JPS6317525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はAl―Zr系導電用耐熱アルミニウム合
金線の製造方法に関するもので、特に導線として
の導電率及び強度をあまり低下せしめることな
く、耐熱性を向上し得るものである。 近年電力需要の増大により、架空送電線に鋼芯
耐熱アルミニウム合金撚線を用い、送電容量の増
大を計つているが、特殊な送電条件の下では、更
に送電容量を高めるため、より耐熱性の優れたア
ルミニウム合金導線が望まれている。このような
理由から、従来より種々の導電用耐熱アルミニウ
ム合金が研究されている。しかしながら現在実用
化されているのはZrを有効成分とするAl―Zr系
合金である。 Al―Zr系合金導線は連続又は半連続鋳造圧延
法、展延法又は押出法等により荒引線を形成し、
これに伸線加工を施して造られており、その耐熱
性はZrの添加量に応じて増大し、一方導電率は
Zrの添加量に応じて低下する。従つてより耐熱
性の良い導線を得るためにZrの添加量を多くす
ると導電率が低下し、実用には適さないものとな
る。 従来耐熱アルミニウム合金導線については電線
協会規格により伸線加工後の導線の導電率、引張
強さ及び耐熱性について、次のように規定してい
る。

【表】 尚耐熱性は次式により求めている。 耐熱性＝耐熱試験後の引張強さ／耐熱試験前の引張強
さ×100（％） このように耐熱アルミニウム合金導線として
は、所定の導電率と強度を有し、かつ耐熱試験に
よる強度低下率の小さい安定した導体が要求され
ている。 本発明はこれに鑑みAl―Zr系合金導線の硬化
特性について種々研究の結果、この合金導線は加
熱すると120〜200℃でいつたん強度が増加し、そ
れ以上の温度で軟化する現象（低温焼鈍硬化）を
起し、しかも低温焼鈍硬化を生じた材料は再び加
熱しても低温焼鈍硬化を起さないことを知見し、
更に検討の結果上記低温焼鈍硬化をコントロール
することにより、導電率及び強度を低下せしめる
ことなく耐熱性を向上しうる導電用耐熱アルミニ
ウム合金導線の製造方法を開発したもので、Zr
0.01〜0.8％、Fe 0.07〜0.8％、Si 0.03〜0.3％、
残部Alと通常の不純物からなるアルミニウム合
金荒引線の連続伸線加工において、伸線加工中の
線材を冷却して加工中の線温を120℃以下に保持
しながら60％以上の減面加工することを特徴とす
るものである。 上記荒引線の伸線加工において、連続的に伸線
加工すると各ダイスを通過するときに発生する加
工熱が蓄積し、伸線加工中の線温がかなり上昇す
るため、加工中に上記低温焼鈍硬化を生ずる。こ
のように通常の方法で得られる合金導線はすでに
低温焼鈍硬化を起しており、耐熱性の改善には限
界があつた。これに対し本発明方法では伸線加工
中の線温をコントロールすることにより低温焼鈍
硬化を生じさせないように加工するもので、この
ようにすることにより耐熱試験時又は使用中に低
温焼鈍硬化を生じせしめ、耐熱性の向上を計つた
ものである。 即ち本発明は、上記組成範囲のAl―Zr系合金
を従来同様連続又は半連続鋳造圧延法、展延法又
は押出法により熱間加工して荒引線を形成する。
次にこの荒引線を連続伸線機により伸線加工する
際に、各ダイス間で伸線加工される線材を120℃
以下の温度に冷却して60％以上の減面加工を行な
うものである。各ダイス間で伸線加工される線材
を120℃以下の温度に冷却するためには、熱交換
器等を通して冷却した潤滑剤を伸線加工中の線材
に吹き付ければよい。 本発明において荒引線の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
耐熱性を向上させるためであるが、その含有量が
0.01％未満では耐熱性が不充分で、0.8％を越え
ると耐熱性は向上するも、導電率が低下が大きく
なるためである。Feは強度を向上させるためで
あるが、その含有量が0.07％未満では強度が不充
分であり、0.8％を越えると強度向上の傾向が小
さくなり、かつ導電率の低下が大きくなるためで
ある。またSiは強度及び耐熱性を向上させるため
であるが、その含有量が0.03％未満では効果が少
なく、0.3％を越えると導電率の低下が大きくな
るためである。 また荒引線を連続伸線加工する際、伸線加工中
の線材の温度を120℃以下に冷却保持する理由は、
各ダイスを通過するときに発生する加工熱が蓄積
して、線材温度が上昇することにより、低温焼鈍
硬化現象が起るのを防止して耐熱性を向上させる
ためである。また連続伸線加工による減面率を60
％以上とした理由は、伸線上りの導線の強度を高
くするためで、60％未満では加工硬化が小さく、
充分な強度が得られないためである。 以下本発明製造方法を実施例について説明す
る。 純度99.8％のAl地金を溶解し、これにAl―５
％Zr母合金、Al―５％Fe母合金、Al―20％Si母
合金を種々の割合で添加し、第１表に示すAl―
Zr―Fe―Si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機により断面積2000mm²の鋳
塊に連続的に鋳造し、引き続き連設した圧延機に
より熱間圧延して直径9.5mmの荒引線とした。こ
の荒引線を連続伸線機により、各ダイス間で伸線
加工中の線材に熱交換器により冷却した潤滑剤を
吹き付けて線材を冷却しながら伸線加工を行なつ
た。その際の加工中の線材温度及び減面加工率を
第１表に併記した。尚表中線材温度は連続伸線機
の１番目のダイスを出た所の線温と、最終ダイス
を出たとこめの線温を示した。また同一組成の荒
引線を通常の方法で連続伸線加工を行ない、これ
を従来方法とした。尚その際の加工中の線材温度
及び減面加工率を第１表に併記した。尚加工中の
線温は１番目のダイスを出たところでは47〜70℃
程度であるが、最終ダイスを出たところでは138
〜198℃であつた。 このようにして連続伸線加工した導線について
引張強さ、導電率及び耐熱性を測定した。その結
果を第２表に示す。尚引張強さはアムスラー型引
張試験機、導電率はケルビンダブルブリツジによ
り測定した。また耐熱性については、Zr含有量
が0.01〜0.1％のものは180℃の温度で1000時間加
熱し、Zr含有量が0.1〜0.2％のものは230℃の温
度で1000時間加熱し、Zr含有量が0.2〜0.8％のも
のは300℃の温度で400時間加熱した後、それぞれ
引張試験を行ない、加熱前の引張強さに対する割
合（％）で示した。

【表】

【表】

【表】

【表】 第１表及び第２表から明らかなように本発明方
法No.１〜12により製造したものは、引張強さが
17.3Kg／mm²以上、導電率が52％IACS以上、耐熱
性が91.5％以上の優れた性能を有し従来方法No.20
〜31により製造したものに比較し、引張強さ及び
導電率の低下が極めて小さく、耐熱性が著しく改
善されていることが判る。 これに対し合金組成が本発明方法と異なる比較
方法No.13〜18では伸線加工中の線材の温度及び減
面加工率を本発明方法と同様にしても引張強さ、
導電率、耐熱性の何れかが本発明方法のものより
劣ることが判る。また合金組成が本発明方法と同
一であつても伸線加工における減面率が60％未満
である比較方法No.19では充分な強度が得られない
ことが判る。 また従来方法No.20〜31は本発明方法と同一組成
の荒引線を通常の方法で連続伸線加工したもの
で、伸線加工中の線材は徐々に温度が上昇し、最
終パス後は138℃以上の温度になつており、最終
ダイスを出たところの線温が120℃以下である本
発明方法と比較し、低温焼鈍硬化により強度は高
くなつているが、耐熱性が劣つている。 尚伸線前に熱処理を施した試料を用いても本発
明法に従つて連続伸線を行なうことにより耐熱性
向上の効果は同じように認められた。 このように本発明方法によれば導線の強度及び
導電率をほとんど低下せしめることなく、その耐
熱性を著しく向上し得る顕著な効果を奏するもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Zr0.01〜0.8％、Fe0.07〜0.8％、Si0.03〜0.3
   ％、残部Alと通常の不純物からなるアルミニウ
   ム合金荒引線の連続伸線加工において、伸線加工
   中の線材を冷却して、加工中の線材の温度を120
   ℃以下に保持しながら60％以上の減面加工を行な
   うことを特徴とする導電用耐熱アルミニウム合金
   線の製造方法。