JPS6123752A - 高力耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 - Google Patents

高力耐熱アルミニウム合金導体の製造方法

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JPS6123752A
JPS6123752A JP14483084A JP14483084A JPS6123752A JP S6123752 A JPS6123752 A JP S6123752A JP 14483084 A JP14483084 A JP 14483084A JP 14483084 A JP14483084 A JP 14483084A JP S6123752 A JPS6123752 A JP S6123752A
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JP
Japan
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temperature
heat
alloy
strength
heat resistance
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JP14483084A
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Hitoshi Yanase
仁志 柳瀬
Mototsugu Hoshino
星野 元次
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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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、特に従来の高
力耐熱アルミニウム合金導体と同等の導電率及び強度を
有し、かつはるか°に優れた耐熱性を示1アルミニウム
合金導体の製造方法に関(るものである。
〔従来の技術〕
一般に架空送電線には電気用A(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、特殊な送電条件、例
えば耐熱性が要求される送電線にはA、t! −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
金撚線が用いられ、また長径間送電線のように強度が要
求される場合には5005系合金(AJ!−0.5〜i
、1wt%Mg)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。これ等導体は所
望組成の合金を溶製し、これを連続鋳造圧延により荒引
線とした後、冷間で減面加工を行なうことにより造られ
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
近年電力需要の増大に伴い、大容量送電の見゛地から耐
熱性があり、しかも強度の高い導体が望まれるようにな
った。しかしながらA(−Zr系合金からなる耐熱導体
は、Zr含有量の如何にかかわらず、導体の強度がそれ
ほど高くならないため、強度が要求される長径門送電線
に用いることができず、全アルミニウム合金撚線として
も用いることができないものであった。
また5005系合金からなる高力導体は、24Kg/m
m2程度の引張強さを示すも、耐熱性は電気用A1から
なる導体・と同程度であゆ、耐熱性が要求される大容量
送電線には使用できないものであった。
従って1e−Zr系耐熱導体については強度の改善が、
また5005系高力導体については耐熱性の改善が検討
され、最近A、e−Zr系合金にFeや3iを添加する
ことにより)導電性及び耐熱性をあまり損なうことなく
、強度を改善した高力耐熱アルミニウム合金導体が開発
された。
この導体は導電率56%jAc8程度、引張強さ25N
9/s2程度を有し、耐熱性は10%軟化温庫r 24
0℃程度の優れた特性を示すも、送電条件によっては更
に耐熱性の改善が強く望まれている。   − 〔問題点を解決づるための手段〕 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ほぼ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、Zr  0
.j5〜0.6wt%(以下wt%を単に%と略記) 
、Fe  0005〜0.4%、Si  0.04〜0
.3%、Cu0.04−J0.3%を含み、残A(と通
常の不純物からなる合金を溶製し、これを連続鋳造圧延
により 740〜850℃の温度で注湯し、2℃/秒以
上の冷却速度で凝固させ、得られた鋳塊を500℃以下
の温度で圧延を開始し、350℃以下の温度で圧延を終
了する間に40%以上の減面加■を加えて荒引線とし、
該荒引線を300〜500℃の温度で1〜100時間加
熱処理した後、冷間で40%以上の減面加工を加え、し
かる後300〜400℃の温度で1〜100時間加熱処
理してから冷間で20〜80%の減面加工を行なうこと
を特徴とするものである。
即ち本発明は上記組成範囲の合金を溶製し、これを連続
鋳造圧延により荒引線とする際、溶湯を740〜850
℃の温度で注湯し、2°C/秒以上の冷却速度で冷却凝
固せしめ、得られた鋳塊を500℃以下の温度に冷却し
てから圧延を開始し、350℃以下の温度で圧延を終了
Vるまでの間に40%以上の減面加■を加えて荒引線と
覆る。
次にこの荒引線を300〜500℃の温度で1〜100
時間加熱処理(以下−次加熱処理と略記)してから冷間
で40%以上の減面加工(以下−次加工と略記)を加え
る。これを300〜400℃の温度で1〜100時間加
熱処理(以下二次加熱処理と略記)した後、冷間で20
〜80%の減面加工(以下二次加工と略記)を行なって
導体を製造するものである。
〔作 用〕
本発明において合金組成を上記の如く限定したのは次の
理由によるものである。
Zrは導体の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0.15〜0.6%と限定したのは、0
.15%未満では耐熱性に有効なzr固容量が得られず
、0.6%を越えるとA、e3Zrの粗大な晶出物が増
加して耐熱性が低下するようになるためである。Feは
導体の強度およ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
、0.05%未満では強度向上の効果が少なく、0.4
%を越えると強度及び耐熱性向上の効果が飽和Jるばか
りか、導電率が低下するようになるためである。3iは
更に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、0.04%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
るようになるためである。またCLIは加工硬化により
一層強度を向上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、0.04%未
満では強度向上の効果が小ざく、0.3%を越えると耐
熱性及び導電率が低下するようになるためぐある。
上記組成範囲の合金を溶製し、これを連続鋳造圧延によ
り溶湯を740〜850℃の温度で注湯し、2℃/秒以
上の冷却速度で凝固ぽしめるのは、急激な温度勾配をも
たせで凝固させることにより、zr及びFeを十分に強
制固溶させるためである。この連続鋳造圧延において注
湯温度が740℃未満では温度勾配が小さく、lr及び
Fe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、酸化膜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、Zr 、 Fe 、及びCu
の偏析によりその温度が鋳塊表面と中心部で異なるよう
になり、その後の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ためである。
500℃以下の温度で圧延を開始し、350℃以下の温
度で圧延を終了プるまでに40%以上の減面加工を加え
て荒引線とするのは、強制固溶したZr及びFeの析出
を防止し、かつ鋳造組織を破壊すると共に凝固時に強制
固溶しきれず一部品出したZr及びFeの粗大晶出物を
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。しかして鋳塊の冷却速度は60℃/分以−上と
することが望ましく、これより遅いとZr及びFeの析
出が起る恐れがあり、また圧延開始温度が500℃より
高くても、圧延終了温度が350℃より高くても強制固
溶させたZr及びFeが析出し、更に減面加工率が40
%未満では@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する。
次に上記連続鋳造圧延によりZr及びFeを強制固溶さ
せた荒引線を300〜500℃の温度で1〜100時間
−次加熱処理してから冷間で40%以上の一次加工を加
えた後、300〜400℃の温、度で 1〜100時間
二次加熱処理Jるのは、−次加熱処理によって圧延によ
る加工歪を減少させると共にZr及びFeを均一微細に
析出させて導電率を向上させ、これを−次加工により加
工硬化させて強度を向上せしめ、しかる後二次加熱処゛
理することにより、更にZr及びFeを均一微細に析出
させて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。しかしで−次加熱処理温度が・300℃未
満又は処理時間が1時間未満では圧延による加工歪が十
分に減゛少せず、またlr及びEeの析出も不十分とな
り、−次加熱処理温度が500℃を越えるか、又は処理
時間が100時間を越えるとZr及びFeの析出が飽和
に近くなり、二次加熱処理ですぐ過時効現象を起し、強
度及び耐熱性が低下づるようになる。また−次加工にお
ける減面加工率が40%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、その後の二次加熱処理によ
る析出が極めて遅く、十分な析出硬化が得られないばか
りか、強度は勿論導電率及び耐熱性も低くなる。また二
次加熱処理温度が300℃未満又は処理時間が1時間未
満では析出硬化が認められず、二次加熱処理温度が40
0℃を越えるか又は処理時間が100時間を越えると過
時効現象を起し、強度及び耐熱性を低下覆る。
次に二次加熱処理した後、二次加工により20〜80%
の減面加工を行なうのは、加工硬化により強度を高める
ためであり、減面加工率が20%未満では十分な加工硬
化が得られず、80%を越えると強度の向上が飽和する
ばかりでなく耐熱性の低下が著しくなる。
〔実施例〕
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%Fe母合金、A(−20%S1
母合金及びA、e−50%Cu母合金を用いC第1表に
示づ組成の合金を溶製し、これをベルトアンドホイール
型連続鋳造圧延機により鋳造圧延しで荒引線とし、これ
を−次加熱処理してから冷間で一次伸線加工した後、二
次加熱処理し、しかる後冷間で二次伸線加工を行なつて
導体を製造した。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
と製造条件を第2表に示す。
尚連続鋳造圧延にお(プる凝固時の冷却速度は鋳造速度
(鋳造輪の回転速度)の調節と水冷鋳型である鋳造輪と
ベルトへの流水最の調節で行ない、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【プて圧延温度を
自由に制御できるようにした圧延機を用いて冷却速度を
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より電気抵抗を
測定して求めた。また耐熱性は各導体の10%軟化温疫
(引張強さが初期の値より10%低下する温度)を求め
た。
第1表 第1表及び第2表から明らかなように本発明法N0.1
〜9により製造した導体は引張強さ25.0〜26.4
Kt/utm2、導電率55.9〜57.6%lAC3
,10%軟化編度293〜323℃の特性を示し、従来
法Nα35により製造した導体と比較し、番よぼ同等以
上の引張強ざ及び導電率を有し、かつはるかに優れた耐
熱性を有することが判る。
これに対し合金組成が本発明法で規定する組成範囲より
外れる比較法NQ10〜17では製造条件が同じでも引
張強ざ、導電率、耐熱性の何れか一つ以上が劣り、また
合金組成が本発明法で規定する組成範囲のものでも製造
条件が外れる比較法Nα18〜34では引張強さ、導電
率、耐熱性の何れか一つ以上が劣ることが判る。即らZ
r含有量の少ない比較法N010、Zr含有量の多い比
較法N011、鋳造時の冷却速度が遅い比較法Nα20
、−次層熱処理温度の低い比較法N024、二次加工の
減面加工率が高い比較法N034では、何れも耐熱性が
劣り、Fe含有量の少ない比較法線12、Cu含有量の
少ない比較法N0.16、二次加工の減面加工率が低い
比較法N033では何れも引張強さが劣り、Fe含有量
の多い比較法No、13では導電率が劣り、3i金含有
の少ない比較法N014では引張強さと導電率が劣る。
また3i含有量の多い比較法Nci15、Cu含有量の
多い比較法N017では導電率と耐熱性が劣り、鋳造時
の注湯温度が低い比較法Nα18、注湯温度の高い比較
法N019、−次加工にお【プる減面加工率の低い比較
法No、28では引張強さ、導電率、耐熱性のづべてか
劣り、。
その他の比較法では何れも引張強さと耐熱性が劣ること
が判る。
〔発明の効果〕
このように本発明法によれば、従来の高力耐熱アルミニ
ウム合金導体と同等以上の導電率及び強度を有し、かつ
はるかに優れた耐熱性を示すアルミニウム合金導体を得
ることかできるもので、架空送電線等に使用し、送電容
量を増大することができるなど、工業上顕著な効果を奏
するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Zr0.15〜0.6wt%、Fe0.05〜0.4w
    t%、Si0.04〜0.3wt%、Cu0.04〜0
    .3wt%を含み、残部Alと通常の不純物からなる合
    金を溶製し、これを連続鋳造圧延により740〜850
    ℃の温度で注湯し、2℃/秒以上の冷却速度で凝固させ
    、得られた鋳塊を500℃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間に40%以上の
    減面加工を加えて荒引線とし、該荒引線を300〜50
    0℃の温度で1〜100時間加熱処理した後、冷間で4
    0%以上の減面加工を加え、しかる後300〜400℃
    の温度で1〜100時間加熱処理してから冷間で20〜
    80%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方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63186858A (ja) * 1987-01-27 1988-08-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 導電用高力耐熱アルミニウム合金導体の製造方法
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KR100755130B1 (ko) 2006-01-31 2007-09-04 엘에스전선 주식회사 고전도성 및 고내열성을 갖춘 알루미늄 합금선의 제조방법,이 방법에 의해 제조된 합금선 및 가공송전선
CN104561669A (zh) * 2014-12-27 2015-04-29 北京工业大学 一种Al-Er-Zr-Si合金的形变热处理工艺

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