JPS6357494B2 - - Google Patents
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- JPS6357494B2 JPS6357494B2 JP56066266A JP6626681A JPS6357494B2 JP S6357494 B2 JPS6357494 B2 JP S6357494B2 JP 56066266 A JP56066266 A JP 56066266A JP 6626681 A JP6626681 A JP 6626681A JP S6357494 B2 JPS6357494 B2 JP S6357494B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
本発明は耐熱性と導電性にすぐれた導電用耐熱
アルミニウム合金（以下アルミ合金と略称する）
の製造法に関するものである。 従来から導電用耐熱アルミ合金としてはAlに
Zrを微量添加し、製造工程中にZrを固溶させる
製造法をとることにより、耐熱性、導電性にすぐ
れたアルミ合金を得ている（例えば特許第842110
号、第842111号）。 このような導電用耐熱アルミ合金は60％耐熱ア
ルミ合金（60TAl）として知られ、その導電率は
60％IACS以上、耐熱性は連続使用温度が150℃の
特性を有するものである。 近年導電用耐熱アルミ合金の耐熱性をさらに改
良し、同一サイズの電線での通電容量を増加しよ
うという要望が強い。 本発明は、上述の耐熱性をさらに向上するた
め、本発明者らが種々の合金、製法について検討
した結果得られたもので、特定組成範囲のAl―
Zr系合金を、特殊な加工、熱処理工程を施すこ
とにより、導電率が58％IACS以上と高く、耐熱
性も従来より格段にすぐれた導電用耐熱アルミ合
金の製造法を提供せんとするものである。 本発明は、Zr0.23〜0.35％を含む、残部Alと通
常の不純物とから成るAl―Zr系合金を連続鋳造
圧延した後、所定サイズまで冷間加工を施し、次
いで310〜390℃の温度で50〜400時間の時効処理
を施した後、加工度３％以上10％未満の冷間加工
を施すことにより、導電率58％IACS以上、硬ア
ルミニウム線と同等の強度、および400℃で４時
間の加熱後も元の90％以上の引張強さを保有する
耐熱性を得ることを特徴とする導電用耐熱アルミ
ニウム合金の製造法である。 以下、耐熱性を400℃で４時間加熱後の引張強
さの元の引張強さに対する百分率（％）で表わし
て示す。耐熱性90％以上は連続使用温度230℃以
上に相当するものである。 本発明において、Zr量を0.23〜0.35％と規定し
たのは、0.23未満では耐熱性が充分でなく、0.35
％を越えると、析出物の粗大化が起こり、Zr量
が増加するに従つて逆に耐熱性が劣化すると共
に、コストも増加するからである。 又本発明において、Si量は0.03〜0.15％が好ま
しく、0.03％未満では伸線した素線の強度が低
く、又時効時間の短縮に効果がないばかりでな
く、コストも増加するためであり、0.15％を越え
ると鋳造割れが著しく、又耐熱性も低下するから
である。 又本発明において原料として使用されるアルミ
地金は、電気用アルミニウム地金を用いて良い
が、望ましくは耐熱性の点でFe0.17％以下にする
ことが好ましい。Feが0.17％を越えると耐熱性が
低下する。 次に本発明において、鋳造圧延は連続して行な
われる連続鋳造圧延方式がよく、プロペルチ法、
SCR法など無端ベルトと回転鋳造輪からなる鋳
造機、あるいはヘズレツト法、3C法などの鋳造
機と連続して熱間圧延される圧延機の組合わせが
用いられる。 このような連続鋳造圧延方式によると、鋳造時
に強制固溶されたZrが析出することなく熱間圧
延工程に持ち来たされるから、後の時効処理によ
りAl3Zrとして均一微細に析出し、耐熱性の大幅
な向上を果すことができる。 鋳造時の凝固条件としては、例えば3600mm3の
鋳型断面積をもつ回転鋳造輪からなる鋳造機で
は、5.0〜7.0ton／hrの範囲内で鋳造し、熱間圧
延開始温度を530℃以上とできるような冷却条件
をとることにより、目的とする性能の合金が得ら
れるのである。 次に本発明において、冷間加工後の時効処理条
件を310〜390℃の温度で50〜400時間と規定した
のは、この熱処理によりZrをAl3Zrとして微細に
析出させ、導電率を向上させると共に、微細に析
出したAl3Zrによる分散強化により、耐熱性を向
上させるためであり、310℃未満の温度では熱処
理時間が長くなり、生産性を阻害し、390℃を越
えると析出物の粗大化が起こり、耐熱性が劣化す
るからである。時効処理における温度と時間は、
最適条件としては相関関係にあり、温度が高い程
時間は短かくて良いが、工業生産上は熱処理を実
施する物の大きさ、熱処理炉の種類により、均一
な特性が得られる温度、時間を選択すれば良い。
50時間未満では導電率、耐熱性の向上が充分行わ
れず、400時間を越えると特性の向上が飽和する。 又本発明において、時効処理後加工度３％以上
10％未満の冷間加工を施すのは、加工度３％未満
では硬アルミニウム線と同等の強度が得られず、
又10％以上では耐熱性90％以上が得られないから
である。ここでの冷間加工の最適条件としては、
冷間加工前の時効処理条件に依存し、時効処理温
度が高くなるにつれ、又時効処理時間が長くなる
につれ、最適加工度は小さくなる。工業生産上は
時効条件により最適加工度の選択が考えられる。 かように本発明方法を構成することにより、導
電率58％IACS以上、硬アルミニウム線と同等の
強度、耐熱性90％以上の性能が得られると共に、
時効処理の温度、時間範囲が広いため、安定した
性能が容易に得られる効果が得られる。 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 １： 表１に示す組成のアルミ合金を、電気用アルミ
ニウム地金（JIS H2101）、Al―５％Zr母合金を
用いて溶製し、鋳型断面積3200mm2の回転ホイール
式鋳造機により連続的に鋳造して鋳造棒を得、引
続き連続して熱間圧延を施し、9.5mmφの荒引線
を作成した。 次いで荒引線を連続伸線機により所定サイズま
で伸線加工した。 さらにこの素線を表１に示す各種時効処理条件
で熱処理を施した後、表１に示す各種加工度の最
終冷間加工を加えて4.0mmφのアルミ合金線を作
成した。 得られた線の引張強さ、導電率および耐熱性は
表１に示す通りである。なお比較のため、従来の
電気用硬アルミニウム線の特性を同時に示した。 又耐熱性は400℃で４時間加熱後の引張強さ／
元の引張強さの比を％で表わしたものである。 表１より、本発明によるNo.１〜10は、いずれも
引張強さは従来の硬アルミニウム線と同等であ
り、導電率は58％IACS以上を有し、耐熱性は90
％以上と著しく向上しており、連続使用温度230
℃以
アルミニウム合金（以下アルミ合金と略称する）
の製造法に関するものである。 従来から導電用耐熱アルミ合金としてはAlに
Zrを微量添加し、製造工程中にZrを固溶させる
製造法をとることにより、耐熱性、導電性にすぐ
れたアルミ合金を得ている（例えば特許第842110
号、第842111号）。 このような導電用耐熱アルミ合金は60％耐熱ア
ルミ合金（60TAl）として知られ、その導電率は
60％IACS以上、耐熱性は連続使用温度が150℃の
特性を有するものである。 近年導電用耐熱アルミ合金の耐熱性をさらに改
良し、同一サイズの電線での通電容量を増加しよ
うという要望が強い。 本発明は、上述の耐熱性をさらに向上するた
め、本発明者らが種々の合金、製法について検討
した結果得られたもので、特定組成範囲のAl―
Zr系合金を、特殊な加工、熱処理工程を施すこ
とにより、導電率が58％IACS以上と高く、耐熱
性も従来より格段にすぐれた導電用耐熱アルミ合
金の製造法を提供せんとするものである。 本発明は、Zr0.23〜0.35％を含む、残部Alと通
常の不純物とから成るAl―Zr系合金を連続鋳造
圧延した後、所定サイズまで冷間加工を施し、次
いで310〜390℃の温度で50〜400時間の時効処理
を施した後、加工度３％以上10％未満の冷間加工
を施すことにより、導電率58％IACS以上、硬ア
ルミニウム線と同等の強度、および400℃で４時
間の加熱後も元の90％以上の引張強さを保有する
耐熱性を得ることを特徴とする導電用耐熱アルミ
ニウム合金の製造法である。 以下、耐熱性を400℃で４時間加熱後の引張強
さの元の引張強さに対する百分率（％）で表わし
て示す。耐熱性90％以上は連続使用温度230℃以
上に相当するものである。 本発明において、Zr量を0.23〜0.35％と規定し
たのは、0.23未満では耐熱性が充分でなく、0.35
％を越えると、析出物の粗大化が起こり、Zr量
が増加するに従つて逆に耐熱性が劣化すると共
に、コストも増加するからである。 又本発明において、Si量は0.03〜0.15％が好ま
しく、0.03％未満では伸線した素線の強度が低
く、又時効時間の短縮に効果がないばかりでな
く、コストも増加するためであり、0.15％を越え
ると鋳造割れが著しく、又耐熱性も低下するから
である。 又本発明において原料として使用されるアルミ
地金は、電気用アルミニウム地金を用いて良い
が、望ましくは耐熱性の点でFe0.17％以下にする
ことが好ましい。Feが0.17％を越えると耐熱性が
低下する。 次に本発明において、鋳造圧延は連続して行な
われる連続鋳造圧延方式がよく、プロペルチ法、
SCR法など無端ベルトと回転鋳造輪からなる鋳
造機、あるいはヘズレツト法、3C法などの鋳造
機と連続して熱間圧延される圧延機の組合わせが
用いられる。 このような連続鋳造圧延方式によると、鋳造時
に強制固溶されたZrが析出することなく熱間圧
延工程に持ち来たされるから、後の時効処理によ
りAl3Zrとして均一微細に析出し、耐熱性の大幅
な向上を果すことができる。 鋳造時の凝固条件としては、例えば3600mm3の
鋳型断面積をもつ回転鋳造輪からなる鋳造機で
は、5.0〜7.0ton／hrの範囲内で鋳造し、熱間圧
延開始温度を530℃以上とできるような冷却条件
をとることにより、目的とする性能の合金が得ら
れるのである。 次に本発明において、冷間加工後の時効処理条
件を310〜390℃の温度で50〜400時間と規定した
のは、この熱処理によりZrをAl3Zrとして微細に
析出させ、導電率を向上させると共に、微細に析
出したAl3Zrによる分散強化により、耐熱性を向
上させるためであり、310℃未満の温度では熱処
理時間が長くなり、生産性を阻害し、390℃を越
えると析出物の粗大化が起こり、耐熱性が劣化す
るからである。時効処理における温度と時間は、
最適条件としては相関関係にあり、温度が高い程
時間は短かくて良いが、工業生産上は熱処理を実
施する物の大きさ、熱処理炉の種類により、均一
な特性が得られる温度、時間を選択すれば良い。
50時間未満では導電率、耐熱性の向上が充分行わ
れず、400時間を越えると特性の向上が飽和する。 又本発明において、時効処理後加工度３％以上
10％未満の冷間加工を施すのは、加工度３％未満
では硬アルミニウム線と同等の強度が得られず、
又10％以上では耐熱性90％以上が得られないから
である。ここでの冷間加工の最適条件としては、
冷間加工前の時効処理条件に依存し、時効処理温
度が高くなるにつれ、又時効処理時間が長くなる
につれ、最適加工度は小さくなる。工業生産上は
時効条件により最適加工度の選択が考えられる。 かように本発明方法を構成することにより、導
電率58％IACS以上、硬アルミニウム線と同等の
強度、耐熱性90％以上の性能が得られると共に、
時効処理の温度、時間範囲が広いため、安定した
性能が容易に得られる効果が得られる。 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 １： 表１に示す組成のアルミ合金を、電気用アルミ
ニウム地金（JIS H2101）、Al―５％Zr母合金を
用いて溶製し、鋳型断面積3200mm2の回転ホイール
式鋳造機により連続的に鋳造して鋳造棒を得、引
続き連続して熱間圧延を施し、9.5mmφの荒引線
を作成した。 次いで荒引線を連続伸線機により所定サイズま
で伸線加工した。 さらにこの素線を表１に示す各種時効処理条件
で熱処理を施した後、表１に示す各種加工度の最
終冷間加工を加えて4.0mmφのアルミ合金線を作
成した。 得られた線の引張強さ、導電率および耐熱性は
表１に示す通りである。なお比較のため、従来の
電気用硬アルミニウム線の特性を同時に示した。 又耐熱性は400℃で４時間加熱後の引張強さ／
元の引張強さの比を％で表わしたものである。 表１より、本発明によるNo.１〜10は、いずれも
引張強さは従来の硬アルミニウム線と同等であ
り、導電率は58％IACS以上を有し、耐熱性は90
％以上と著しく向上しており、連続使用温度230
℃以
【表】
上を有することが分る。
これに対し、比較例のうち、Zr量の少ないNo.
12、No.13は導電率以外の性能を満足せず、Zr量
の多いNo.14〜16は、引張強さは高いが、導電率が
稍々低く、耐熱性が満足しない。 実施例 ２： 表１に示すNo.６の組成の合金を、実施例１と同
様にして連続鋳造圧延を施し、9.5mmφの荒引線
を作成した。 この荒引線を連続伸線機により所定サイズまで
伸線加工した。 さらにこの素線を各種時効条件で熱処理を施し
た後、各種加工度で最終冷間加工を加えて4.0mm
φのアルミ合金線を作成した。 時効温度350℃とし、時効時間と最終冷間加工
の加工度を変化した時得られた線の引張強さおよ
び耐熱性は第１図に示す通りである。 第１図において、横軸は時効時間、縦軸は最終
冷間加工の加工度を示し、実線は引張強さ（σB）
16.9Kg／mm2および16.2Kg／mm2が得られる条件（曲
線）を示し、点線は耐熱性（Ｔ）90％および88％
が得られる条件（曲線）を示す。 図において、引張強さ（σB）16.9Kg／mm2以上、
耐熱性（Ｔ）90％以上を共に満足する範囲は斜線
を施した範囲である。 第１図より、時効時間が長くなるに従い、最適
加工度は小さくなる。 又時効温度を変化して第１図と同様の関係を調
査した結果、時効温度が高くなるにつれ、等耐熱
性曲線（点線）の加工度の山および等引張強さを
示す曲線（実線）は短時間側に移るが、加工度の
範囲としては３％以上10％未満の範囲で耐熱性、
引張強さを同時に満足することが分つた。 次に、時効温度と時効時間を変化して時効処理
した後の線の導電率と各種条件との関係は第２図
に示す通りである。 第２図において横軸は時効時間、縦軸は導電率
を示し、曲線はそれぞれ時効温度（ｔ）310℃お
よび390℃における時効時間と導電率の関係を示
し、斜線の範囲は導電率58％IACS以上を満足す
る範囲を示す。 第２図より、50時間未満の時効では58％IACS
以上の導電率は得られず、又時効時間が長くなる
程導電率は向上するが、低温側の時効では400時
間以上となると導電率の上昇が鈍化していること
が分る。 以上述べたように、本発明方法は、Zr0.23〜
0.35％を含み、残部Alと通常の不純物とから成る
Al―Zr系合金を連続鋳造圧延するため、鋳造時
に強制固溶されたZrが析出することなく固溶さ
れ、連続鋳造圧延後、所定サイズまで冷間加工を
施し、次いで310〜390℃の温度で50〜400時間の
時効処理を施すため、ZrをAl3Zrとして均一微細
に析出分散させて耐熱性と導電率を向上させ、時
効処理後３％以上10％未満の冷間加工を施すた
め、所定の強度に改善するので、導電率58％
IACS以上、硬アルミニウム線と同等の強度、お
よび400℃で４時間加熱後も元の90％以上の引張
強さを保有する耐熱性を持つ、格段にすぐれた特
性を有する導電用耐熱アルミ合金が得られる利点
がある。 又時効処理は温度と時間の範囲が広いので、安
定した性能が製造容易に得られる利点がある。 従つて本発明方法による耐熱アルミ合金線を従
来と同一サイズのACSRに使用すれば、許容電流
を著しく増加することができ、その工業的価値は
大である。
12、No.13は導電率以外の性能を満足せず、Zr量
の多いNo.14〜16は、引張強さは高いが、導電率が
稍々低く、耐熱性が満足しない。 実施例 ２： 表１に示すNo.６の組成の合金を、実施例１と同
様にして連続鋳造圧延を施し、9.5mmφの荒引線
を作成した。 この荒引線を連続伸線機により所定サイズまで
伸線加工した。 さらにこの素線を各種時効条件で熱処理を施し
た後、各種加工度で最終冷間加工を加えて4.0mm
φのアルミ合金線を作成した。 時効温度350℃とし、時効時間と最終冷間加工
の加工度を変化した時得られた線の引張強さおよ
び耐熱性は第１図に示す通りである。 第１図において、横軸は時効時間、縦軸は最終
冷間加工の加工度を示し、実線は引張強さ（σB）
16.9Kg／mm2および16.2Kg／mm2が得られる条件（曲
線）を示し、点線は耐熱性（Ｔ）90％および88％
が得られる条件（曲線）を示す。 図において、引張強さ（σB）16.9Kg／mm2以上、
耐熱性（Ｔ）90％以上を共に満足する範囲は斜線
を施した範囲である。 第１図より、時効時間が長くなるに従い、最適
加工度は小さくなる。 又時効温度を変化して第１図と同様の関係を調
査した結果、時効温度が高くなるにつれ、等耐熱
性曲線（点線）の加工度の山および等引張強さを
示す曲線（実線）は短時間側に移るが、加工度の
範囲としては３％以上10％未満の範囲で耐熱性、
引張強さを同時に満足することが分つた。 次に、時効温度と時効時間を変化して時効処理
した後の線の導電率と各種条件との関係は第２図
に示す通りである。 第２図において横軸は時効時間、縦軸は導電率
を示し、曲線はそれぞれ時効温度（ｔ）310℃お
よび390℃における時効時間と導電率の関係を示
し、斜線の範囲は導電率58％IACS以上を満足す
る範囲を示す。 第２図より、50時間未満の時効では58％IACS
以上の導電率は得られず、又時効時間が長くなる
程導電率は向上するが、低温側の時効では400時
間以上となると導電率の上昇が鈍化していること
が分る。 以上述べたように、本発明方法は、Zr0.23〜
0.35％を含み、残部Alと通常の不純物とから成る
Al―Zr系合金を連続鋳造圧延するため、鋳造時
に強制固溶されたZrが析出することなく固溶さ
れ、連続鋳造圧延後、所定サイズまで冷間加工を
施し、次いで310〜390℃の温度で50〜400時間の
時効処理を施すため、ZrをAl3Zrとして均一微細
に析出分散させて耐熱性と導電率を向上させ、時
効処理後３％以上10％未満の冷間加工を施すた
め、所定の強度に改善するので、導電率58％
IACS以上、硬アルミニウム線と同等の強度、お
よび400℃で４時間加熱後も元の90％以上の引張
強さを保有する耐熱性を持つ、格段にすぐれた特
性を有する導電用耐熱アルミ合金が得られる利点
がある。 又時効処理は温度と時間の範囲が広いので、安
定した性能が製造容易に得られる利点がある。 従つて本発明方法による耐熱アルミ合金線を従
来と同一サイズのACSRに使用すれば、許容電流
を著しく増加することができ、その工業的価値は
大である。
第１図は耐熱性、引張強さを同時に満足する時
効時間および加工度の範囲を示す図である。第２
図は導電率と時効時間および時効温度の関係を示
す図である。
効時間および加工度の範囲を示す図である。第２
図は導電率と時効時間および時効温度の関係を示
す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Zr0.23〜0.35％を含み、残部Alと通常の不純
物とから成るAl―Zr系合金を連続鋳造圧延した
後、所定サイズまで冷間加工を施し、次いで310
〜390℃の温度で50〜400時間の時効処理を施した
後、加工度３％以上10％未満の冷間加工を施すこ
とにより、導電率58％IACS以上、硬アルミニウ
ム線と同等の強度、および400℃で４時間の加熱
後も元の90％以上の引張強さを保有する耐熱性を
得ることを特徴とする導電用耐熱アルミニウム合
金の製造法。 ２ 通常の不純物のうち、Siが0.03〜0.15％であ
る特許請求の範囲第１項記載の導電用耐熱アルミ
ニウム合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6626681A JPS57181368A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Production of conductive heat resistant aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6626681A JPS57181368A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Production of conductive heat resistant aluminum alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57181368A JPS57181368A (en) | 1982-11-08 |
| JPS6357494B2 true JPS6357494B2 (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=13310863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6626681A Granted JPS57181368A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Production of conductive heat resistant aluminum alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57181368A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100721635B1 (ko) | 2006-02-03 | 2007-05-23 | 엘에스전선 주식회사 | 평각 형상을 갖는 내열 강심 알루미늄 합금연선의 제조방법및 이 방법에 의해 제조된 연선 및 가공송전선 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5579859A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Manufacture of electrically conductive, highly heat resistant aluminum alloy |
| JPS55125252A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Heat resistant aluminum alloy conductor and manufacture thereof |
-
1981
- 1981-04-30 JP JP6626681A patent/JPS57181368A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5579859A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Manufacture of electrically conductive, highly heat resistant aluminum alloy |
| JPS55125252A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Heat resistant aluminum alloy conductor and manufacture thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57181368A (en) | 1982-11-08 |
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