JPS6139309A - 中空形材を造るための方法およびこの方法で造られた中空形材 - Google Patents

中空形材を造るための方法およびこの方法で造られた中空形材

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JPS6139309A JP15617985A JP15617985A JPS6139309A JP S6139309 A JPS6139309 A JP S6139309A JP 15617985 A JP15617985 A JP 15617985A JP 15617985 A JP15617985 A JP 15617985A JP S6139309 A JPS6139309 A JP S6139309A
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    • H01B1/026Alloys based on copper
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    • C22CALLOYS
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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】 本発明は、少なくとも95%工AO8の導電性を有して
おシかつ中継ぎ工具(Brueckenwerkgeu
g)を介してプレス成形された中空形材およびこの中空
形材を造るための方法に関する。
電気機械、誘導炉、電磁コイルおよび類似の機器にあっ
て単位容量当たシの出力を更に増大させようと言う願い
は殆どすべての構造部分に特別な材料および構造、特に
電流を案内する導電素材の使用を必然的なものにしてい
る。導体が高い電流負荷を受けた場合、熱的な不均衡を
最小限に留めねばならないことの、かつしばしば生じる
極めて不都合な長さ変化を規制し得る範囲に留゛めねば
ならないことの損失を低減するために比較的強度の冷却
を必要とする程度の熱が発生する。成る出力密度以上で
はこのような導電要素を直接冷却するだけではもはや不
充分である。こう言った理由から、銅導電体を直接冷却
ことに、即ち導電要素内部を冷却することに技術が移行
して来た。この目的のため特別に形成された中空形材が
開発された。この中空形材にも一連の要件が課せられて
いる。先ず第一にこの中空形材が絶対的に気密でなけれ
ばならないことでちる。なぜなら、この中空形材は通常
水素ガス或いは液状媒体、例えば水によって冷却される
からである。更にこの中空形材は、強力な遠心力の作用
の下での変形が回避される程度の高い機械的な強度を有
していなければならない。
”’Frometall” 、1962.678〜68
3頁にこのような中空形材が記載されている。このよう
な中空形材の最も有利な製造方法として中継ぎ工具を用
いた連続プレス加工があげられている。加熱された銅は
、一つ或いは多数の中空湯道を形成する一つ或いは多数
のマンドレル或いはマンドレル延長部を備えている中継
ぎ工具の周囲を経てプレスされる。ダイスの領域内で両
金属流は再び合体され、そこで強力表圧力の下で溶着さ
れる。プレス工程段を去った中空形材は一つ或いは多数
の工程段で所望の最終形に加工さ゛れる。この場合、個
々の工程段間で場合“によっては光輝焼なましが行われ
る。
このような昂空形材の材料としては上記の文献には電解
銅、酸素を含まない銅或いは銅−銀一合金があげられて
いる。価格的に有利なかつ一方で最も高い導電率を有し
ている銅は市販されている電解銅である。この銅の酸素
含有量は約0.02〜LL04%である。この旨い酸素
含有量は結果として特に溶接作業およびろう付は作業の
際に見られる、憂慮すべき水素に対する弱化(Wasa
erkrankheit)を招く。酸素を含まない銅、
即ち銅に結合した酸素を有していない銅の酸素含有量は
約10倍も少なく、水素脆性に対して不敏感で6D、幾
分高い軟化温度を有している。しかしその導電性は一般
的に約1%と低い。
高い導電性を有する酸素を含まない、脱酸された鋼品質
はD工N(ドイツ工業規格)1780で規格化されてい
る。銅含有量は°99.9 [1%であり、脱酸剤−通
常は燐酸であるーはα003%の含有量で存在していな
ければならない。中継ぎ工具によるこの種の銅の加工の
際、溶着する材料の流の領域内で欠陥が生じる。この欠
陥の原因として考えられるのは先ず溶着領域内での酸素
富化である。この領域内では水素含有雰囲気内での中間
焼きなましもしくは最終焼きなましの際水素に対して弱
化を示す組織が形成され、この組織社亀裂形成の因とな
る。酸素は例えばインゴット表面にワ着していて、かつ
インゴットを加熱或いはプレスする際に特に表面に形成
される酸化物を経て溶着継目内に達する。
本発明の根底をなす課題は、中継ぎウェッブ(Brue
ckensteg)  によッテ訪因すレルフレ不溶着
継目内に欠陥を生じることなく、中継ぎ工具を介して中
空形材にプレス加工可能な工作材料を造ることである。
この工作材料は少くとも95%工AO9の導電性と対水
素先住を有している。
乙の課題は、はう素もしくはリチウムによって脱酸され
た、酸素を含まない銅を使用することによって得られる
。本発明にとって重要なことは、脱酸剤としてのほう素
もしくはリチウムが仕上げられた製品内に0,01〜0
.05重景%の量で含まれていることである。
上記の課題解決から直接得られる利点以外に、プレス成
形された形材の表面においてスケール発生が極めて僅か
であるととが認められる。更に、中継ぎ工具上での酸化
物富化作用が著しく僅かである。この酸化物富化によっ
て生じる酸化物が例えば中継ぎ工具から溶着帯域内に流
入する場合この酸化物富化は溶着継目に欠陥を産む原因
と見なされる。これを阻止するには、中継ぎ工具をしば
しば交換するか或いは清浄に保たなければならない。こ
れは新しい工作材料を使用することにより行わなくて済
む。更に、プレス成形された形材は著しく平滑な表面を
有しているので優れている。また、溶着継目の領域内で
の組織が従来使用されて来た工作材料におけるよりも微
細な粒子で生じることが確認された。
仕上けられた製品内のほう素の含有量が0D15〜02
5重量%であるのが有利である。また本発明による工作
材料は高い電気的な負荷の下での内部冷却される導体に
使用できる。
本発明は更に、上記本発明による工作材料を造る方法に
も関する。この方法の特徴は、銅溶融物に脱酸剤を鋳造
工程の直前に脱酸剤を含んでいる前合金の形で特に鋳込
み樋で供給することである。上記の脱酸剤として使用さ
れるほう素およびリチウムは極めて高い酸素親和力を有
しているので、他の金属酸化物、例えば耐火性のライニ
ング内に含まれている金属酸化物を還元する能力を持っ
ており、この場1合これらの金属は溶融物内に入り込み
、導電性を許容しがたい程低減させる。こうして例えば
、上記の脱酸剤はほう素或いはリチウムおよびるつほの
型打ち材からでる珪素或いは鉄をも還元させることが可
能である。この理由から溶融物および脱酸剤のこのよう
なるつはライニングとの接触時間は可能な限り短時間に
留めなければならない。
したがって前合金を鋳込み鋼内に直に注入するが特に有
利である。脱酸剤としてはほう素含有率が1.5〜5%
である銅−はう素−合金を使用するのが有利である。は
う素含有率は、一方では溶融物の冷却された前合金の添
加量が多量でなくて済むように、かつ他方では前合金が
その比重の点で銅溶融物よシも著しく軽くならず、従っ
て両成分の蜜な混合が達せられるように1設定されてい
る。
以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明を説
明する。
第1図にはプレス装置が図示されている。このプレス装
置は酸素を含まない銅から成るインゴット2が注入され
るインゴット収容部もしくは槽1から成る。プレスラム
3によりインゴット2は中継ぎ工具4方向に押圧され、
二つの流れに分割される。中継ぎウェッブ4は例えば二
つのマンドレル延長部5と6を備えておシ、これらのマ
ンドレル延長部は仕上がりプレス形材9内に中空路7と
8を形成する。中空路7と8は第1図に破線で示した。
仕上がりブレス形材9の外径はダイス10によって定ま
る。中継ぎウェッブ4とダイス10は押圧板11によっ
て工具担持体内に支持されている。両金属部分流の溶着
には高い圧力−この圧力は中継ぎ工具を適当に形成する
ことによって発生される−が必要であシ、かつインゴッ
ト2が約900℃に加熱されるので、中継ぎウェッブ4
もダイス10も高耐熱性の材料から造られていなければ
ならない。
第2図は二つの楕円形の中空路15と14が形成されて
いる仕上がり形材12の断面が示されている。プレス溶
着継目15は破線で示した。
試験のため、多数の試験インゴットを連続鋳造装置で鋳
造した。原材料として銅陰極を使用し、銅−はう素−合
金で2%のほう素で脱酸した。インゴットは180fi
の直径と300〜400−の長さを有している。このイ
ンゴットを900℃に加熱し、第1図に図示した装置内
で中空形材にプレスした。プレスされた中空形材の導電
性試験により58 yB/−0以上の導電性が確認され
た。残余はう素含有量は0.02%であった。このよう
にして造ったプレス形材を多段階の工程で所望の最終寸
法に引き抜き加工した。この場合この個々の引き抜き工
程の間で形材を約500℃で僅かに還元された雰囲気内
で軟化焼なましした。
引き抜きによって仕上げられた形材に関して以下の試験
を行った。
1、 マクロ腐食 2 供給状態での曲げ試験 & 水素節なましくWsgeratoffgluehe
n) (850℃/1/2時間) マクロ腐食にあってはどんな場合にあっても溶着継目は
認られなかった。、供給状態における曲げ試験も水素節
なまし後の曲げ試験も形材の破棄を招いた。
本発明は、一般に断面形状に点で中・継ぎ工具を介して
しかプレス加工出来ない形材、即ち三つ或いは四つの孔
を有する形材もしくは材料配分が異なる形材にも同じよ
う々利点をもって適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による中空形材を造るためのプレス装置
の断面図 第°2図は本発明による中空形材の断面図。 1・・・インゴット収容部 2・・・インゴット 3・・・プレスラム 4・・・中継ぎウェッブ 5.6・・・マンドレル延長部 7.8・・・中空路 9・・・プレス形材 10 ・・・ダイス 11 ・・・押圧板 12 ・・・形材 13.14・・・中空路 15 ・・・プレス融着継目

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、中継ぎ工具を介してプレス加工される材料としての
    ほう素およびリチウムにより脱酸された銅から成る中空
    形材において、仕上がり製品内のほう素およびリチウム
    が0.01〜0.05重量%の量で含まれており、仕上
    がり中空形材内の銅の導電率が少くとも95% IACS特に100%IACS以上であることを特徴と
    する、上記中空形材。 2、仕上がり製品中に0.015〜0.025重量%の
    ほう素が含まれている、特許請求の範囲第1項に記載の
    中空形材。 3、変圧器コイル、誘導炉コイル、電磁石コイルおよび
    発電機のための導電体として使用される、特許請求の範
    囲第1項或いは第2項に記載の中空形材。 4、中継ぎ工具を介してプレス加工される材料としての
    ほう素およびリチウムにより脱酸された銅から成る中空
    形材を造るための方法において、銅溶融物に脱酸剤を鋳
    造直前に脱酸剤を含んでいる前合金の形で特に鋳込み樋
    内に供給することを特徴とする、上記方法。 5、銅溶融物を1.5〜5重量%の銅−ほう素−合金で
    脱酸する、特許請求の範囲第4項に記載の方法。 6、前合金を鋳造鋼内に加える、特許請求の範囲第4項
    或いは第5項に記載の方法。
JP15617985A 1984-07-21 1985-07-17 中空形材を造るための方法およびこの方法で造られた中空形材 Granted JPS6139309A (ja)

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