] 近年電力雪要の増大に伴い、大容量送電のために耐熱性
を有し、かつ強度の高い導体が要求されるようになった
。これに対処するためJ135005系合金については
耐熱性の向上が、また△、e−Zr系合金については強
度の向上が検討され、AJ!−Zr系合金にl”eを添
加して導電率及び耐熱性をあまり劣化されることなく強
度を改善した高力耐熱アルミニウム合金導体が提案され
ている。この導体は導電率55%lAC3゜引張強さ2
4Kg/rIIR2,耐熱性90%(230℃。
1時間加熱)と優れた特性を示すも架空送電線1   
   として用要な可撓性が劣る欠点があり、その改善
が強く望まれている。また耐熱性についても一層の改善
が望まれている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、従来の高力耐熱ア
ルミニウム合金導体と同等の導電率と強度を有し、かつ
はるかに優れた耐熱性と可撓性を有する高力耐熱アルミ
ニウム合金導体の製造法を開発したものである。
即ち本発明は、Z r O,1〜0.8wt%(以下w
t%を単に%と略記) 、Fe O,07〜0.8%。
S i  Q、05〜0.3%、 CLI  O,05
〜0.5%。
Be  O,005〜0.3%を含み、残部へ(と通常
の不純物からなる合金を溶製し、連続鋳造圧延様により
 740〜850℃の温度で注湯して 2℃/sec以
上の冷却速度で凝固させ、得られた鋳塊を60℃7 w
in以上の冷却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し、
その間に40%以上の減面加工を加えて荒引線とし・こ
れを 300 〜   1450℃の温度で10〜20
0時間加熱処理した後、冷間で60%以上の減面加工を
行なうことを特徴とするものである。
〔作 用〕
本発明においてzrの添加は導体の耐熱性を向上させる
ためで、その含有量を0.1〜0.8%と限定したのは
、0.1%未満では耐熱性に有効なZ「同容量が得られ
ず、0.8%を越えると全屈間化合物Ai)3Zrの粗
大な晶出物が増加して耐熱性が低下するためである。F
eの添加は導体の強度及び耐熱性を向上させるためで、
その含有量を0.07%〜0.8%と限定したのは、0
.07未満では強度向上の効果が少なく、0.8%を越
えると強度及び耐熱性の向上効果が飽和するばかりか、
11率が低下するためである。
3iの添加は導体の強度を向上すると共にZr化合物の
析出を促進させるためで、その含有量を0.05〜0.
3%と限定したのは、0.05%未満ではその効果が小
さく、0.3%を越えると耐熱性及び、導電率が低下す
るためである。CIJの添加は導体の強度を更に向上さ
せると共に可撓性を向上させるためで、その含有量を0
.05〜0.5%と限定したのは、0.05%未満では
強度及び可撓性の向上効果が少なく、0.5%を越える
と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。3eの添加は鋳造時の溶湯酸化を防ぎ、高温
での鋳造において溶湯の流れを向上し、鋳塊割れを防止
すると共に、Zr化合物の析出を促進し、導体の導電率
を低下させずに、更に強度を向上させるためで、その含
有量を0.005〜0.3%と限定したのは、0.00
5%未満ではその効果が少なく、0.3%を越えると加
熱処理により過時効を起して強度が低下するためである
。尚、通常の不純物とはΔ(地金に含まれる不可避的不
純物であり、通常のECAl地金に含まれる程度であれ
ば導体の特性を損なうことはない。
上記組成の合金を溶製し、その連続鋳造圧延において、
溶湯を740〜850℃の温度で注湯し、b 急激な温度勾配をもたせて、凝固させることにより、l
r及びFeを十分に強制固溶させ、更にC1を均一微細
に分散させるためである。しかして冷TiI速度が2℃
7”secより遅いと7r及びFeの十分な固溶とCU
の均一微細な分散が得られず、注湯温度が740℃より
低いと温度勾配が小さく、Zr及びFeの強制固溶が少
なくなり、850℃より高いとBeを添加しても溶湯表
面の酸化が激しく、酸化物の巻き込み等により良質の鋳
塊が得られないばかりか、鋳塊表面と中心部での凝固速
度に大きな差が生じ1,7r及びFeの偏析によりその
濃度が鋳塊表面と中心部で異なるようになり、その後製
造条件をどのように選んでも優れた性能の導体が得られ
ない。
このようにして得られた鋳塊を60℃/+ain以ヒの
速度で冷却しながら550℃以下の温度で圧延を開始し
、350’C0下の温度で圧延を終了し、その間に40
%以上の減面加工を加えて荒引線とさ、1    する
0は・強制固溶L/ tc Z r及0F″析出8防止
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
砕して微細化し、均一に分散した圧延組織とするためで
ある。しかして冷W速度が60℃/ n+inより遅い
と7−r及びFeの析出が起り、圧延開始温度が550
℃より高くでも、また圧延終了温度が350℃より高く
ても、強制固溶させたZ「及びFeが析出し、更に減面
加工率が40%未満では鋳造組織の破壊が不充分で粗大
な晶出物が組成中に残存し、強度及び耐熱性が低下する
次に上記連続鋳造圧延によってZr及びFeを強制固溶
させた荒引線を300〜450℃の温度で10〜200
時間加熱処理するのは、Zr及びEeを微細均一に析出
させて、析出硬化させると共に耐熱性を向上させるため
である。しかして加熱処理温度が300℃より低いか、
又は処理時 。
間が10時間より短いと析出が認められず、加熱処理温
度が450℃より高いか、又は処理時間が200時間よ
り長いと過時効現象を起し、強度及      、び耐
熱性を低下する。更に加熱処理した荒引線を冷間で60
%以上の減面加工を加えるのは、加工硬化により強度を
高めるためである。しかして減面加工が60%未満では
十分な加工硬化が得られない。
実施例 純[99,9%の電気用Al地金、30%フッ化ジルコ
ニウムカリ、AJ!−6%Fe母合金、Al−20%S
i母合金、AJ!−50%C1母合金及びAl−5%B
eff1合金を用い、第1表に示す組成の合金を溶製し
た。これをベルトアンドホイール型連続鋳造圧延機によ
り連続鋳造圧延して荒引線とし、これについて、加熱処
理を施した後、冷間で伸線加工して導体を製造した。こ
れ等の製造条件を第2表に示す。
このようにした製造した導体について引張強さ、導電率
、耐熱性及び可撓性を測定した。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時の凝固速度は鋳造速度
〈鋳型用ホイールの回転速度)の調節と、水冷vi型と
してのホイールとベルトへの冷却水mの調節で行ない、
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
設けて圧延温度を自由に制御できるようにして冷却速度
を一重部した。
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より電気抵抗
を測定して算出し、耐熱性は各導体を230℃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。
また可撓性としては導体を直径の2倍の曲面で挟持し、
左右に交互に90°繰返し曲げを行ない、破断までの9
0°曲げ回数を測定した。
第1表 第1表乃至第3表から明らかなように本発明法No、 
1〜12により製造した導体はいづれも導電率55.4
〜57.3%lAC3,引張強さ24.3〜25.9K
g/舖2.耐熱性(230℃× 1時間)  95.2
〜99.4%、可撓性23〜33回の特性を示し、従来
法No、35〜37により製造した導体と比較し、導電
率及び引張強さはほぼ同等で、耐熱性及び可撓性がはる
かに浸れていることが判る。
これに対し合金組成、1造条件、圧延条件。
加熱処理条件及び冷間加工率の何れかが本発明により規
定した範囲から外れる比較法Nci13〜34では、導
り11¥率、引張強さ、耐熱性及び可撓性の何れかが劣
ることが判る。即ちZr含有量の少ない比較法N013
及び鋳造時の冷却速度が遅い比較法Nα25では耐熱性
が低下し、Zr含有量の多い比較法No、14.Fe含
有争の多い比含有間1G。
Si含有量の多い比較法Nα18. Cu含有量の多い
比較法No、20及び加熱処理時間が短い比較法Nα3
2では何れも導電率が劣る。
またFe含有示の少ない比較法Nα15,13e含有量
の少ない比較法Nn21.3e含有量の多い比較法11
Q22及び冷間加工率の小さい比較法Nα34では何れ
も引張強さが低下し、Si含有量の少ない比較法NQ1
7及び熱処理温度の低い比較法N030では、2「の析
出促進効果が不充分な為導電率及び引張強さが劣る。
鋳造温度の低い比較法Nα23.冷却速度の遅い比較法
Nα26.圧延開始及び圧延終了温度の高い比較法N(
127,k28では7r、Feの提出が起こる為に導電
率が高くなり耐熱性が劣る。
また圧延での加工率の小さい比較法NQ29.加熱処理
温度の高い比較法Nα31.加熱処理時間の長い比較法
NQ33では引張強さ及び耐熱性が劣る。
またC1l含有量の少ない比較法Nα19では引張強さ
が低く可撓性の改善が認められず、鋳造温度の高い比較
法NQ24では溶湯の酸化により酸化物等の巻き込みが
多く可撓性が低下する。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、従来の高力耐熱アルミニウ
ム合金とほぼ同等の導電率及び強度を有し、かつはるか
に優れた耐熱性と可撓性を有する高力耐熱アルミニウム
合金導体を製造することができるもので、鋼芯高力耐熱
アルミニウム合金線や全アルミニウム合金撚線等に使用
し、その信頼性を向上し、送電容量を増大することがで
きる顕箸な効果を秦するものである。
・′1゛−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Zr 0.1〜0.8wt%、Fe 0.07〜0.8
    wt%、Si 0.05〜0.3wt%、Cu 0.0
    5〜0.5wt%、Be 0.005〜0.3wt%を
    含み残部Alと通常の不純物からなる合金を溶製し、連
    続鋳造圧延機により740〜850℃の温度で注湯して
    2℃/sec以上の冷却速度で凝固させ、得られた鋳塊
    を60℃/min以上の冷却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
    延を終了し、その間に40%以上の減面加工を加えて荒
    引線とし、これを300〜450℃の温度で10〜20
    0時間加熱処理した後、冷間で60%以上の減面加工を
    行なうことを特徴とする高力耐熱アルミニウム合金導体
    の製造法。
JP59229399A 1984-10-31 1984-10-31 高力耐熱アルミニウム合金導体の製造法 Expired - Fee Related JPH0762221B2 (ja)

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JPH0762221B2 (ja) 1995-07-05

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