JPS6144939B2

JPS6144939B2 -

Info

Publication number: JPS6144939B2
Application number: JP3956280A
Authority: JP
Inventors: Kinya Ogawa; Hitoshi Yanase
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1986-10-06
Also published as: JPS56136959A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は導電性、強度及び耐熱性の優れた導電
性アルミニウム合金の製造方法に関するものであ
る。従来架空送電線には主としてアルミニウム導体
（ECAl）を用いた鋼芯アルミニウム撚線
（ACSR）が使用されているが、特殊な送電条件
のもとでは送電容量を増大するためECAlに代え
て耐熱アルミニウム合金導体を用いた鋼芯耐熱ア
ルミニウム合金撚線（TACSR）が使用されてい
る。TACSRに用いる耐熱アルミニウム合金導体
には通常Al―Zr系合金が用いられているが、こ
の合金は含有Zr量の如何にかかわらず、導体の強
度がそれほど高くないため、長径間送電線や全ア
ルミニウム撚線（AAAC）には利用できなかつ
た。そこで長径間送電線やAAACにはAl―0.5〜
1.1％Mg系合金（5005合金）が用いている。この
合金は引張強さが24Kg／mm²と優れているが、耐熱
性は普通のECAlと同程度に低いため大容量送電
には利用できない欠点があつた。最近電力需要の増大にともない、導電性及び耐
熱性が優れ、しかも強度の高い導体が望まれてお
り、Al―Zr系合金にMg，Cu，Feなどの元素を添
加して強度及び耐熱性を改善した導体が開発され
たが、この導体は各種元素の添加により導電性が
低下する欠点があつた。本発明はこれに鑑み種々検討の結果Al―Zr系
合金にMg，Cu及びFeを添加した合金において、
添加元素であるZr，Mg，Cu及びFeの添加量を制
約し、これを特定の条件で加工することにより導
電性をあまり低下せしめることなく強度及び耐熱
性を改善し得ることを知見し、高導電性、高力、
耐熱アルミニウム合金導体の製造方法を開発した
もので、Mg0.003〜0.05％、Cu0.005〜0.08％、
Fe0.25〜0.90％、Zr0.03〜0.10％残部Alとその不
純物とからなるアルミニウム合金を連続的に鋳造
し、得られた鋳塊を引続き熱間圧延する連続鋳造
圧延により素線を製造し、これを冷間で伸線加工
するアルミニウム合金導体の製造において、連続
的に鋳造される鋳塊を450〜350℃の温度範囲内で
圧延して10〜40％の減面加工を行つた後、これを
580〜450℃の温度に加熱し該温度範囲内で圧延し
て40％以上の減面加工を行い、更に毎秒100℃以
下の冷却速度で冷却しながら350〜100℃の温度範
囲内で圧延して60％以上の減面加工を行つて素線
を形成し、これを冷間伸線により70％以上の減面
加工を行うことを特徴とするものである。即ち本発明製造方法は、Mg0.003〜0.05％、
Cu0.005〜0.08％、Fe0.25〜0.90％、Zr0.003〜
0.10％、残部Alと通常の不純物からなるアルミニ
ウム合金を用いこれに特定の加工を加えるもので
ある。しかしてMg及びCuの添加は導体の強度を
向上し、Feの添加は導体の強度及び曲げ性を向
上し、Zrの添加は導体の耐熱性を向上するもので
あるが、Mg含有量が0.003％未満でも、Cu含有
量が0.005％未満でも強度の向上がほとんど認め
られず、Mg含有量が0.05％を越えても、Cu含有
量が0.08％を越えても導電性及び耐熱性を低下
し、またFe含有量が0.25％未満では強度及び曲
げ性の向上が認められず、0.90％を越えると導電
性及び耐熱性が低下し、更にZr含有量が0.03％未
満では耐熱性の向上が不充分となり0.1％を越え
ると導電性が低下することになる。本発明は前記合金を連続的に鋳造し、得られた
鋳塊を引続き連続的に圧延する連続鋳造圧延にお
いて、鋳塊を450〜350℃の温度範囲内で圧延して
10〜40％減面加工することにより加工歪を与え、
次の圧延工程において固溶したFeの析出を促進
させて導電性を向上させるものである。しかして
450℃より高い温度での加工では加工歪が少な
く、充分なFeの析出が認めず、350℃より低い温
度での加工では加工歪が大きすぎ、次の圧延工程
においてZrも析出するようになつて耐熱性を低下
する。また10％未満の減面加工では加工歪が少な
く、充分なFeの析出が望めず、40％を越える減
面加工では加工歪が大きすぎ、次の圧延工程にお
いてZrも析出し耐熱性が低下するようになる。このようにして適度の加工歪を与えた後、引続
いてこれを580〜450℃の温度に加熱し、該温度範
囲内で圧延して40％以上の減面加工することによ
り固溶したFeを析出させて導電性を向上させる
ものである。しかして温度が580℃より高くなる
とFeが再固溶するようになり、450℃より低いと
Feの析出が不充分となつて、何れも導電性の向
上が望めず、また40％未満の減面加工ではFeの
析出が不充分となり、導電性の向上が望めない。次にこれを毎秒100℃以下の冷却速度で冷却し
ながら350〜100℃の温度範囲内で圧延して60％以
上の減面加工を行うことにより更にFeを析出さ
せると共に、固溶している地金中の不純物Siを析
出させて導電性を一層向上させるもので、冷却速
度が100℃／秒より速いとFe及びSiがほとんど析
出せず、また圧延温度が350℃より高いと加工硬
化しないため強度が向上しないばかりか、Siも析
出しないため導電性が向上せず、100℃より低く
てもSiの析出が望めない。更に60％未満の減面加
工ではSiがほとんど析出せず、加工硬化も少ない
ので、強度及び導電性の向上が望めない。このようにして製造した素線は、次に冷間伸線
により70％以上の減面加工を行うことにより加工
硬化させて強度を高めるもので、減面加工が70％
未満では強度が不充分である。このような本発明方法によれば、導電性、強度
及び耐熱性の優れたアルミニウム合金導体を製造
することができるもので、特にMg0.005〜0.01
％、Cu0.01〜0.05％、Fe0.30〜0.50％、Zr0.04〜
0.06％、残部Alとその不純物からなるアルミニウ
ム合金を用いれば、導電性、強度及び耐熱性の向
上が顕著となり、また連続的に鋳塊を420〜380℃
の温度範囲内で圧延して20〜30％の減面加工を加
え、引続いてこれを520〜480℃の温度に加熱して
該温度範囲内で圧延により40〜60％の減面加工を
加えた後、毎秒50〜80℃の冷却速度で冷却しなが
ら250〜150℃の温度範囲内で圧延により70〜90％
減面加工して素線となし、これを冷間伸線により
80％以上減面加工すれば導電性、強度及び耐熱性
の向上が一層顕著なものとなる。次に本発明製造方法の実施例について説明す
る。純度99.8％の電気用アルミニウム地金、Al―３
％Zr母合金、Al―６％Fe母合金、Al―50％Cu母
合金及びMg単体を用いて第１表に示す合金組成
のアルミニウム合金を溶製した。これを鋳塊断面
積2000mm²のベルトアンドホイール型連続鋳造機に
より連続的に鋳造し、得られた鋳塊を引続き圧延
中の素材の温度を自由に制御できるように各圧延
スタンド間に加熱及び冷却装置を設けた連続圧延
機を用い、第１表に示す条件で圧延することによ
り素線（荒引線）を製造した。次にこの素線を第
１表に示す条件で伸線加工して導体を作成した。
この導体について強度、耐熱性及び導電性を測定
し、その結果を第３表に示す。また同様にして第２表に示す合金組成のアルミ
ニウム合金を溶製し、これを第２表に示す従来方
法により加工して導体を製造した。この導体につ
いて強度、耐熱性及び導電性を測定し、その結果
を第３表に併記した。尚第１表中圧延条件（）とは、鋳塊の最初の
熱間圧延条件を示し、圧延条件（）とは、圧延
条件（）で圧延したものを加熱してから行う熱
間圧延条件を示し、また圧延条件（）とは、圧
延条件（）で圧延したものを冷却中に行う圧延
条件を示す。また第２表中連続鋳造圧延とは鋳塊断面積2000
mm²のベルトアンドホイール型連続鋳造機により連
続的に鋳造したものを450℃の温度より圧延開始
し、圧延中温度の制御を行うことなく94.3％の減
面加工を行い、200℃で圧延完了したものを冷間
で伸線加工したものである。また展延法とは断面
50mm角、長さ500mmの鋳型に鋳造し、これを450℃
の温度に２時間加熱した後熱間圧延により95.4％
の減面加工を行い、これを冷間で伸線加工したも
のである。更に押出法とは、断面積962.5mm²の丸
型鋳型に鋳造した鋳塊を450℃の温度で２時間加
熱後熱間押出により94.2％の減面加工を行い、こ
れを冷間で伸線加工したものである。次に第３表に示す耐熱性は、冷間で伸線加工す
ることにより得られた導体について230℃の温度
で１時間加熱した後の引張強さを加熱前の引張強
さで割り、引張強さの残存率として百分率で表わ
した。

【表】

【表】第１表〜第３表から判るように本発明方法（No.
１〜10）によるものは何れも導電率57.0％IACS
以上、引張強さ23.4Kg／mm²以上、耐熱性91.8％以
上の特性を有し、従来の連続鋳造圧延法（No.21）
に比較し、導電率が向上し、特に同一組成の合金
（No.３）では導電率及び耐熱性がはるかに優れて
いる。また従来の展延法（No.22）によるものと比
較しても引張強さ及び耐熱性が優れ、更に従来の
押出法（No.23）によるものと比較しても導電率及
び耐熱性が優れている。これに対し本発明方法に用いた合金とは組成の
異なる合金を用いた比較方法（No.11〜14）は導電
率、引張強さ及び耐熱性のうち何れか１つが劣つ
ており、また本発明方法に用いた合金と同一組成
の合金を用いても加工条件の異なる比較方法（No.
15〜20）では導電率、引張強さ及び耐熱性の何れ
か１つが劣つている。このように本発明方法によれば、特定組成範囲
の合金を用い、これに特定の熱間圧延及び伸線加
工を行うことにより、導電性、強度及び耐熱性の
優れた導体を得ることができるので、導体の抵抗
損失を少なくし、導体に多くの電流を流すことが
可能となるため、AAACに使用し、その強度及
び耐熱性を高め、またACSRに使用し、より高強
度の耐熱撚線を得ることができる等顕著な効果を
奏するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１ Mg0.003〜0.05％、Cu0.005〜0.08％、
Fe0.25〜0.90％、Zr0.03〜0.10％、残部Alとその
不純物からなるアルミニウム合金を連続的に鋳造
し、得られた鋳塊を引続き熱間圧延する連続鋳造
圧延により素線を製造し、これを冷間で伸線加工
するアルミニウム合金導体の製造において、連続
的に鋳造される鋳塊を450〜350℃の温度範囲内で
圧延して10〜40％の減面加工を行つた後、これを
580〜450℃の温度に加熱し、該温度範囲内で圧延
して40％以上の減面加工を行い、更に毎秒100℃
以下の冷却速度で冷却しながら350〜100℃の温度
範囲内で圧延して60％以上の減面加工を行つて素
線を形成し、これを冷間伸線により70％以上の減
面加工を行うことを特徴とする高導電性、高力、
耐熱アルミニウム合金導体の製造方法。