NO146715B

NO146715B - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF ELECTRICAL ALUMINUM ALWAYS

Info

Publication number: NO146715B
Application number: NO764159A
Authority: NO
Inventors: Enrique Calixto Chia; Roger John Schoerner
Original assignee: Southwire Co
Priority date: 1975-12-09
Filing date: 1976-12-06
Publication date: 1982-08-16
Also published as: AU2013176A; DE2655433A1; JPS5271322A; MX3842E; SE7613811L; ES454100A1; NO764159L; GB1510940A; FR2335020A1; NO146715C; CA1064738A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av en forbedret elektrisk leder av aluminiumlegering i form av stang eller tråd. The present invention relates to a method for the continuous production of an improved electrical conductor of aluminum alloy in the form of a rod or wire.

Legeringer på aluminiumbasis inntar en stadig større plass på dagens marked på grunn av sin ringe vekt og lave fremstillings-omkostninger. Et område hvor aluminiumlegeringer har funnet økende anvendelse, er som erstatning for kobber ved tilvirkning av elektrisk ledertråd. Elektrisk ledende tråd av passende aluminiumlegering (ofte betegnet med EC) inneholder betrakte-lige mengder rent aluminium samt spormengder av forurensninger som silisium, vanadium, jern, kobber, mangan, magnesium, sink, bor og titan. Skjønt de synes å være fordelaktige med hensyn til vekt og omkostninger, har imidlertid aluminiumlegeringer langt fra blitt alminnelig godtatt på markedet for elektriske ledere. En av hovedårsakene til dette er den kombinasjon av fysiske egenskaper som foreligger ved vanlige ledere av EC-aluminiumlegeringer. Hvis disse fysiske egenskaper, slik som f.eks. termisk stabilitet, strekkfasthet, relativ bruddforlengelse, formbarhet og flytegrense, kunne forbedres vesentlig uten for stor nedsettelse av den elektriske ledningsevne for det ferdige produkt, ville en svært ønskelig forbedring bli oppnådd. Det er imidlertid klart at tilsatser av legeringselementer, slik som i andre aluminiumslegeringer, nedsetter legeringens ledningsevne, mens fasthets-egenskapene forbedres. Følgelig vil bare tilsats av sådanne elementer som forbedrer fasthets-egenskapene uten at ledningsevnen i vesentlig grad nedsettes, kunne gi et godtagbart og anvendt produkt. Aluminum-based alloys occupy an increasingly large place in today's market due to their light weight and low manufacturing costs. One area where aluminum alloys have found increasing use is as a substitute for copper in the manufacture of electrical conductor wire. Electrically conductive wire of a suitable aluminum alloy (often denoted by EC) contains considerable amounts of pure aluminum as well as trace amounts of impurities such as silicon, vanadium, iron, copper, manganese, magnesium, zinc, boron and titanium. However, although they appear to be advantageous in terms of weight and cost, aluminum alloys are far from being universally accepted in the electrical conductor market. One of the main reasons for this is the combination of physical properties present in common EC aluminum alloy conductors. If these physical properties, such as e.g. thermal stability, tensile strength, relative elongation at break, formability and yield strength, could be substantially improved without too great a reduction in the electrical conductivity of the finished product, a very desirable improvement would be achieved. It is clear, however, that additions of alloying elements, such as in other aluminum alloys, reduce the alloy's conductivity, while the strength properties are improved. Consequently, only the addition of such elements which improve the firmness properties without significantly reducing the conductivity will be able to produce an acceptable and usable product.

I norsk patentskrift nr. 143.632 er det omtalt en ny elektrisk leder av en aluminiumlegering som er sammensatt for å frembringe forbedrede fasthets-egenskaper sammen med godtagbar elektrisk ledningsevne. Denne aluminiumlegering ble fremstilt ved sammenblading av nikkel, jern og eventuelt andre legeringselementer med aluminium i en smelteovn for å oppnå In Norwegian patent document no. 143,632, a new electrical conductor of an aluminum alloy is described which is composed to produce improved strength properties together with acceptable electrical conductivity. This aluminum alloy was produced by fusing nickel, iron and possibly other alloying elements with aluminum in a melting furnace to obtain

en metallsmelte med .forut bestemte prosentandeler av de forskjellige elementer. Det ble funnet at hensiktsmessige a metal melt with predetermined percentages of the various elements. It was found that appropriate

resultater ble oppnådd med en prosentandel av nikkel fra 0,20 til 1,60 vektprosent. Ytterligere forbedrede resultat- results were obtained with a percentage of nickel from 0.20 to 1.60 percent by weight. Further improved results-

er ble oppnådd når nikkel var nærværende med en relativ mengdeandel fra 0,50 til 1,00 vektprosent, og særlig gunstige og foretrukkede resultater ble oppnådd med en nikkelandel fra 0,60 til 0,80 vektprosent. were obtained when nickel was present in a relative amount of from 0.50 to 1.00 percent by weight, and particularly favorable and preferred results were obtained with a nickel portion of from 0.60 to 0.80 percent by weight.

Hensiktsmessige resultater ble også oppnådd med jern nærværende med en prosentandel fra 0,30 til 1,30 vektprosent. Ytterligere forbedrede resultater ble oppnådd med en vektandel av jern fra 0,40 til 0,80 vektprosent, og de beste og foretrukkede resultater ble oppnådd når jern var nærværende med en prosentandel fra 0,45 til 0,65 vektprosent. Appropriate results were also obtained with iron present at a percentage of from 0.30 to 1.30 percent by weight. Further improved results were obtained with a percentage by weight of iron of from 0.40 to 0.80 percent by weight, and the best and preferred results were obtained when iron was present at a percentage of from 0.45 to 0.65 percent by weight.

Aluminiumandelen i den beskrevede legering i ovenfor nevnte ansøkning ble angitt å variere fra 97,00 til 99,50 vektprosent, idet de beste resultater ble oppnådd med et aluminiuminnhold mellom 97,80 og 99,20 vektprosent. Da prosenttallet for henholdsvis største og minste aluminiuminnhold ikke til-svarte største og minste mengdeandeler for legeringselementene, var det åpenbart at hensiktsmessige resultater ikke ville bli oppnådd hvis de maksimale prosentandeler ble anvendt for alle legeringselementer. The proportion of aluminum in the described alloy in the above-mentioned application was stated to vary from 97.00 to 99.50 weight percent, the best results being obtained with an aluminum content between 97.80 and 99.20 weight percent. As the percentages for the largest and smallest aluminum content respectively did not correspond to the largest and smallest percentages for the alloying elements, it was obvious that appropriate results would not be obtained if the maximum percentages were used for all alloying elements.

Ved anvendelsen av kommertsielt aluminium for fremstilling av legeringssmelten, ble det foretrukket et aluminium-material som før det ble tilsatt smeiten i smelteovnen, ikke inneholdt mer enn 0,10 vektprosent totalt av forurensende sporelementer. When using commercial aluminum for the production of the alloy melt, preference was given to an aluminum material which, before it was added to the melt in the melting furnace, did not contain more than 0.10 weight percent in total of contaminating trace elements.

Den angitte legering i henhold til det ovenfor nevnte patentskrift kan eventuelt også inneholde et eller flere ytterligere legeringselementer. Den totale mengdeandel av disse even-tuelle legeringsbestandeler kan være opptil 2,00 vektprosent, men fortrinnsvis fra 1,10 til 1,50 vektprosent. Særlig gode og foretrukkede resultater ble oppnådd når vektandelen av ytterligere legeringselementer ble fastlagt til mellom 0,10 og .1,00 vektprosent. The specified alloy according to the above-mentioned patent may optionally also contain one or more additional alloying elements. The total quantity proportion of these possible alloy constituents can be up to 2.00 weight percent, but preferably from 1.10 to 1.50 weight percent. Particularly good and preferred results were obtained when the weight proportion of additional alloying elements was determined to be between 0.10 and .1.00 weight percent.

Disse ytterligere legeringsbestanddeler omfattet følgende elementer: These additional alloying elements included the following elements:

Ytterligere elementer kunne være nærværende i spormengder, forutsatt at de ikke på uheldig måte påvirket produktets mekaniske, elektriske eller fysiske egenskaper. Additional elements could be present in trace amounts, provided that they did not adversely affect the mechanical, electrical or physical properties of the product.

De beste resultater ble oppnådd med følgende tilsatselementer: The best results were achieved with the following additive elements:

Særlig gunstige og foretrukkede resultater ble oppnådd ved anvendelse av kobolt eller magnesium som ytterligere legeringselementer. Hensiktsmessige resultater ble oppnådd med magnesium eller kobolt innenfor et prosentområde fra 0,001 til 1,00 vektprosent, mens ytterlig forbedrede resultater ble oppnådd med mengdeandeler fra 0,025 til 0,50 vektprosent. Særlig gode og foretrukkede resultater ble oppnådd ved anvendelse av mengdeandeler av magnesium eller kobolt fra 0,03 til 0,10 vektprosent. Particularly favorable and preferred results were obtained by using cobalt or magnesium as additional alloying elements. Appropriate results were obtained with magnesium or cobalt within a percentage range of 0.001 to 1.00 weight percent, while further improved results were obtained with amounts from 0.025 to 0.50 weight percent. Particularly good and preferred results were obtained using amounts of magnesium or cobalt from 0.03 to 0.10 percent by weight.

Skjønt den ovenfor angitte fremgangsmåte i henhold til det nevnte patentskrift frembragte et elektrisk ledende legerings-produkt på aluminiumbasis med en forbedret kombinasjon av fysiske egenskaper sammenlignet med konvensjonelle ledere av EC-aluminiumlegering, samtidig som den gode elektriske ledningsevne ble opprettholdt, hadde det frembragte produkt ikke tilstrekkelig formbarhet til å tillate kontinuerlig fremstilling gjennom flere prosesstrinn, eller til å gi et ferdig ledertråd-produkt med tilfredstillende forlengelse-egenskaper. Den støpte stav hadde således særlig en tendens til oppspalting og sprekkdannelser under kontinuerlig valsing og koldtrekning av legeringsmaterialet, og det oppnådde trådformede produkt inneholdt ofte utfelte intermetalliske forbindelser som, etter koldtrekning av produktet, oppviste utilstrekkelig formbarhet. Although the above-mentioned method according to the aforementioned patent produced an electrically conductive aluminum-based alloy product with an improved combination of physical properties compared to conventional conductors of EC aluminum alloy, while maintaining the good electrical conductivity, the produced product had not sufficient formability to allow continuous manufacture through several process steps, or to provide a finished conductor wire product with satisfactory elongation properties. The cast rod thus had a particular tendency to splitting and cracking during continuous rolling and cold drawing of the alloy material, and the resulting wire-shaped product often contained precipitated intermetallic compounds which, after cold drawing the product, showed insufficient formability.

På bakgrunn av det som er angitt ovenfor vil det være åpenbart at det på dette fagområde fremdeles foreligger behov for en fremgangmåte for fremstilling av en ledende aluminiumlegering som gir forbedret formbarhet for det produkt som fremstilles ved den prosess som er beskrevet i det ovenfor angitte patentskrift, således at dette produkt kan valses og koldtrekkes kontinuerlig uten oppspalting og sprekkdannelser, og således at det fremstilte tråd-produkt vil ha en bruddforlengelse på minst 12% målt på en tråd av typen nr. 10 A.W.G, i henhold til den gjeldende trådstandard i USA (American Wire Gange) i fullt utglødet tilstand. Dette tilsvarer en tråd med diameter 2,59 mm. On the basis of what has been stated above, it will be obvious that in this field there is still a need for a process for the production of a conductive aluminum alloy which provides improved formability for the product produced by the process described in the above-mentioned patent, so that this product can be rolled and cold drawn continuously without splitting and cracking, and so that the manufactured wire product will have an elongation at break of at least 12% measured on a wire of the type No. 10 A.W.G, according to the current wire standard in the USA ( American Wire Gange) in fully annealed condition. This corresponds to a thread with a diameter of 2.59 mm.

For å oppnå det som er angitt ovenfor, er det i henhold til foreliggende oppfinnelse funnet at de ytterligere legeringsbestanddeler som er spesifisert i ovenfor angitte patent-ansøkning, må nøyaktig overvåkes for å holdes innenfor for- In order to achieve what is stated above, according to the present invention it has been found that the additional alloy constituents specified in the above-mentioned patent application must be precisely monitored to be kept within the for-

ut fastlagte grenser, og dette gjelder særlig kobber, magnesium og silisium. beyond established limits, and this particularly applies to copper, magnesium and silicon.

Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for fremstilling av elektrisk leder av aluminiumlegering med nedsatt sprekkdannelse ved valsing og trekking og med en ledningsevne på minst 58% IACS, god termiske stabilitet, en strekkfasthet pa minst 840 kp/cm 2 og en flytegrense på minst 560 kp/cm<2>The invention thus relates to a method for producing an electrical conductor from aluminum alloy with reduced cracking during rolling and drawing and with a conductivity of at least 58% IACS, good thermal stability, a tensile strength of at least 840 kp/cm 2 and a yield strength of at least 560 kp/ cm<2>

målt på en fullstendig utglødet tråd, idet fremgangsmåten omfatter følgende prosesstrinn: measured on a fully annealed wire, the method comprising the following process steps:

a) en legeringssmelte fremstilles med 0,20 - 1,60 vektprosent nikkel, 0,30 - 1,30 vektprosent jern og totalt opptil 2,00 vektprosent ytterligere legeringsbestanddeler som omfatter kobber, magnesium, silisium, og eventuelt niob, tantal og zirkonium, samt 97,00 til 99,50 vektprosent aluminium med tilhørende sporelementer, b) den således sammensatte legeringssmelte støpes i en bevegelig støpeform dannet mellom et spor i omkretsen av et roterende støpehjul og et metallbelte som dekker støpe,sporet over et avsnitt av dets lengdeutstrekning, c) den støpte legering varmevalses umiddelbart etter støpe-prosessen, mens legeringen ennå befinner seg i samme strukturtilstand som ved stopningen, for dannelse av en kontinuerlig støpt stang, og d) den støpte stang trekkes gjennom trådtrekningsmunnstykker uten forutgående utglødning eller utglødning mellom munnstykkene, for fremstilling av tråder av ønsket tverrsnitts-dimen-s j on. a) an alloy melt is produced with 0.20 - 1.60 weight percent nickel, 0.30 - 1.30 weight percent iron and a total of up to 2.00 weight percent additional alloy constituents which include copper, magnesium, silicon, and possibly niobium, tantalum and zirconium, as well as 97.00 to 99.50 weight percent aluminum with associated trace elements, b) the alloy melt thus composed is cast in a movable mold formed between a groove in the circumference of a rotating casting wheel and a metal belt covering the casting, the groove over a section of its length, c) the cast alloy is hot-rolled immediately after the casting process, while the alloy is still in the same structural state as at the filling, to form a continuous cast bar, and d) the cast bar is drawn through wire drawing nozzles without prior annealing or annealing between the nozzles, for production of threads of the desired cross-sectional dimension.

På denne bakgrunn av kjent teknikk består fremgangsmåtens vesentligste særtrekk i henhold til oppfinnelsen i at legeringens kobberinnhold, for forbedring av dens formbarhet, holdes lavere enn 0,05 vektprosent for å forhindre dannelse av kobberholdige oksydpartikler og derved å tillate kontinuerlig valsing og trådtrekking uten spalting av og sprekkdannelser i det ferdige produkt. On this background of prior art, the most significant feature of the method according to the invention is that the alloy's copper content, to improve its formability, is kept below 0.05 weight percent to prevent the formation of copper-containing oxide particles and thereby allow continuous rolling and wire drawing without splitting of and cracking in the finished product.

Oppfinnelsens fremgangmåte har fortrinnsvis som ytterligere særtrekk at legeringens magnesiuminnhold, for ytterligere forbedring av dens formbarhet, holdes lavere enn 0,1 vektprosent når legeringens silisiuminnhold overskrider 0,15 vektprosent, for derved å oppnå en trukket tråd med en bruddforlengelse på minst 12%, målt på en tråd av type nr. 10 A.W.G, (diameter 2,59 mm) i fullstendig utglødet tilstand. The method of the invention preferably has as a further distinguishing feature that the magnesium content of the alloy, to further improve its formability, is kept below 0.1% by weight when the silicon content of the alloy exceeds 0.15% by weight, in order to thereby obtain a drawn wire with an elongation at break of at least 12%, measured on a wire of type No. 10 A.W.G, (diameter 2.59 mm) in the fully annealed condition.

Som angitt ovenfor, er det i henhold til foreliggende oppfinnelse funnet at kobberinnholdet må overvåkes meget nøyak-tig, og holdes innenfor det område som er spesifisert ovenfor, for å tillate kontinuerlig utforming av det produkt som skal fremstilles. Skjønt kobber er et effektivt herdende element, vil det ved et kobberinnhold på mer enn 0,05% bidra til å danne ytterst hårde kobberholdige oksydpartikler som vil medføre oppspalting og sprekkdannelser når det kontinuerlig fremstilte produkt er utsatt for valsing og koldtrekking. Da et konvensjonelt fremstilt produkt kan homogeniseres før det utsettes for valsing med det formål å forbedre konstruk-turen, behøver kobberinnholdet i et sådant produkt ikke samme nøyaktige overvåkning. Når imidlertid vedkommende produkt fremstilles kontinuerlig i henhold til foreliggende oppfinnelse, må den støpte stang nærmest umiddelbart bli valset i samme strukturtilstand som ved støpningen, og vil således ikke nyte godt av et homogeniserende prosesstrinn. Legeringens kobbérinnhold må følgelig nøyaktig overvåkes for å As indicated above, according to the present invention it has been found that the copper content must be monitored very precisely, and kept within the range specified above, in order to allow continuous design of the product to be manufactured. Although copper is an effective hardening element, at a copper content of more than 0.05% it will contribute to the formation of extremely hard copper-containing oxide particles which will lead to splitting and cracking when the continuously manufactured product is subjected to rolling and cold drawing. As a conventionally manufactured product can be homogenised before being subjected to rolling for the purpose of improving the construction, the copper content in such a product does not need the same exact monitoring. However, when the product in question is produced continuously according to the present invention, the cast rod must almost immediately be rolled in the same structural state as during casting, and will thus not benefit from a homogenizing process step. The copper content of the alloy must therefore be precisely monitored in order to

unngå en materialsprøhet som fører til oppspalting av og sprekkdannelser i staven, når den behandles i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte. avoid a material brittleness which leads to splitting and cracking in the rod, when it is treated in accordance with the method of the invention.

Som angitt ovenfor, er det også i henhold til foreliggende oppfinnelse funnet at silisium- og magnesiuminnholdet og- As indicated above, it has also been found according to the present invention that the silicon and magnesium content and

så må være gjenstand for nøyaktig kontroll. Særlig når silisiuminnholdet overstiger 0,15 vektprosent, må magnesiuminnholdet begrenses til mindre enn 0,1 vektprosent, da ellers det fremstilte produkt vil oppvise en utilstrekkelig formbarhet etter koldtrekningen, hvis produktet på forhånd er kontinuerlig støpt og valset. so must be subject to precise control. In particular, when the silicon content exceeds 0.15% by weight, the magnesium content must be limited to less than 0.1% by weight, as otherwise the manufactured product will exhibit insufficient formability after cold drawing, if the product has previously been continuously cast and rolled.

Etter fremstilling av legeringssmelten på den måte som er beskrevet i den tidligere nevnte patentskrift, med kobber, magnesium og silisium fastlagt i samsvar med foreliggende oppfinnelse, støpes aluminiumlegeringen kontinuerlig til en fortløpende stavformet barre ved hjelp av en kontinuerlig støpemaskin, hvorpå barren umiddelbart varmebearbeides i et valseverk for frembringelse av en kontinuerlig stang av aluminiumlegering. Et eksempel på en kontinuerlig støpe- After producing the alloy melt in the manner described in the previously mentioned patent, with copper, magnesium and silicon determined in accordance with the present invention, the aluminum alloy is cast continuously into a continuous rod-shaped ingot by means of a continuous casting machine, after which the ingot is immediately heat-treated in a rolling mill for producing a continuous bar of aluminum alloy. An example of a continuous casting

og valseprosess som er i stand til å frembringe et kontinuerlig stangemne som spesifisert ovenfor, er beskrevet i det tidligere nevnte patentskrift. and rolling process capable of producing a continuous rod blank as specified above, is described in the previously mentioned patent document.

For fremstilling av tråd med forskjellige tverrsnitt, behandles det kontinuerlige stangemne som fremstiller ved nevnte støpe- og valseprosesser, i en tverrsnitt-reduserende prosess. Det utglødede stangemne koldtrekkes gjennom en stadig trangere munnstykker, uten forutgående eller mellomliggende utglødninger, til dannelse av en kontinuerlig tråd med ønsket diameter. Det er funnet at sådan utelatelse av mellomliggende utglødninger forbedrer trådens fasthets-egenskaper. Materialbehandling med mellomliggende utglødninger-kan bare godtas når kravene til de fysiske egenskaper for tråden tillater nedsatte verdier. Ledningsevnen for den hårdtrukkede tråd er minst 57% IACS. Hvis bedre ledningsevne eller øket bruddforlengelse ønskes, kan tråden utglødes helt eller delvis etter at det ønskede trådtverrsnitt er oppnådd og tråden er avkjølt. Fullstendig utglødet tråd har en ledningsevne på minst 58% IACS. Etter trådtrekningen og en eventuell utglødningsprosess, er det funnet at deri fremstilte legeringstråd oppviser forbedret bruddstykke og flytegrense sammen med øket termisk stabilitet, relativ bruddforlengelse samt forbedret formbarhet og tretthets-bestandighet, slik som angitt tildligere i denne beskrivelse. Utglødningsprosessen kan være kontinuerlig, slik som ved motstandsutglødning, induksjonsutglødning, konvensjonsut-glødning eller strålingsutglødning i kontinuerlig glødeovn, eller den kan fortrinnvis finne sted ved sats-utglødning i en stasjonær ovn. Ved en kontinuerlig utglødning kan det anvendes temperaturer fra omkring 230 til omkring 650°C, med utglødningstider fra 5 min. til 1/10.000 minutt. For the production of wire with different cross-sections, the continuous rod blank produced by the aforementioned casting and rolling processes is processed in a cross-section-reducing process. The annealed bar blank is cold drawn through an increasingly narrow nozzle, without prior or intermediate annealing, to form a continuous wire of the desired diameter. It has been found that such omission of intermediate annealing improves the strength properties of the wire. Material treatment with intermediate annealing can only be accepted when the requirements for the physical properties of the wire allow reduced values. The conductivity of the hard drawn wire is at least 57% IACS. If better conductivity or increased elongation at break is desired, the wire can be fully or partially annealed after the desired wire cross-section has been achieved and the wire has cooled. Fully annealed wire has a conductivity of at least 58% IACS. After the wire drawing and a possible annealing process, it has been found that the alloy wire produced therein exhibits improved breaking point and yield strength together with increased thermal stability, relative elongation at break as well as improved formability and fatigue resistance, as indicated earlier in this description. The annealing process can be continuous, such as by resistance annealing, induction annealing, conventional annealing or radiation annealing in a continuous annealing furnace, or it can preferably take place by batch annealing in a stationary furnace. With a continuous annealing, temperatures from around 230 to around 650°C can be used, with annealing times from 5 min. to 1/10,000 minute.

I alminnelighet kan imidlertid temperaturer og behandlings-tider ved kontinuerlig utglødning innstilles i samsvar med de spesielle foreliggende prosessbetingelser, i den utstrekning de ønskede fysiske egenskaper oppnås. Ved sats-utglødning anvendes temperaturer fra omtrent 200 til omkring 400°C. med oppholdstider i glødeovnen fra omkring 30 min. til omkring 24 timer. Liksom ved kontinuerlig utglødning, kan oppholdstider og behandlingstemperaturer ved sats-utglødning varieres for tilpasning til fremstillingsprosessen som hel-het, i den utstrekning de ønskede fysiske egenskaper oppnås. In general, however, temperatures and treatment times during continuous annealing can be set in accordance with the special present process conditions, to the extent that the desired physical properties are achieved. In batch annealing, temperatures from about 200 to about 400°C are used. with residence times in the annealing oven from around 30 min. to about 24 hours. As with continuous annealing, residence times and treatment temperatures with batch annealing can be varied to adapt to the manufacturing process as a whole, to the extent that the desired physical properties are achieved.

Det er funnet at de viktigste egenskaper ved en fullt ut-glødet myk tråd av type nr. 10 A.W.G. (2,59 mm) og tilvirket av foreliggende legering, vil variere mellom de nedenfor angitte grenser. It has been found that the most important properties of a fully annealed soft wire of type No. 10 A.W.G. (2.59 mm) and manufactured from the present alloy, will vary between the limits stated below.

En mer fullstendig forståelse av foreliggende oppfinnelse vil bli oppnådd ved de følgende utførelseseksempler. A more complete understanding of the present invention will be obtained by the following examples.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Forskjellige legeringssmelter ble fremstilt ved tilsats av legeringselementer i bestemte mengder til 1,816 g smeltet aluminium med innhold av mindre enn 0,10% forurensninger i form av sporelementer. Det ble fastlagt en prosentvis sammensetning av legeringselementer som vist i den etterfølgende tabell, mens den gjenværende del av legeringen .var aluminium. Grafittdigler ble anvendt bortsett fra i de tilfeller hvor legeringselementene var kjent for å være karbiddannere, og i disse tilfeller ble det anvendt digler av aluminiumoksyd. Legeringssmeltene ble opprettholdt i tilstrekkelig tid Different alloy melts were produced by adding alloying elements in specific amounts to 1.816 g of molten aluminum containing less than 0.10% impurities in the form of trace elements. A percentage composition of alloying elements was determined as shown in the following table, while the remaining part of the alloy was aluminium. Graphite crucibles were used except in cases where the alloying elements were known to be carbide formers, and in these cases aluminum oxide crucibles were used. The alloy melts were maintained for a sufficient time

og ved tilstrekkelig høye temperaturer til å tillate fullstendig oppløsning av legeringselementene i basismetallet. En argon-atmosfære ble anordnet over smeltebadene for å motvirke oksydasjon. Legeringssmeltene ble støpt hver for seg i en kontinuerlig støpemaskin og umiddelbart varme-valset gjennom et valseverk til 9,5 mm kontinuerlig stangemne. Denne hårde stang ble så koldtrukket uten noen som and at sufficiently high temperatures to permit complete dissolution of the alloying elements in the base metal. An argon atmosphere was provided over the melt baths to prevent oxidation. The alloy melts were individually cast in a continuous casting machine and immediately hot-rolled through a rolling mill into 9.5 mm continuous bar stock. This hard rod was so cold drawn without anyone who

helst forutgående eller mellomliggende utglødning til tråd av typen nr. 10 A.W.G, med diameterpå 2,59 mm. Denne tråd ble så gitt en avsluttende utglødningsbehandling i 5 timer ved 345°C for å oppnå en myk tråd. preferably prior or intermediate annealing to wire of the type No. 10 A.W.G, with a diameter of 2.59 mm. This wire was then given a final annealing treatment for 5 hours at 345°C to obtain a soft wire.

De anvendte legeringssammensetninger og de oppnådde prøve-resultater er angitt i følgende tabell: The alloy compositions used and the test results obtained are indicated in the following table:

E KSEMPEL 2 EXAMPLE 2

En ytterligere legeringssmelte ble fremstilt på samme måte som angitt i eksempel 1 og med følgende sammensetning i vektprosent: A further alloy melt was prepared in the same manner as indicated in Example 1 and with the following composition in percent by weight:

Denne smelte ble behandlet for fremstilling av myk tråd av ovenfor angitte type nr. 10 A.W.G, (diameter 2,59 mm). De fysiske egenskaper for denne tråd var som følger: This melt was processed to produce soft wire of the above type No. 10 A.W.G, (diameter 2.59 mm). The physical properties for this wire were as follows:

EKSEMPEL 3 EXAMPLE 3

En ytterligere legeringssmelte ble fremstilt på samme måte som angitt i eksempel 1 og med følgende sammensetning angitt i vektprosent: A further alloy melt was prepared in the same manner as stated in Example 1 and with the following composition stated in percent by weight:

Av denne smelte ble det fremstilt myk tråd av type nr. 10 A.W.G, (diameter 2,59 mm). De fysiske egenskaper for denne tråd var som følger: Soft wire of type No. 10 A.W.G, (diameter 2.59 mm) was produced from this melt. The physical properties for this wire were as follows:

EKSEMPEL 4 EXAMPLE 4

Av denne smelte ble det fremstilt en myk tråd av type nr. From this melt, a soft thread of type no.

10 A.W.G, (diameter 2,59 mm). Denne tråd hadde følgende egenskaper: 10 A.W.G, (diameter 2.59 mm). This thread had the following properties:

EKSEMPEL 5 EXAMPLE 5

En ytterligere legeringssmelte ble fremstilt i samsvar med eksempel 1 og med følgende bestanddeler angitt i vektprosent: A further alloy melt was prepared in accordance with Example 1 and with the following components indicated in weight percent:

Denne smelte ble behandlet for fremstilling av myk tråd av type nr. 10 A.W.G, (diameter 2,59 mm), og trådens fysiske egenskaper var som følger: This melt was processed to produce soft wire of type No. 10 A.W.G, (diameter 2.59 mm), and the physical properties of the wire were as follows:

EKSEMPEL 6 EXAMPLE 6

En ytterligere legeringssmelte ble fremstilt som angitt i eksempel 1 og med følgende sammensetning angitt i vektprosent: A further alloy melt was prepared as indicated in Example 1 and with the following composition given in percent by weight:

Denne smelte ble behandlet for fremstilling av myk tråd av type nr. 10 A.W.G, (diameter 2,59 mm). Trådens fysiske egenskaper var som følger: This melt was processed to produce soft wire of type No. 10 A.W.G, (diameter 2.59 mm). The physical properties of the wire were as follows:

Ved utprøvning og analyse av en legering med innhold av 0,80 vektprosent nikkel, 0,30 vektprosent jern og resten aluminium, er det funnet at foreliggende legering på aluminiumbasis etter koldbearbeiding inneholder utfelte intermetalliske forbindelser. En av disse forbindelser er funnet å være nikkel-alumi-nidfNiAl^), mens en annen forbindelse er indentifisert som jern-aluminid (FeAl^)• Den nikkel-holdige intermetalliske forbindelse er funnet å være meget stabil, særlig ved høyde temperaturer. Denne nikkelforbindelse har også liten evne til koalisering eller sammenvoksning ved utgløding av de dannede produkter av denne legering, og forbindelsen er også hovedsakelig innkoherent med aluminium-matrisen. Forsterknings-mekanismen for denne legering skriver seg delvis fra en dispergering av nevnte intermetalliske nikkelforbindelse som er et utfelt produkt over hele aluminium-matrisen." Disse utfellinger har en tendens til å fastholde de strukturforskyv-ninger som frembringes ved koldbearbeiding av legeringstråden. Ved undersøkelse av de intermetalliske utfellinger av nevnte nikkelforbindelse i en koldtrukket tråd er det funnet at utfeiningene er orientert i trekkretningen. I tillegg er det funnet at de utfeldte korn kan ha stavform, plateform eller kuleform. When testing and analyzing an alloy with a content of 0.80 weight percent nickel, 0.30 weight percent iron and the rest aluminum, it has been found that the present aluminum-based alloy after cold working contains precipitated intermetallic compounds. One of these compounds has been found to be nickel-aluminide (NiAl^), while another compound has been identified as iron-aluminide (FeAl^)• The nickel-containing intermetallic compound has been found to be very stable, especially at high temperatures. This nickel compound also has little ability to coalize or coalesce when annealing the formed products of this alloy, and the compound is also mainly incoherent with the aluminum matrix. The strengthening mechanism for this alloy derives in part from a dispersion of said intermetallic nickel compound which is a precipitated product over the entire aluminum matrix." These precipitates tend to maintain the structural displacements produced during cold working of the alloy wire. When examining the intermetallic precipitates of said nickel compound in a cold-drawn wire, it has been found that the finings are oriented in the direction of drawing. In addition, it has been found that the precipitated grains can be rod-shaped, plate-shaped or spherical.

Andre intermetalliske forbindelser kan også dannes, avhengig Other intermetallic compounds may also form, depending

av smeltens sammensetning og det relative mengdeforhold mellom legeringselementene. Sådanne intermetalliske forbindelser kan være av følgende art: Ni2Al^, MgCoAl, Fe^Al^,,. Co2Alg, Co4Al13< CeAl4, CeAl2, VAl-p , VA1?, VAlg, VA13, VAl]2, Zr,Al, Zr0Al, LaAl . , Al0Ni0, Al„Fec , Fe -.Ni Al, A , Co0Alc , FeNiAln. of the composition of the melt and the relative quantity ratio between the alloying elements. Such intermetallic compounds can be of the following type: Ni2Al^, MgCoAl, Fe^Al^,,. Co2Alg, Co4Al13< CeAl4, CeAl2, VAl-p , VA1?, VAlg, VA13, VAl]2, Zr,Al, Zr0Al, LaAl . , Al0Ni0, Al„Fec , Fe -.Ni Al, A , Co0Alc , FeNiAln.

3 2 432253 10 25 9 3 2 432253 10 25 9

Den intermetalliske forbindelse som utgjøres av jern-aluminid bidrar også til å holde fast materialstrukturens forskyvnings-punkter under koldbearbeiding av tråden. Ved undersøkelse av utfelningene av denne intermetalliske jernforbindelse i en koldtrukket tråd, ble det funnet at utfelningene var hovedsakelig jevnt fordelt over legeringsmassen og hadde en partikkelstørrelse mindre enn l^um. Hvis tråden trekkes uten noen mellomliggende utglødninger, vil partikkelstørrels-en for denne jernholdige intermetalliske forbindelse være mindre enn 2.000 Å. The intermetallic compound formed by iron-aluminide also helps to hold the displacement points of the material structure during cold working of the wire. Upon examination of the precipitates of this intermetallic iron compound in a cold drawn wire, it was found that the precipitates were substantially uniformly distributed over the alloy mass and had a particle size of less than 1 µm. If the wire is drawn without any intermediate annealing, the particle size of this ferrous intermetallic compound will be less than 2,000 Å.

En karakteristisk egenskap ved tråder av godt ledende aluminiumlegering som ikke fremgår av de vanlige fastlagte verdier for bruddstyrke, relativ forlengelse og elektrisk ledningsevne, A characteristic property of wires of highly conductive aluminum alloy which is not apparent from the usual established values for breaking strength, relative elongation and electrical conductivity,

er den mulige forandring i trådens fysiske egenskaper som fremkommer som et resultat av økning, senkning eller varia-sjon av temperaturen langs ledningstrådene. Det vil være åpenbart at den høyeste mulige driftstemperatur for en ledningsstreng eller en rekke sådanne strenger vil være avhengig av en sådan temperatur-karakteristikk. En karateri-stikk av denne art er også ganske betegnende utfra et til-virkningspunkt, da mange isoleringsprosesser krever termisk herding ved høye temperaturer. is the possible change in the wire's physical properties that occurs as a result of an increase, decrease or variation of the temperature along the wires. It will be obvious that the highest possible operating temperature for a wire string or a number of such strings will depend on such a temperature characteristic. A karateri stitch of this kind is also quite significant from a point of view, as many insulation processes require thermal curing at high temperatures.

Det er funnet at aluminiumlegeringstråden i henhold til foreliggende oppfinnelse har en karakteristisk termisk stabilitet som overskrider den termiske stabilitet for vanlige aluminium-legeringstråder. It has been found that the aluminum alloy wire according to the present invention has a characteristic thermal stability which exceeds the thermal stability of ordinary aluminum alloy wires.

For å unngå tvil er den terminologi som anvendes i foreliggende ansøkning definert på følgende måte: Stang av aluminiumlegering - et fast produkt som har stor lengdeutstrekning i fohold til sitt tverrsnitt, og hvis fysiske lineære tverrsnittsdimensjonen ligger mellom 75 For the avoidance of doubt, the terminology used in the present application is defined as follows: Aluminum alloy bar - a solid product which has a large longitudinal extent in relation to its cross-section, and whose physical linear cross-sectional dimension lies between 75

og 9,5 mm. and 9.5 mm.

Tråd av aliminiumlegering = et fast verktøybearbeidet produkt som har stor lengdeutstrekning i forhold til sitt tverrsnitt, som kan være kvadratisk eller rektangelformet med skarpe eller avrundede hjørner, men også kan være rundt eller ha form av en regulær sekskant eller åttekant. Tverrsnittets diameter eller største vinkelrette avstand mellom parallelle sider ligger mellom 9,5 og 0,08 mm. Aluminum alloy wire = a solid tooled product that has a large length extension in relation to its cross-section, which can be square or rectangular with sharp or rounded corners, but can also be round or have the shape of a regular hexagon or octagon. The diameter of the cross-section or the largest perpendicular distance between parallel sides is between 9.5 and 0.08 mm.

Claims

1. Process for the production of aluminum alloy electrical conductor with reduced cracking during rolling and drawing and with a conductivity of at least 58% IACS, good thermal stability, a tensile strength of at least 840 kp/cm 2 and a yield strength of at least 560 kp/cm 2 measured on a fully annealed wire, the method comprising the following process steps: a) an alloy melt is produced with 0.20 - 1.60 wt% nickel, 0.30 - 1.30 wt% iron and a total of up to 2.00 wt% additional alloying constituents comprising copper . metal belt that covers the casting groove over a section of its length, c) the cast alloy is hot-rolled immediately after the casting process, while the alloy is still in eg in the same structural state as during casting, to form a continuous cast rod, and d) the cast rod is drawn through wire drawing nozzles without prior annealing or annealing between the nozzles, to produce wires of the desired cross-sectional dimension, characterized in that the alloy's copper content, to improve its formability, is kept below 0.05% by weight to prevent the formation of copper-containing oxide particles and thereby allow continuous rolling and wire drawing without splitting and cracking formations in the finished product.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the alloy's magnesium content, to further improve its formability, is kept lower than 0.1 weight percent when the alloy's silicon content exceeds 0.15 weight percent, in order to thereby obtain a drawn wire with an elongation at break of at least 12%, measured on a wire of type No. 10 A.W.G, (diameter 2.59 mm) in the fully annealed condition.

3. Method as specified in claim 1 or 2, characterized in that the alloy melt is produced with - 0.60 to 0.80 weight percent nickel and

0.4 5 to 0.6 5 weight percent iron.

4. Method as stated in claim 1, characterized in that the alloy melt is produced with 0.10 to 1.00 weight percent of the additional alloy constituents selected from a material group comprising magnesium, niobium, tantalum, silicon and zirconium.

5. Method as specified in claim 1, 2, or 4, characterized in that the alloy melt is produced with the addition of magnesium in a sufficient amount to produce an alloy with the following components stated in percentage by weight:

6. Method as specified in claim 1 or 4, characterized in that the alloy melt is produced with the addition of niobium and tantalum in a sufficient amount to produce an alloy with the following components stated in percentage by weight:

7. Method as specified in claim 1 or 4, characterized in that the alloy melt is produced with the addition of zirconium in a sufficient amount to produce an alloy with the following components stated in percentage by weight: