KR20200128697A

KR20200128697A - 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금선

Info

Publication number: KR20200128697A
Application number: KR1020207027615A
Authority: KR
Inventors: 고키 스기무라; 데쓰야 구와바라; 이사오 이와야마; 신야 오카모토; 고지 나가노; 마사토 와타베; 히로유키 나카가와
Original assignee: 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2020-11-16
Also published as: WO2019189002A1; JPWO2019189002A1

Abstract

질량%로, 0.025% 이상 0.500% 이하의 Fe와, 0% 이상 0.070% 이하의 Si와, 0% 이상 0.050% 이하의 Zr과, 0% 이상 0.100% 이하의 Ti와, 0.010% 이상 0.150% 이하의 B, 및 0.005% 이상 0.100% 이하의 Sr 중 적어도 한쪽을 함유하고, 잔부가 99.5% 이상의 Al 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는, 알루미늄 합금.

Description

알루미늄 합금 및 알루미늄 합금선

본 개시는 알루미늄 합금 및 알루미늄 합금선에 관한 것이다.

본 출원은 2018년 3월 30일자의 일본 출원 특원 2018-069680에 기초하는 우선권을 주장하고, 상기 일본 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.

도체용 소재로서, 순알루미늄이나 알루미늄 합금이 이용되고 있다. 특허문헌 1은, 가공 송전선에 이용되는 내열 알루미늄 합금선으로서, Zr, Fe, 알칼리 토류 금속 원소, Ti를 함유하는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것을 개시한다. 이 내열 알루미늄 합금선은, 전술한 특정 알루미늄 합금으로 이루어짐으로써, 소정의 온도로 가열하기 전의 인장 강도에 대해서, 상기 소정의 온도로 가열한 후의 인장 강도의 유지율이 높아, 내열성이 우수하다고 한다.

일본 특허공개 2006-299305호 공보

본 개시의 알루미늄 합금은,

질량%로,

0.025% 이상 0.500% 이하의 Fe와,

0% 이상 0.070% 이하의 Si와,

0% 이상 0.050% 이하의 Zr과,

0% 이상 0.100% 이하의 Ti와,

0.010% 이상 0.150% 이하의 B, 및 0.005% 이상 0.100% 이하의 Sr 중 적어도 한쪽을 함유하고,

잔부가 99.5% 이상의 Al 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는다.

본 개시의 알루미늄 합금선은,

상기의 본 개시의 알루미늄 합금으로 이루어진다.

[본 개시가 해결하려고 하는 과제]

도체용 소재로서, 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비하는 알루미늄 합금이 요망되고 있다.

요즈음의 전력 사정을 감안하면, 도체용 소재에는 전기 저항이 보다 낮을 것이 요망된다. 예를 들면, 가공 송전선에서는, 송전 거리가 길다. 또한, 가공 송전선에서는, 대표적으로는 복수의 도체선이 꼬아 합쳐진 꼬임선이 이용된다. 그 때문에, 각 도체선의 전기 저항이 크면, 선로 전체의 송전 손실이 커지기 쉽다. 전기 저항을 저하시키기 위해서, 도전율이 보다 높은 도체선이 요망된다.

특허문헌 1에 기재되는 내열 알루미늄 합금선은, 높은 인장 강도를 가져 고강도이며, 전술한 바와 같이 내열성도 우수하지만, 도전율이 62%IACS 이하이다. 그 때문에, 고강도와 내열성을 유지하면서, 도전율을 더 향상시킬 것이 요망된다. 예를 들면, 첨가 원소의 함유량을 줄이고, 도전율이 높은 Al의 함유량을 높게 하면, 도전율이 높아지기 쉽다. 그러나, 첨가 원소는 강도나 내열성의 향상에 기여한다. 그 때문에, 첨가 원소의 함유량이 줄면, 도전율이 높아지더라도, 강도나 내열성이 저하된다.

그래서, 본 개시는 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비하는 알루미늄 합금을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또한, 본 개시는 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비하는 알루미늄 합금선을 제공하는 것을 다른 목적의 하나로 한다.

[본 개시의 효과]

본 개시의 알루미늄 합금 및 본 개시의 알루미늄 합금선은, 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비한다.

[본 개시의 실시형태의 설명]

처음에 본 개시의 실시태양을 열기하여 설명한다.

(1) 본 개시의 일 태양에 따른 알루미늄 합금은,

질량%로,

0.025% 이상 0.500% 이하의 Fe와,

0% 이상 0.070% 이하의 Si와,

0% 이상 0.050% 이하의 Zr과,

0% 이상 0.100% 이하의 Ti와,

본 개시의 알루미늄 합금(이하, Al 합금이라고 부르는 경우가 있다)은, 이하의 이유에 의해, 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비한다. 여기에서의 내열성이 높다란, 실온에서의 인장 강도에 대해서, 소정의 온도로 가열한 후의 인장 강도의 잔존율이 높은 것을 말한다.

(도전율)

(a) Al의 함유량이 99.5질량% 이상이어서, 본 개시의 Al 합금은 Al을 많이 포함한다.

(b) 본 개시의 Al 합금은, Fe를 0.025질량% 이상 포함하지만, B 및 Sr 중 적어도 한쪽을 특정 범위로 포함한다. B나 Sr은 Fe의 석출을 어느 정도 촉진한다. 그 때문에, B나 Sr을 포함함으로써, Fe의 고용량이 어느 정도 저감된다. 따라서, Fe의 고용에 의한 도전율의 저하가 적다.

(c) 본 개시의 Al 합금은, 석출되기 어렵다고 여겨지는 Si를 포함하는 경우라도, B 및 Sr 중 적어도 한쪽을 특정 범위로 포함한다. B나 Sr은 Si의 석출을 촉진한다. 그 때문에, B나 Sr을 포함함으로써, Si의 고용량이 저감된다. 따라서, Si의 고용에 의한 도전율의 저하가 적다.

(강도)

(d) Fe를 0.025질량% 이상 포함하는 본 개시의 Al 합금은, Fe가 주로 Al에 고용됨으로써, 고용 강화에 의한 강도 향상 효과를 갖는다. Si나 Zr의 함유량이 적으면, Fe가 보다 고용되기 쉽다. 이와 같은 Al 합금은 Fe의 고용 강화에 의한 강도 향상 효과를 보다 얻기 쉽다.

(e) 전술한 바와 같이 Fe의 일부가 석출물로서 존재함으로써, 석출 경화에 의한 강도 향상 효과를 기대할 수 있다.

(f) Si를 포함하는 경우에는, Si의 고용 강화에 의한 강도 향상 효과를 기대할 수 있다.

(g) Ti를 포함하는 경우에는, 결정의 미세화 효과에 의한 강도 향상 효과를 기대할 수 있다.

(내열성)

(h) 전술한 바와 같이 Fe의 고용 강화에 의해, 내열성의 향상 효과가 얻어진다.

(i) Zr을 전술한 특정 범위로 포함하는 경우에는, 내열성의 향상 효과가 보다 얻어지기 쉽다.

(2) 본 개시의 알루미늄 합금의 일례로서,

실온에서의 도전율이 62.5%IACS 이상인 형태를 들 수 있다. 여기에서의 실온은 20℃±15℃로 한다. 이하, 실온에 대한 온도 범위는 마찬가지로 한다.

상기 형태에서는, 도전율이 종래보다도 높다. 이와 같은 상기 형태는 가공 송전선의 도체선 등과 같은 도체용 소재에 적합하게 이용할 수 있다.

(3) 본 개시의 알루미늄 합금의 일례로서,

실온에서의 인장 강도가 155MPa 이상인 형태를 들 수 있다.

상기 형태에서는, 인장 강도가 높아 강도가 우수하다. 이와 같은 상기 형태는 가공 송전선의 도체선 등과 같은 고강도가 요구되는 도체용 소재에 적합하게 이용할 수 있다.

(4) 본 개시의 알루미늄 합금의 일례로서,

120℃에서 400시간 가열 후의 인장 강도의 잔존율이 87% 이상인 형태를 들 수 있다.

상기 형태는 통전에 수반하여 가열 상태가 되어도 인장 강도의 저하가 적어, 높은 인장 강도를 갖는다. 이와 같은 상기 형태는 내열성이 우수하다. 그 때문에, 상기 형태는 내열 가공 송전선의 도체선 등과 같은 내열성이 요구되는 도체용 소재에 적합하게 이용할 수 있다.

(5) 본 개시의 일 태양에 따른 알루미늄 합금선(Al 합금선)은,

상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 Al 합금으로 이루어진다.

본 개시의 Al 합금선은, 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비하는 상기 (1) 등의 Al 합금으로 이루어진다. 그 때문에, 본 개시의 Al 합금선은, 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비한다. 이와 같은 본 개시의 Al 합금선은, 가공 송전선이나 내열 가공 송전선의 도체선 등의 도체용 소재에 적합하게 이용할 수 있다.

[본 개시의 실시형태의 상세]

이하, 본 개시의 실시형태를 구체적으로 설명한다. 원소의 함유량은 예고가 없는 한 질량%를 나타낸다.

[알루미늄 합금]

(개요)

실시형태의 알루미늄 합금(Al 합금)은, 대표적으로는 소정의 형상, 크기의 선재나 판, 관 등으로 성형되어, 도체용 소재에 이용된다. 실시형태의 Al 합금은, Fe(철)와, B(붕소) 및 Sr(스트론튬) 중 적어도 한쪽을 특정 범위로 포함함과 함께, Al을 많이 포함한다. 상세하게는, 실시형태의 Al 합금은, 0.025% 이상 0.500% 이하의 Fe와, 0% 이상 0.070% 이하의 Si(규소)와, 0% 이상 0.050% 이하의 Zr(지르코늄)과, 0% 이상 0.100% 이하의 Ti(타이타늄)와, 0.010% 이상 0.150% 이하의 B, 및 0.005% 이상 0.100% 이하의 Sr 중 적어도 한쪽을 함유하고, 잔부가 99.5% 이상의 Al 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는다.

실시형태의 Al 합금은, Fe의 고용 강화에 의해 고강도와 고내열성을 갖는다. 또한, 실시형태의 Al 합금은, Al을 많이 포함함과 함께, B 및 Sr 중 적어도 한쪽에 의해 Fe를 어느 정도 석출시켜 Fe의 고용량을 어느 정도 저감함으로써 Al의 순도를 높일 수 있다. Al의 고순도화에 의해, 도전율이 향상된다. Si를 포함하는 경우에는, B나 Sr이 Si의 석출을 촉진한다. 그 때문에, Si의 고용량이 저감되고, Al의 순도가 보다 높여진다. 따라서, 도전율이 더 향상된다. 이하, 상세하게 설명한다.

(조성)

<Al>

실시형태의 Al 합금에서는, 모상인 Al의 함유량이 99.5% 이상이다.

Al의 함유량이 많을수록, 예를 들면 99.55% 이상, 더욱이 99.58% 이상이면, 도전율이 높아지기 쉽다. Al의 함유량이 지나치게 많으면, Fe 등의 원소의 함유량이 지나치게 적어, 강도나 내열성의 저하를 초래한다. 그 때문에, Al의 함유량은 99.95% 이하가 바람직하다.

<Fe>

Al 합금 중의 Fe는, 주로, 모상인 Al에 고용되어 고용 강화 원소로서 기능한다. Fe는, 고용 강화에 의해, 실온에서의 인장 강도와 같은 강도의 향상에 기여한다. 또한, Fe는, 고용 강화에 의해, 고온 시의 인장 강도의 저하를 저감하고 내열성의 향상에 기여한다. Al 합금 중의 Fe의 일부는 석출물로서 존재한다. Fe의 석출 경화에 의해, 강도의 향상, 내열성의 향상을 기대할 수 있다. 또한, Fe의 석출은, Fe의 고용량을 저감하여, 도전율의 향상에도 기여한다. Fe를 포함하는 석출물은, 대표적으로는 Al과의 화합물을 들 수 있다. 상기 화합물은, 예를 들면, Al₃Fe, Al₆Fe 등의 Al-Fe계 화합물을 들 수 있다.

Fe를 0.025% 이상 함유하면, 고용에 의한 강도 향상 효과, 내열성의 향상 효과가 양호하게 얻어진다. 이와 같은 Al 합금은 고강도이고 높은 내열성을 갖는다. Fe의 함유량이 많을수록, Al 합금은 강도나 내열성이 우수한 경향이 있다. Fe의 함유량이 0.030% 이상, 더욱이 0.035% 이상이면, 강도나 내열성이 보다 높아지기 쉽다. 특히, Zr의 함유량이 매우 적거나 또는 실질적으로 포함하지 않는 경우, 정량적으로는 0.001% 미만인 경우에 Fe의 함유량이 0.170% 이상, 더욱이 0.190% 이상이면, Al 합금은 내열성이 보다 우수한 경향이 있다.

Fe를 0.500% 이하의 범위로 함유하면, Fe의 과도한 고용에 의한 도전율의 저하가 억제되기 쉽다. 또한, Fe를 포함하는 화합물(석출물)이 Al의 도전 패스를 저해하는 것에 의한 도전율의 저하가 억제되기 쉽다. 이와 같은 Al 합금은 높은 도전율을 갖기 쉽다. Fe의 함유량이 0.450% 이하, 더욱이 0.400% 이하이면, 도전율이 보다 높아지기 쉽다.

Al 합금 중의 B 및 Sr은, 주로, Fe의 고용 강화에 의한 강도 향상 효과를 저해하지 않는 범위에서 Fe의 석출을 어느 정도 촉진하고, Fe의 고용량을 어느 정도 저감하여, 도전율의 향상에 기여한다. 또한, B 및 Sr은, Si를 포함하는 경우에 Si의 석출을 촉진하고, Si의 고용량을 저감하여, 도전율의 향상에 크게 기여한다. 실시형태의 Al 합금은, B만 포함하는 형태, Sr만 포함하는 형태, B 및 Sr의 양쪽을 포함하는 형태의 어느 것도 이용할 수 있다. 특히, B는 Sr보다도 Fe나 Si의 석출을 촉진하기 쉬운 경향이 있다. 그 때문에, B를 포함하는 형태는 보다 높은 도전율을 갖는 Al 합금으로 하기 쉽다.

B를 포함하는 형태는, B를 0.010% 이상 함유하면, 전술한 Fe나 Si 등의 석출을 촉진하여, 높은 도전율을 갖는 Al 합금으로 할 수 있다. B의 함유량이 많을수록, 예를 들면 0.020% 이상, 더욱이 0.030% 이상, 0.040% 이상이면, 상기 석출을 촉진하여, 도전율이 보다 높아지기 쉽다. 한편, B는, 특히 주조 시에 결정을 미세하게 하는 효과를 갖는다. 그 때문에, B를 포함하는 형태에서는 결정의 미세화에 의한 강도 향상 효과를 기대할 수 있다.

B를 0.150% 이하의 범위로 함유하면, B의 단독의 석출이 방지되기 쉽다. 그 때문에, B가 Fe나 Si의 석출을 촉진하는 것에 의한 도전율의 향상 효과가 적절히 얻어진다. 또한, B의 과도한 함유에 의한 도전율의 저하가 방지된다. 이들로부터, 이 Al 합금은 높은 도전율을 갖기 쉽다. B의 함유량이 0.145% 이하, 더욱이 0.140% 이하이면, 도전율이 보다 높아지기 쉽다. 특히, B의 함유량이 0.010% 이상 0.100% 이하이면, Fe의 함유량이 전술한 범위보다 적은 경우는 물론, 예를 들면 0.200% 이상으로 많은 경우라도 63%IACS 이상이라는 매우 높은 도전율을 갖는 Al 합금으로 하기 쉽다.

Sr을 포함하는 형태는, Sr을 0.005% 이상 함유하면, 전술한 Fe나 Si 등의 석출을 촉진하여, 높은 도전율을 갖는 Al 합금으로 할 수 있다. Sr의 함유량이 많을수록, 예를 들면 0.006% 이상, 더욱이 0.007% 이상이면, 상기 석출을 촉진하여, 도전율이 보다 높아지기 쉽다. 또한, Sr을 포함하는 형태는, 예를 들면, Fe의 함유량이 0.150% 초과, 더욱이 0.155% 이상, 0.160% 이상인 경우라도, Fe의 석출을 양호하게 촉진할 수 있다. 한편, Sr을 포함하는 형태에 있어서, B를 0% 초과 0.001% 미만의 범위로 포함하면, 전술한 결정의 미세화 효과를 기대할 수 있다.

Sr을 0.100% 이하의 범위로 함유하면, Sr의 단독의 석출이 방지되기 쉽다. 그 때문에, Sr이 Fe나 Si의 석출을 촉진하는 것에 의한 도전율의 향상 효과가 적절히 얻어진다. 또한, Sr의 과도한 함유에 의한 도전율의 저하가 방지된다. 이들로부터, 이 Al 합금은 높은 도전율을 갖기 쉽다. Sr의 함유량이 0.090% 이하, 더욱이 0.080% 이하, 0.075% 이하, 0.050% 이하이면, 도전율이 보다 높아지기 쉽다.

B와 Sr의 양쪽을 포함하는 형태는, 예를 들면 B의 함유량이 0.100% 이하이고, 또한 Sr의 함유량이 0.050% 이하이면, 고도전율, 고강도, 고내열성을 균형 있게 구비할 수 있다. 또한, 각 특성이 보다 높다. 정량적으로는, 도전율이 63%IACS 이상이고, 인장 강도가 160MPa 이상이고, 내열성(인장 강도의 잔존율, 후술 참조)이 90% 이상이라고 하는 Al 합금으로 하기 쉽다.

<Si>

실시형태의 Al 합금이 Si를 함유하는 경우, Si는 모상인 Al에 고용되어 고용 강화 원소로서 기능한다. 그러나, Si의 고용은 도전율의 저하를 초래한다. 또한, 본 발명자들은, Si가 고용됨으로써 Fe의 고용이 저해되기 쉽고, Fe는 Si와 비교하여 고용에 의한 내열성의 향상 효과를 얻기 쉽다는 지견을 얻었다. 이들로부터, Fe를 전술한 특정 범위로 함유함과 함께 Si를 포함하지 않으면, 즉 Si의 함유량이 0%이면, 고강도이고 높은 내열성을 가짐과 함께, 보다 높은 도전율을 갖는 Al 합금으로 하기 쉽다. 단, 현재 상태의 정련 기술 등에 의해 Si를 제거하면, 매우 시간이 걸린다. 그 때문에, 제조성이 저하된다. 또한, 제조 비용이 증대된다. 공업적 양산을 고려하면, Si를 함유하는, 즉 Si의 함유량이 0% 초과인 형태가 이용하기 쉽다고 말할 수 있다. Si를 함유하는 경우라도, 실시형태의 Al 합금은, 전술한 바와 같이 B나 Sr에 의해 Si의 석출을 촉진하여 Si의 고용량을 저감할 수 있어, 도전율을 높이기 쉽다. 또한, Si의 석출에 의해, Fe가 고용되기 쉽다. 그 때문에, Fe의 고용 강화에 의한 강도 향상 효과 및 내열성의 향상 효과가 얻어지기 쉽다. 또, Si의 석출물(주로 Si를 포함하는 화합물)은, 석출 경화에 의한 강도 향상 효과에 기여한다고 기대된다. 이들로부터, Si를 이하의 특정 범위로 함유하는 실시형태의 Al 합금은, 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비할 수 있다.

Si를 포함하는 형태에서는, 예를 들면 Si를 0.010% 이상 함유하는 경우, Si의 고용에 의한 강도 향상 효과 및 석출 경화에 의한 강도 향상 효과를 어느 정도 기대할 수 있다. 또한, 이 경우, Si의 함유량을 조정하기 쉬운 점에서, 제조성이 높여진다. Si의 함유량이 많을수록, 예를 들면 0.015% 이상, 더욱이 0.020% 이상, 0.025% 이상이면, 전술한 강도 향상 효과가 얻어지기 쉬운 데다가, 함유량을 보다 조정하기 쉽다.

Si를 0.070% 이하의 범위로 함유하면, 전술한 바와 같이 Si의 고용에 의한 도전율의 저하가 적어지기 쉽다. 또한, Si를 포함하는 화합물(석출물)이 Al의 도전 패스를 저해하는 것에 의한 도전율의 저하가 적어지기 쉽다. 또, Si의 고용에 의한 Fe의 고용 저해가 억제되기 쉽다. Si의 함유량이 0.065% 이하, 더욱이 0.060% 이하, 0.050% 이하이면, 도전율이 보다 높아지기 쉽다. 또한, Fe의 고용에 의한 강도 향상 효과 및 내열성의 향상 효과가 얻어지기 쉽다.

<Ti>

실시형태의 Al 합금이 Ti를 함유하는 경우, Ti는 특히 주조 시에 결정의 미세화에 기여한다. 주조재가 미세한 결정 조직을 가지면, 이 주조재에 소성 가공을 실시하여 얻어지는 소성 가공재도 미세한 결정 조직을 갖기 쉽다. 결정이 미세하면, 강도를 높이기 쉽다.

Ti를 포함하는 형태는, 예를 들면 Ti를 0.001% 이상 함유하면, 전술한 결정의 미세화 효과를 얻기 쉽다. Ti의 함유량이 많을수록, 예를 들면 0.002% 이상, 더욱이 0.003% 이상, 0.004% 이상이면, 결정의 미세화 효과가 보다 얻어지기 쉽다.

Ti를 0.100% 이하의 범위로 함유하면, Ti의 과도한 함유에 기인하는 도전율의 저하가 적어지기 쉽다. Ti의 함유량이 0.090% 이하, 더욱이 0.080% 이하, 0.050% 이하이면, 도전율의 저하가 보다 적어지기 쉽다. 그 때문에, Al 합금은 높은 도전율을 갖기 쉽다.

<Zr>

실시형태의 Al 합금이 Zr을 함유하는 경우, Zr은 특히 내열성의 향상에 기여한다. 단, Zr을 함유하면 도전율이 저하되기 쉽다. 그 때문에, Zr을 함유하는 경우에는 Fe가 어느 정도 적으면, 예를 들면 Fe의 함유량이 0.15% 이하이면, Al 합금은 높은 도전율을 갖기 쉽다.

Zr을 포함하는 형태는, 예를 들면 Zr을 0.001% 이상 함유하면, 내열성의 향상 효과를 얻기 쉽다. Zr의 함유량이 많을수록, 예를 들면 0.002% 이상, 더욱이 0.003% 이상, 0.005% 이상이면, 내열성의 향상 효과가 보다 얻어지기 쉽다.

Zr은 0.050% 이하의 범위로 함유하면, Zr의 과도한 함유에 기인하는 도전율의 저하가 적어지기 쉽다. Zr의 함유량이 0.040% 이하, 더욱이 0.036% 이하, 0.030% 이하, 특히 0.020% 미만이면, 도전율의 저하가 보다 적어지기 쉽다. 그 때문에, Al 합금은 높은 도전율을 갖기 쉽다. 한편, 실시형태의 Al 합금은, 전술한 바와 같이 Fe의 고용 강화에 의해 내열성을 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 Zr의 함유량이 0.001% 미만이어도, Al 합금은 내열성이 우수하다.

<불가피 불순물>

실시형태의 Al 합금은 원료나 제조 과정 등에서 불가피적으로 혼입될 수 있는 불순물을 포함하는 것을 허용한다. 불가피 불순물은 Cu, Mn, Mg, Zn, Cr, V, Y, Na, Pb, Ca, Bi, Ni, Cd 등을 들 수 있다. 불가피 불순물의 합계 함유량은 0.01% 미만을 들 수 있다.

(특성)

<도전율>

실시형태의 Al 합금은 도전성이 우수하다. 정량적으로는, 실온에서의 도전율이 62.5%IACS 이상을 만족시키는 것을 들 수 있다. 도전율이 높을수록, 예를 들면 62.80%IACS 이상, 더욱이 62.85%IACS 이상이면, 전기 저항이 낮아지기 쉽다. 이와 같은 Al 합금은 도체에 이용된 경우에 송전 손실을 저감할 수 있어 바람직하다. 도전율이 63.0%IACS 이상이면, 전기 저항이 보다 한층 낮다. 그 때문에, 송전 손실이 보다 저감되기 쉽다. 특히, 실시형태의 Al 합금이 가공 송전선의 도체선 등과 같은 송전 거리가 긴 용도나 꼬임선 용도에 이용되는 경우에는 선로 전체에서의 송전 손실의 저감 효과가 커서, 공업적인 의의가 높다. 실시형태의 Al 합금의 도전율은, Al의 도전율의 이론치인 65%IACS에 가까울수록 바람직하고, 상한은 특별히 마련하지 않는다. 도전율이 예를 들면 64.5%IACS 정도 이하이면, Al 합금을 제조하기 쉬워, 실용적이다.

<강도>

실시형태의 Al 합금은 강도가 우수하다. 정량적으로는, 실온에서의 인장 강도가 155MPa 이상을 만족시키는 것을 들 수 있다. 인장 강도가 높을수록, 예를 들면 156MPa 이상, 더욱이 158MPa 이상이면, Al 합금은 강도가 보다 우수하다. 실시형태의 Al 합금의 인장 강도는 높을수록 바람직하고, 상한은 특별히 마련하지 않는다. 인장 강도가 예를 들면 200MPa 정도 이하이면, Al 합금을 제조하기 쉬워, 실용적이다.

<내열성>

실시형태의 Al 합금은 내열성이 우수하다. 정량적으로는, 120℃에서 400시간 가열 후의 인장 강도의 잔존율이 87% 이상인 것을 들 수 있다. 상기 잔존율이 클수록, 예를 들면 88% 이상, 더욱이 89% 이상, 90% 이상이면, 고온 시의 강도의 저하가 적다. 이와 같은 Al 합금은 내열성이 보다 우수하다. 실시형태의 Al 합금의 상기 잔존율은 이상치인 100%에 가까울수록 바람직하고, 상한은 특별히 마련하지 않는다.

상기 잔존율은 [상기 가열 후의 인장 강도/실온에서의 인장 강도]×100(%)으로 한다.

도전율, 인장 강도, 전술한 인장 강도의 잔존율 등은 조성이나 제조 조건을 조정함으로써 소정의 크기로 할 수 있다. 조성에서는, 예를 들면, Fe 등의 원소의 함유량이 많으면, 인장 강도나 상기 잔존율이 높고, 도전율이 낮은 경향이 있다. Fe 등의 원소의 함유량이 적으면, 도전율이 높고, 인장 강도나 상기 잔존율이 낮은 경향이 있다. 제조 조건에서는, 예를 들면, 주조 시의 냉각 속도를 크게 하면(빠르게 하면), 인장 강도나 상기 잔존율이 높은 경향이 있다. 또는, 예를 들면, 가공도를 크게 하면 인장 강도가 높은 경향이 있다.

(용도)

실시형태의 Al 합금은 각종 도체의 소재에 이용할 수 있다. 예를 들면, 실시형태의 Al 합금은 선재, 판, 관, 박대(薄帶) 등의 도체의 소재에 이용할 수 있다. 특히, 실시형태의 Al 합금은 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비한다. 이와 같은 실시형태의 Al 합금은 이들 특성이 요망되는 용도의 도체, 특히 내열성이 요망되는 용도의 도체에 적합하게 이용할 수 있다.

[알루미늄 합금선]

실시형태의 알루미늄 합금선(Al 합금선)은 전술한 실시형태의 Al 합금으로 이루어진다. 그 때문에, 실시형태의 Al 합금선은 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비한다. 정량적으로는, 예를 들면, 도전율이 62.5%IACS 이상, 인장 강도가 155MPa 이상, 전술한 인장 강도의 잔존율이 87% 이상을 만족시키는 Al 합금선을 들 수 있다.

실시형태의 Al 합금선은, 대표적으로는, 제조 과정에서 신선 가공도(감면율) 등의 가공도를 조정함으로써, 여러 가지 선경으로 할 수 있다. 선경(단면적)은 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 된다. 예를 들면, 선경이 0.1mm 이상 15mm 이하인 Al 합금선을 들 수 있다. 선경이 1.5mm 초과인 Al 합금선은 강심 내열 알루미늄 합금 꼬임선(TACSR) 등의 내열 가공 송전선의 도체선에 적합하다. TACSR의 규격 선경으로서 예를 들면 2.3mm 이상 5.0mm 이하를 들 수 있다. 실시형태의 Al 합금선의 대표적인 형상으로서는, 횡단면 형상이 원형인 환선을 들 수 있다.

실시형태의 Al 합금선은 전선의 도체에 이용할 수 있다. 상기 전선은, 특히 가공 송전선 등의 나전선, 배전선 등의 피복 전선과 같은 전력 공급에 이용되는 것을 들 수 있다. 실시형태의 Al 합금선은, 전술한 바와 같이 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비하기 때문에, 특히 내열성이 요망되는 용도의 전선, 대표적으로는 TACSR 등의 내열 가공 송전선의 도체선에 적합하게 이용할 수 있다.

[주된 효과]

실시형태의 Al 합금 및 실시형태의 Al 합금선은, Fe와, B 및 Sr 중 적어도 한쪽을 전술한 특정 범위로 함유함으로써, 고도전율, 고강도 및 고내열성을 균형 있게 구비한다. 이 효과를 시험예 1에서 구체적으로 설명한다.

[알루미늄 합금의 제조 방법]

실시형태의 Al 합금은, 선재, 판, 관재, 박대 등의 최종적인 형태에 따라서, 적절한 제조 방법을 이용할 수 있다. 대표적으로는, 이하의 조성을 갖는 Al 합금을 주조하여 주조재를 제조하는 공정과, 이 주조재에 소성 가공을 실시하는 공정을 구비하는 제조 방법을 이용하는 것을 들 수 있다. 상기 조성은, 0.025% 이상 0.500% 이하의 Fe와, 0% 이상 0.070% 이하의 Si와, 0% 이상 0.050% 이하의 Zr과, 0% 이상 0.100% 이하의 Ti와, 0.010% 이상 0.150% 이하의 B, 및 0.005% 이상 0.100% 이하의 Sr 중 적어도 한쪽을 함유하고, 잔부가 99.5% 이상의 Al 및 불가피 불순물로 이루어진다. 상기 소성 가공은 압연, 신선, 압출 등을 들 수 있다. 이하, 공정마다 설명한다.

(주조 공정)

이 공정에서는, 원료를 준비하여, 전술한 특정 조성의 Al 합금의 용탕을 제작하고, 이 용탕을 주조에 제공하여 주조재를 제조한다.

원료는, 예를 들면, 전기용 Al 지금과, Al과 Fe 등의 소정의 원소를 포함하는 모합금 및 Fe 등의 소정의 원소 단체(單體) 중 적어도 한쪽을 들 수 있다. Al 지금은, Al을 99.0% 이상 포함하는 것(2N), 더욱이 Al을 99.9% 이상 포함하는 것(3N)이 바람직하다. Al 지금의 Al의 함유량이 높음으로써, 최종 형태에 있어서의 Al 합금 중의 Al의 함유량을 99.5% 이상으로 할 수 있다. Al의 함유량이 적은 Al 지금을 이용하는 경우에는, 적절히 정련 등을 행할 수 있지만, 정련 시간이 긴 등, 양산의 점에서 뒤떨어지는 경우가 있다.

특히, 주조 시의 냉각 속도(여기에서는, 탕온으로부터 적어도 400℃ 정도까지의 냉각 속도)를 5℃/초 이상의 급랭으로 하는 것이 바람직하다. 급랭에 의해, Fe 등의 소정의 원소, 특히 Fe가 Al에 충분히 고용되어, Fe의 고용에 의한 강도 향상 효과, 내열성의 향상 효과가 양호하게 얻어지기 때문이다. 상기 냉각 속도가 클수록(빠를수록), 고용 상태를 유지하기 쉽다. 그 때문에, 냉각 속도는 6℃/초 이상, 더욱이 6.5℃/초 이상, 7℃/초 이상이 바람직하다. 냉각 속도를 전술한 바와 같이 조정할 수 있으면, 주조 방법은 특별히 따지지 않는다. 연속 주조법을 이용하는 경우는, 양산에 적합하다. 연속 주조법은 최종 형태에 따라서 여러 가지 방법을 이용할 수 있다. 연속 주조법은, 예를 들면 최종 형태가 선재이면 벨트 앤드 휠법이나 쌍벨트법 등, 최종 형태가 판이면 쌍롤법 등을 들 수 있다.

상기 냉각 속도가 클수록, 미세한 결정 조직을 갖는 주조재가 얻어진다. 이 주조재를 가공 공정에 제공하면, 얻어진 선재도 미세한 결정 조직을 갖기 쉽다.

TiB₂ 등의 결정의 미세화에 효과가 있는 화합물 등을 첨가할 수 있다. 이 경우, Ti의 함유량이 전술한 범위를 만족시킴과 함께, B의 함유량이 0% 이상 0.001% 미만을 만족시키도록 B의 첨가량을 조정하는 것을 들 수 있다. B의 함유량을 0.010% 이상의 희망의 값으로 하는 경우에는, B의 첨가량을 더 조정하는 것을 들 수 있다.

(가공 공정)

이 공정은, 전술한 바와 같이 Fe 등의 소정의 원소를 충분히 고용시킨 주조재에 소성 가공을 실시하여, 소정의 크기, 형상의 Al 합금재(선재, 판, 관, 박대 등)를 제조한다.

가공 공정에서 행하는 소성 가공은 압연, 신선, 압출, 단조, 프레스 가공 등 중 적어도 하나를 들 수 있다. 상기 소성 가공은 열간 가공 및 냉간 가공 중 적어도 한쪽을 포함하는 것을 들 수 있다. 연속 주조법을 이용하는 경우, 주조에 연속해서 열간 가공을 행하면, 주조재에 잔존하는 열을 이용하여 고용 상태가 유지되기 쉽다. 또한, 재가열 설비가 불필요하여, 제조성도 우수하다. 예를 들면 최종 형태가 선재이면, 벨트 앤드 휠식의 연속 주조기에 압연기가 병설된 연속 주조 압연 장치를 이용하는 것을 들 수 있다. 이 연속 주조재에 압연, 신선을 순서대로 실시하고, 상기 압연을 열간 가공, 상기 신선을 냉간 가공으로 하는 것을 들 수 있다.

열간 압연을 행하는 경우, 압연 온도가 높을수록 가공성이 우수하지만, 고용 된 원소가 석출되기 쉽다. 그 때문에, 고용 강화에 의한 효과가 얻어지기 어려워, 강도나 내열성이 저하되기 쉽다. 상기 압연 온도가 낮을수록, 고용 상태가 유지되기 쉽다. 또한, 가공 변형량을 크게 할 수 있다. 이들로부터, 강도가 높아지기 쉽다. 고강도나 고내열성을 원하는 경우에는, 예를 들면 압연 개시 온도를 250℃ 이상 550℃ 이하 정도로 하는 것을 들 수 있다.

연속 주조 이외의 주조법을 이용하는 경우의 소성 가공이나 열간 가공 이외의 가공은 냉간 가공으로 하는 것을 들 수 있다. 냉간 가공을 이용하면, 고용 상태가 유지되기 쉽다. 또한, 가공 변형량을 크게 할 수 있다. 이들로부터, 강도가 높아지기 쉽다.

신선을 행하는 경우, 주조재나 압연이 실시된 압연재 등에 소정의 최종 선경이 될 때까지, 1패스 이상의 신선 가공을 실시한다. 이 신선은 냉간 가공으로 하는 것을 들 수 있다. 패스수, 1패스당의 가공도, 총가공도 등의 조건은 최종 선경에 따라서 선택하면 된다. 얻어진 최종 선경을 갖는 선재(신선재)는 실시형태의 Al 합금선의 일례이다.

(열처리 공정)

전술한 가공 공정의 도중에 열처리를 행할 수 있다. 여기에서, 가공 공정에서의 가공도(신선의 경우에는 감면율, 압연의 경우에는 압하율, 압출의 경우에는 압출비 등)가 클수록, 특히 냉간 가공을 포함하는 경우에 냉간 가공의 가공도가 클수록, 가공 변형량을 크게 할 수 있다. 그 때문에, 가공 경화에 의해 강도가 높아지기 쉽다. 한편, 가공 변형량의 증대에 의해, 도전율이 저하되기 쉽다. 가공 공정의 도중에 열처리를 행하여 가공 변형을 제거하면, 도전율을 높일 수 있다. 또한, 이 열처리에 의해, B나 Sr이 Fe나 Si의 석출을 촉진하는 것으로도 도전율이 높아지기 쉽다.

열처리 조건은 열처리를 실시하는 소재의 크기(선경, 두께) 등에도 따르지만, 예를 들면 열처리 온도가 300℃ 이상 450℃ 이하 정도, 유지 시간이 1시간 이상 100시간 이하 정도를 들 수 있다. 상기의 조건이면, 가공 변형을 적절히 제거할 수 있다. 또한, Fe나 Si의 석출이 촉진되면서, 이들 원소를 포함하는 석출물(화합물)의 조대화가 방지되기 쉽다. 조대한 석출물 입자는 열처리 이후의 소성 가공 시에 파단의 원인이 되어, 제조성의 저하를 초래한다.

전술한 가공 공정 후에 열처리를 행할 수 있지만, 이 열처리에 의해 연화되어, 강도의 저하나 내열성의 저하가 생기기 쉽다. 가공 공정의 도중에 열처리를 행하고, 열처리 후에 소성 가공을 행하고, 이 소성 가공 후에 열처리를 행하지 않음으로써, 가공 경화에 의한 강도 향상 효과를 높이는 것이 바람직하다고 생각된다.

[시험예 1]

여러 가지 조성의 알루미늄 합금선을 이하와 같이 해서 제작하고, 특성을 조사했다.

원료로서, Al 지금과, 모합금 또는 단체 원소립을 준비하여 용해시켜, Al 합금의 용탕을 제작했다. Al 합금의 조성(원소의 함유량은 질량%)을 표 1에 나타낸다.

원료인 Al 지금은, Al의 함유량이 99.5% 이상인 2N의 Al 지금과, Al의 함유량이 99.9% 이상인 3N의 Al 지금을 준비했다. 표 1의 각 시료에 있어서, Fe의 함유량이 0.100질량% 이상인 시료는 2N의 Al 지금을 이용한 시료이다. Fe의 함유량이 0.100질량% 미만인 시료는 3N의 Al 지금을 이용한 시료이다. 모합금은 소정량의 Fe, Si, Zr, B 및 Sr로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, 잔부가 Al인 Al 합금이다. 단체 원소립은 Fe, Si, Zr, B 또는 Sr로 이루어지는 분말이다. 여기에서는, 모든 시료에 TiB₂를 첨가한다. 표 1의 조성이 되도록, Al 지금에 대한 모합금 또는 단체 원소립의 첨가량을 조정했다. 표 1에 있어서, 「<0.001」은 0.001질량% 미만을 의미한다.

제작한 용탕을 이용하여 연속 주조를 행하고, 얻어진 주조재에 계속해서 압연을 행했다. 어느 시료도 연속 주조 시의 냉각 속도(℃/초)는 5℃/초 이상으로 했다. 여기에서는, 벨트 앤드 휠식의 연속 주조 압연 장치를 이용하여, 연속 주조 압연재(선경 φ11.7mm)를 제작했다. 얻어진 연속 주조 압연재에 냉간 신선을 실시하여, 표 2에 나타내는 최종 선경(평가 선경, mm)의 신선재를 제작했다. 시료 No. 101을 제외하고, 신선 도중(여기에서는 선경 φ10.5mm일 때)에 열처리를 실시했다. 열처리 조건(가열 온도(℃), 유지 시간(h), 분위기)을 표 2에 나타낸다.

제작한 최종 선경을 갖는 신선재에 대하여, 도전율(%IACS), 실온에서의 인장 강도(MPa), 내열성(%)을 조사했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

도전율은 직류 4단자법으로 측정했다. 여기에서는, 도전율의 측정에는, 시판 중인 전기 저항 측정 장치를 이용했다. 측정은 실온(여기에서는 20℃ 정도)에서 행하고, 표점 거리 GL을 500mm로 했다.

인장 강도는 JIS Z 2241(금속 재료 인장 시험 방법, 1998년)에 준거해서, 범용의 인장 시험기를 이용하여 측정했다. 측정은 실온(여기에서는 20℃ 정도)에서 행하고, 표점 거리 GL을 100mm로 했다.

내열성은 이하의 인장 강도의 잔존율(%)에 의해 평가했다.

각 시료의 신선재에 대하여, 이하의 가열 후의 인장 강도를 측정했다. 전기로를 이용하여 120℃까지 승온하고, 각 시료의 신선재를 120℃에서 400시간 유지 한다. 120℃×400시간의 유지 후, 실온(여기에서는 20℃ 정도)까지 냉각한다. 냉각된 각 시료의 신선재에 대하여, 전술한 실온에서의 인장 강도의 측정 방법과 마찬가지로 해서, 인장 강도를 측정한다. 측정한 값이 가열 후의 인장 강도이다. 인장 강도의 잔존율은 [상기 가열 후의 인장 강도/실온에서의 인장 강도]×100(%)에 의해 구한다. 이 잔존율이 클수록, 신선재는 내열성이 우수하다.

<No. 101∼No. 104>

시료 No. 101∼No. 104는, Zr, Sr의 첨가를 행하고 있지 않은 시료이다. 각 시료의 Zr, Sr의 함유량은 0.001질량% 미만이다. 또한, 시료 No. 101∼No. 104는, TiB₂의 첨가에 의해, 0% 초과 0.001질량% 미만의 범위에서 B를 극미량으로 포함함과 함께, Ti를 0.001질량% 이상 0.01질량% 이하의 범위로 포함한다.

시료 No. 101은, 신선 도중에 열처리를 행하고 있지 않은 시료이다.

시료 No. 102는, 시료 No. 101과 동일한 조성을 갖고, 신선 도중에 열처리를 행함과 함께, 시료 No. 101보다도 최종 선경이 작은 시료이다.

시료 No. 103은, 시료 No. 101과 실질적으로 동일한 조성에 대해서 Fe를 증량함과 함께, 신선 도중에 열처리를 행한 시료이다.

시료 No. 104는, 원료에 3N의 Al 지금을 이용하고, 최종 선경이 최소인 시료이다.

<No. 1∼No. 12>

시료 No. 1∼No. 12 중, Zr의 함유량이 0.001질량% 미만인 시료는 Zr의 첨가를 행하고 있지 않다.

시료 No. 1∼No. 12 중, B의 함유량이 0% 초과 0.001질량% 미만인 시료는 TiB₂의 첨가에 의해 B를 극미량으로 포함하는 시료이다. B의 함유량이 0.001질량% 이상인 시료는 TiB₂에 더하여 추가로 B를 첨가한 시료이다. 각 시료는 TiB₂의 첨가에 의해 Ti를 0.001질량% 이상 0.01질량% 이하의 범위에서 포함한다.

시료 No. 1∼No. 12 중, Sr의 함유량이 0.001질량% 이상인 시료는 Sr을 첨가한 시료이다. Sr의 함유량이 0.001질량% 미만인 시료는 Sr의 첨가를 행하고 있지 않다.

<고찰>

표 2에 나타내는 바와 같이 시료 No. 1∼No. 12는 모두, 시료 No. 101∼No. 104와 비교해서, 고도전율, 고강도, 고내열성을 균형 있게 구비하는 것을 알 수 있다. 정량적으로는, 시료 No. 1∼No. 12는 모두, 도전율이 62.5%IACS 이상, 인장 강도가 155MPa 이상, 인장 강도의 잔존율이 87% 이상을 만족시킨다. 도전율에 대해서는, 어느 시료도 62.8%IACS 이상이다. 63.0%IACS 이상의 시료가 많고, 64.0%IACS 이상을 만족시키는 시료도 있다. 강도에 대해서는, 158MPa 이상을 만족시키는 시료가 많고, 160MPa 이상의 시료도 많다. 상기 잔존율에 대해서는, 88% 이상의 시료가 많고, 시료의 반수 이상이 90% 이상이다.

시료마다 검토한다. 우선, TiB₂에 더하여 B의 추가적인 첨가를 행하고 있지 않고, 또한 Sr을 첨가하고 있지 않은 시료 No. 101∼No. 104에 주목한다.

시료 No. 101에 주목하면, Fe를 0.1질량% 정도 포함함으로써, 인장 강도 및 상기 잔존율이 높아, 강도 및 내열성이 우수하지만, 도전율이 62%IACS 미만으로 낮다.

시료 No. 102에 주목하면, 열처리를 실시함으로써 시료 No. 101보다도 도전율이 높지만, 인장 강도가 150MPa 이하로 낮다. 시료 No. 102는 시료 No. 101보다도 최종 선경이 작아, 가공 경화되어 있음에도 불구하고, 충분한 강도를 가진다고는 말할 수 없다.

시료 No. 103에 주목하면, Fe의 함유량이 시료 No. 101보다도 많음으로써, 열처리를 행하더라도 강도 및 내열성이 우수하지만, 도전율이 62%IACS 정도로 낮다.

시료 No. 104에 주목하면, Fe의 함유량이 0.04질량%로 적음으로써, 시료 No. 101보다도 세경임에도 불구하고 도전율이 높다. 또한, 최종 선경이 작음으로써, 열처리를 행하더라도 강도가 우수하다. 그러나, 상기 잔존율이 85%로 내열성이 뒤떨어진다.

이들로부터, Fe가 많으면, 고강도 및 고내열성이 얻어지지만, 도전율의 향상이 어렵다고 말할 수 있다.

다음으로, TiB₂에 더하여 B의 추가적인 첨가 및 Sr의 첨가 중 적어도 한쪽을 행한 시료 No. 1∼No. 12에 주목한다.

B를 추가로 첨가하고, 또한 Sr을 첨가하고 있지 않은 시료 No. 1에 주목하면, 시료 No. 102보다도 Fe의 함유량이 많음에도 불구하고, 도전율이 동일한 정도이다(63%IACS 이상). 인장 강도 및 상기 잔존율은 시료 No. 102보다 높다. 특히 상기 잔존율은 93% 이상으로 매우 높다.

B의 추가적인 첨가 및 Zr의 첨가를 행하고, Sr을 첨가하고 있지 않은 시료 No. 2∼No. 6에 주목한다. 시료 No. 2∼No. 5는, Fe의 함유량이 동일한 정도인 시료 No. 104와 비교해서, 동일한 정도 또는 그 이상의 도전율과, 태경이라도 160MPa 정도의 높은 인장 강도를 가지면서, 내열성이 보다 높다. Fe의 함유량이 시료 No. 2∼No. 5보다도 많은 시료 No. 6은, 내열성이 더 우수하다.

Sr을 첨가하고, B의 추가적인 첨가를 행하고 있지 않은 시료 No. 7∼No. 10에 주목하면, 시료 No. 102보다도 Fe의 함유량이 많음에도 불구하고, 62.8%IACS 이상의 높은 도전율을 갖는다. 인장 강도 및 상기 잔존율은 시료 No. 102보다 높다. 특히 상기 잔존율은 90% 이상으로 매우 높다.

B의 추가적인 첨가 및 Sr의 첨가를 행한 시료 No. 11, No. 12에 주목한다. 시료 No. 11, No. 12는, 시료 No. 1∼No. 6과 비교해서, 동일한 정도의 도전율 및 인장 강도를 가지면서, 상기 잔존율이 보다 높은 경향이 있다. 시료 No. 11, No. 12는, 시료 No. 7∼No. 10과 비교해서, 도전율이 보다 높은 경향이 있다.

이상으로부터, Fe를 어느 정도 포함함과 함께, B 및 Sr 중 적어도 한쪽을 어느 정도 포함하는 Al 합금은, Fe의 고용에 의한 강도 향상 효과에 의해 고강도 및 고내열성을 가지면서, 상기 강도 향상 효과를 저해하지 않는 범위에서 Fe의 일부를 적절히 석출시켜 Fe의 고용량을 저감하여, 도전율을 보다 향상시킬 수 있다고 생각된다. 여기에서는, B나 Sr은 도전율을 크게 저하시키는 Si의 석출 촉진에도 기여했다고 생각된다. 또한, 시료 No. 1과 시료 No. 7을 비교하면, B를 0.01질량% 이상 포함하는 경우에는, Sr을 0.005질량% 이상 포함하는 경우보다도 도전율의 향상 효과, 강도 향상 효과가 높다고 생각된다. 즉, 이 경우는 Fe의 석출을 촉진시키기 쉽다고 생각된다.

그 밖에, 이 시험으로부터 이하의 것을 말할 수 있다.

(1) 동일한 조성인 시료 No. 2, No. 3끼리, No. 9, No. 10끼리를 비교하면, 최종 선경이 보다 작은 경우, 강도가 보다 높여진다고 말할 수 있다. 이 이유는, 가공 경화에 의한 강도 향상 효과가 얻어지기 때문이라고 생각된다.

(2) Fe의 함유량이 동일한 정도이고, Zr, B의 함유량이 상이한 시료 No. 4, No. 5를 비교하면, B가 많을수록 강도가 높고, Zr이 많은 편이 내열성이 우수한 경향이 있다고 말할 수 있다.

(3) 시료 No. 7, No. 8을 비교하면, Sr을 어느 정도 많게 함으로써, 최종 선경이 보다 가늘어, 가공 변형량이 많은 경우라도, 높은 도전율을 갖는 것을 알 수 있다. 이 이유는, 전술한 바와 같이, Fe를 적절히 석출할 수 있기 때문이라고 생각된다.

(4) 시료 No. 1, No. 7∼No. 11에 주목하면, Zr을 첨가하지 않더라도(여기에서는 Zr의 함유량이 0.001질량% 미만이더라도), Fe의 함유량이 0.170질량% 이상, 여기에서는 특히 0.190질량% 이상이고, 또한 B의 함유량이 0.010질량% 이상 및 Sr의 함유량이 0.005질량% 이상 중 적어도 한쪽을 만족시키면, 전술한 잔존율이 90% 이상으로 높아, 내열성이 보다 우수하다. 여기에서는, Sr의 함유량이 상기 범위를 만족시키는 경우에 B의 함유량이 0% 초과 0.001질량% 미만이더라도 내열성이 우수하다.

(5) B 및 Sr 중 적어도 한쪽을 적절히 포함함으로써, 1.5mm 초과와 같은 비교적 굵은 선재뿐만 아니라, 예를 들면 1.0mm 이하와 같은 세선재라도, 고강도 및 고내열성을 가지면서, 62.5%IACS 이상과 같은 높은 도전율을 가질 수 있다고 기대된다.

(6) 제조 과정에서, 가공 도중에 열처리를 행하면, 도전율이 높여지기 쉽다.

본 발명은 이들 예시로 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 의해 나타나고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. 예를 들면, 시험예 1의 알루미늄 합금의 조성이나 선경 등을 적절히 변경하는 것을 들 수 있다.

Claims

질량%로,
0.025% 이상 0.500% 이하의 Fe와,
0% 이상 0.070% 이하의 Si와,
0% 이상 0.050% 이하의 Zr과,
0% 이상 0.100% 이하의 Ti와,
0.010% 이상 0.150% 이하의 B, 및 0.005% 이상 0.100% 이하의 Sr 중 적어도 한쪽을 함유하고,
잔부가 99.5% 이상의 Al 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는,
알루미늄 합금.
제 1 항에 있어서,
실온에서의 도전율이 62.5%IACS 이상인 알루미늄 합금.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
실온에서의 인장 강도가 155MPa 이상인 알루미늄 합금.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
120℃에서 400시간 가열 후의 인장 강도의 잔존율이 87% 이상인 알루미늄 합금.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 알루미늄 합금으로 이루어지는,
알루미늄 합금선.