JPH0125383B2 - - Google Patents
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- JPH0125383B2 JPH0125383B2 JP3424083A JP3424083A JPH0125383B2 JP H0125383 B2 JPH0125383 B2 JP H0125383B2 JP 3424083 A JP3424083 A JP 3424083A JP 3424083 A JP3424083 A JP 3424083A JP H0125383 B2 JPH0125383 B2 JP H0125383B2
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
（技術分野）
本発明は、耐熱性と導電性に優れた導電用耐熱
アルミ合金の製造方法に関するものである。 （背景技術） 近年、例えば送電容量の増大、２回線運転時の
事故時の１回線運用による電力系統の信頼性向上
のため、耐熱鋼心アルミ合金撚線（以下、
TACSRと称す）が使用されている。これには60
％導電率耐熱アルミ合金（以下、60TAlと称す）
が我が国の基幹送電線に60TACSRとして採用さ
れている。 従来から、Alに0.04％程度の微量のZrを添加
し、製造工程中にZrを固溶させる処理を施して
耐熱性を付与させた導電用耐熱アルミ合金は上述
の60TAlとして知られており、これは連続使用温
度が150℃であり、近年さらに耐熱性を高めて送
電容量を増加させたいという要望がある。 しかしただ単に耐熱性を高めるだけなら、Zr
の添加量を多くして行くことが考えられるが、こ
れではZr添加量の増加に従つて導電率が低下し
てしまうので、導電性、耐熱性共に高い導体の開
発が望まれていた。 （発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため、本発
明者らが種々の合金、製法について検討した結果
得られたものであつて、特定組成範囲のアルミ合
金に、特定の製法と特定の熱処理を組合せること
により、高導電率で高い耐熱性を有する導電用耐
熱アルミ合金を製造する方法を提供せんとするも
のである。 本発明は、Zr0.15〜0.35％，Fe0.08〜0.5％，
Si0.04〜0.15％を含有し、残部Alと通常の不純物
とから成るアルミ合金を、700℃以上の温度から
５℃／秒以上の冷却速度で鋳造し、ひき続き熱間
加工を施した後、100℃／時以下の昇温速度で加
熱し、300〜480℃の温度範囲で10〜300時間の時
効処理を施すことを特徴とする導電用耐熱アルミ
合金の製造方法である。 本発明において、アルミ合金中のZr量を0.15〜
0.35％と規定したのは、0.15％未満では耐熱性が
低く、強度も低く、又0.35％を越えると耐熱性が
飽和すると同時に、溶湯の温度を上げないと鋳造
時に固溶せず、Al3Zrの粗大な粒子として晶出し
て、返つて耐熱性を低下させるためである。 又Feはアルミ合金中に固溶する部分とAl3Fe，
Al6Feとして微細に析出する部分が強度、耐熱性
を向上させるものであり、Fe量を0.08〜0.5％と
規定したのは、0.08％未満では耐熱性が低く、強
度も低く、又0.5％を越えると耐熱性が低下する
と共に、導電率が低下するためである。 又SiはAl―Fe―Si系、Al―Zr―Si系の晶出物、
析出物として微細に分散し、強度、耐熱性、導電
性を改良するものであり、Si量を0.04〜0.15％と
規定したのは、0.04％未満では強度が低く、高い
導電率、高い耐熱性を得るための時効時間が長く
なり、工業生産上使用できないからであり、又
0.15％を越えると耐熱性が劣化すると共に、鋳造
割れが著しいためである。 次に、本発明において、連続鋳造とそれに続く
熱間加工は、例えば回転鋳型と無端ベルトにより
構成される連続鋳造機とそれに続く熱間圧延機を
用いるプロペルチ法、SCR法、セシム法などや、
双ロール法、キヤタビラ法などの連続鋳造機とそ
れに続く熱間圧延機を用いるヘズレー法、ハンタ
ー法などの連続鋳造圧延法が利用できるが、鋳造
条件として700℃以上の鋳込温度から５℃／秒以
上の冷却速度で鋳造できるものであれば特に制限
がない。 本発明において、鋳込温度を700℃以上と規定
したのは、700℃未満では溶湯段階で粗大な
Al3Zr粒子が晶出し、耐熱性の大幅な低下を招く
ためである。 又冷却速度を５℃／秒以上と規定したのは、鋳
造時のAl3Fe，Al6Feの晶出物を微細分散させて、
強度、耐熱性を上げると共に、鋳造時強制固溶さ
れたZrを析出させないためで、５℃／秒未満で
は耐熱性が低下する。 又本発明における熱間加工としては通常の熱間
加工で良いが、上述の鋳造材を480℃以上の開始
温度から熱間加工することが耐熱性の面で好まし
く、鋳造材の温度が480℃未満の場合は、ガスバ
ーナー、誘導加熱、赤外線加熱法などにより、加
熱すれば良い。このように熱間加工された後、素
材は好ましくは150℃以下の温度で巻取られる。
例えば最近の巻取機によると、線材の場合２〜３
トンの大型コイルとなり、300℃程度の高温で巻
取ると、コイル中心部には線材自体の温度によ
り、高温の状態が保持され、コイル内外部での特
性のばらつきが大きくなり、製品としての歩留り
が極めて悪くなる。 本発明においては、熱間加工を施した後、又は
必要によりさらに冷間伸線などの冷間加工を施し
た後、100℃／時以下の昇温速度で加熱し、300〜
480℃の温度範囲で10〜300時間の時効処理を施さ
れる。なお上述の冷間加工を加える場合には、熱
間加工された素材の巻取温度を150℃以下にする
ことは特に重要であり、特性のばらつきを無くす
ると共に、冷間加工性のためにも必要である。こ
れに対し、高温で巻取ると、熱間加工時の潤滑剤
がコイル中心部で変質して強く付着し、冷間加工
時の焼付きやソゲ発生を生じ、甚しい時には破断
にまで至らしめる。 本発明における時効処理においては、時効温
度、時効時間の管理と共に時効温度にまで加熱す
る昇温速度が重要であり、これを100℃／時以下
に制御することにより、その後の素材の強度、耐
熱性、導電性の３者共に改良することが可能であ
る。このような特性の向上は、前述のような鋳
造、熱間加工条件と組合せることにより初めて得
られるものである。 この昇温速度を100℃／時以下に制御すること
により強度、耐熱性、導電性が改良されるメカニ
ズムは定かでないが、次のように考えられる。即
ち、これにより、熱間加工組織や冷間加工組織に
微細なAlFeSi，Al3Fe，Al3Zr，Zr5Si3などの第
一次析出処理を施して、その後300〜480℃の時効
処理において、析出サイトの増加した組織に多量
のAl3Zr，Al3Fe，Zr5Si3などの微細な第二次析
出処理が施されることにより、強度、耐熱性、導
電性に優れた素材が得られる。 時効処理の条件を300〜480℃の温度範囲で10〜
300時間と規定したのは、300未満では導電率、耐
熱性、強度共に改善されず、480℃を越えると耐
熱性、強度が劣化し、又10時間未満では導電率、
耐熱性、強度共に改善されず、300時間を越える
と効果が飽和するのみでなく、特に高温での時効
の場合、過時効となり、強度、耐熱性の劣化を招
くからである。時効時間については、一般的に時
効温度の高い程、時間は短かくて良い関係にある
が、目標とする特性を得るため、温度と時間を調
節することが可能である。 次に、本発明においては、上述の時効処理を施
した素材は、通常さらに冷間伸線などの冷間加工
を施され、所望の最終サイズに仕上げられる。 上述の方法により製造された本発明によるアル
ミ合金は、導電率60％IACS以上、硬アルミニウ
ム線と同等の強度を有し、300℃以上の耐熱性を
保有することができる。 ここで耐熱性とは、１時間の加熱により引張強
さが10％低下する最低の加熱温度を示す。 （実施例） 表１に示す組成のアルミ合金を溶解し、脱ガス
処理をした後、鋳型断面積2800mm2の銅合金製回転
鋳型とスチールベルトで構成される連続鋳造機へ
溶湯温度720〜740℃で送りこみ、冷却速度８〜12
℃／秒の冷却条件に管理しながら鋳造した。 この鋳造材の温度が520〜550℃になつてからひ
き続き熱間圧延を開始し、9.5mmの荒引線に熱
間圧延した後、70〜90℃の温度で巻取つた。
アルミ合金の製造方法に関するものである。 （背景技術） 近年、例えば送電容量の増大、２回線運転時の
事故時の１回線運用による電力系統の信頼性向上
のため、耐熱鋼心アルミ合金撚線（以下、
TACSRと称す）が使用されている。これには60
％導電率耐熱アルミ合金（以下、60TAlと称す）
が我が国の基幹送電線に60TACSRとして採用さ
れている。 従来から、Alに0.04％程度の微量のZrを添加
し、製造工程中にZrを固溶させる処理を施して
耐熱性を付与させた導電用耐熱アルミ合金は上述
の60TAlとして知られており、これは連続使用温
度が150℃であり、近年さらに耐熱性を高めて送
電容量を増加させたいという要望がある。 しかしただ単に耐熱性を高めるだけなら、Zr
の添加量を多くして行くことが考えられるが、こ
れではZr添加量の増加に従つて導電率が低下し
てしまうので、導電性、耐熱性共に高い導体の開
発が望まれていた。 （発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため、本発
明者らが種々の合金、製法について検討した結果
得られたものであつて、特定組成範囲のアルミ合
金に、特定の製法と特定の熱処理を組合せること
により、高導電率で高い耐熱性を有する導電用耐
熱アルミ合金を製造する方法を提供せんとするも
のである。 本発明は、Zr0.15〜0.35％，Fe0.08〜0.5％，
Si0.04〜0.15％を含有し、残部Alと通常の不純物
とから成るアルミ合金を、700℃以上の温度から
５℃／秒以上の冷却速度で鋳造し、ひき続き熱間
加工を施した後、100℃／時以下の昇温速度で加
熱し、300〜480℃の温度範囲で10〜300時間の時
効処理を施すことを特徴とする導電用耐熱アルミ
合金の製造方法である。 本発明において、アルミ合金中のZr量を0.15〜
0.35％と規定したのは、0.15％未満では耐熱性が
低く、強度も低く、又0.35％を越えると耐熱性が
飽和すると同時に、溶湯の温度を上げないと鋳造
時に固溶せず、Al3Zrの粗大な粒子として晶出し
て、返つて耐熱性を低下させるためである。 又Feはアルミ合金中に固溶する部分とAl3Fe，
Al6Feとして微細に析出する部分が強度、耐熱性
を向上させるものであり、Fe量を0.08〜0.5％と
規定したのは、0.08％未満では耐熱性が低く、強
度も低く、又0.5％を越えると耐熱性が低下する
と共に、導電率が低下するためである。 又SiはAl―Fe―Si系、Al―Zr―Si系の晶出物、
析出物として微細に分散し、強度、耐熱性、導電
性を改良するものであり、Si量を0.04〜0.15％と
規定したのは、0.04％未満では強度が低く、高い
導電率、高い耐熱性を得るための時効時間が長く
なり、工業生産上使用できないからであり、又
0.15％を越えると耐熱性が劣化すると共に、鋳造
割れが著しいためである。 次に、本発明において、連続鋳造とそれに続く
熱間加工は、例えば回転鋳型と無端ベルトにより
構成される連続鋳造機とそれに続く熱間圧延機を
用いるプロペルチ法、SCR法、セシム法などや、
双ロール法、キヤタビラ法などの連続鋳造機とそ
れに続く熱間圧延機を用いるヘズレー法、ハンタ
ー法などの連続鋳造圧延法が利用できるが、鋳造
条件として700℃以上の鋳込温度から５℃／秒以
上の冷却速度で鋳造できるものであれば特に制限
がない。 本発明において、鋳込温度を700℃以上と規定
したのは、700℃未満では溶湯段階で粗大な
Al3Zr粒子が晶出し、耐熱性の大幅な低下を招く
ためである。 又冷却速度を５℃／秒以上と規定したのは、鋳
造時のAl3Fe，Al6Feの晶出物を微細分散させて、
強度、耐熱性を上げると共に、鋳造時強制固溶さ
れたZrを析出させないためで、５℃／秒未満で
は耐熱性が低下する。 又本発明における熱間加工としては通常の熱間
加工で良いが、上述の鋳造材を480℃以上の開始
温度から熱間加工することが耐熱性の面で好まし
く、鋳造材の温度が480℃未満の場合は、ガスバ
ーナー、誘導加熱、赤外線加熱法などにより、加
熱すれば良い。このように熱間加工された後、素
材は好ましくは150℃以下の温度で巻取られる。
例えば最近の巻取機によると、線材の場合２〜３
トンの大型コイルとなり、300℃程度の高温で巻
取ると、コイル中心部には線材自体の温度によ
り、高温の状態が保持され、コイル内外部での特
性のばらつきが大きくなり、製品としての歩留り
が極めて悪くなる。 本発明においては、熱間加工を施した後、又は
必要によりさらに冷間伸線などの冷間加工を施し
た後、100℃／時以下の昇温速度で加熱し、300〜
480℃の温度範囲で10〜300時間の時効処理を施さ
れる。なお上述の冷間加工を加える場合には、熱
間加工された素材の巻取温度を150℃以下にする
ことは特に重要であり、特性のばらつきを無くす
ると共に、冷間加工性のためにも必要である。こ
れに対し、高温で巻取ると、熱間加工時の潤滑剤
がコイル中心部で変質して強く付着し、冷間加工
時の焼付きやソゲ発生を生じ、甚しい時には破断
にまで至らしめる。 本発明における時効処理においては、時効温
度、時効時間の管理と共に時効温度にまで加熱す
る昇温速度が重要であり、これを100℃／時以下
に制御することにより、その後の素材の強度、耐
熱性、導電性の３者共に改良することが可能であ
る。このような特性の向上は、前述のような鋳
造、熱間加工条件と組合せることにより初めて得
られるものである。 この昇温速度を100℃／時以下に制御すること
により強度、耐熱性、導電性が改良されるメカニ
ズムは定かでないが、次のように考えられる。即
ち、これにより、熱間加工組織や冷間加工組織に
微細なAlFeSi，Al3Fe，Al3Zr，Zr5Si3などの第
一次析出処理を施して、その後300〜480℃の時効
処理において、析出サイトの増加した組織に多量
のAl3Zr，Al3Fe，Zr5Si3などの微細な第二次析
出処理が施されることにより、強度、耐熱性、導
電性に優れた素材が得られる。 時効処理の条件を300〜480℃の温度範囲で10〜
300時間と規定したのは、300未満では導電率、耐
熱性、強度共に改善されず、480℃を越えると耐
熱性、強度が劣化し、又10時間未満では導電率、
耐熱性、強度共に改善されず、300時間を越える
と効果が飽和するのみでなく、特に高温での時効
の場合、過時効となり、強度、耐熱性の劣化を招
くからである。時効時間については、一般的に時
効温度の高い程、時間は短かくて良い関係にある
が、目標とする特性を得るため、温度と時間を調
節することが可能である。 次に、本発明においては、上述の時効処理を施
した素材は、通常さらに冷間伸線などの冷間加工
を施され、所望の最終サイズに仕上げられる。 上述の方法により製造された本発明によるアル
ミ合金は、導電率60％IACS以上、硬アルミニウ
ム線と同等の強度を有し、300℃以上の耐熱性を
保有することができる。 ここで耐熱性とは、１時間の加熱により引張強
さが10％低下する最低の加熱温度を示す。 （実施例） 表１に示す組成のアルミ合金を溶解し、脱ガス
処理をした後、鋳型断面積2800mm2の銅合金製回転
鋳型とスチールベルトで構成される連続鋳造機へ
溶湯温度720〜740℃で送りこみ、冷却速度８〜12
℃／秒の冷却条件に管理しながら鋳造した。 この鋳造材の温度が520〜550℃になつてからひ
き続き熱間圧延を開始し、9.5mmの荒引線に熱
間圧延した後、70〜90℃の温度で巻取つた。
【表】
これらの荒引線を表２に示す条件で、時効前後
の冷間加工、時効処理を施し、引張強さ、導電
率、耐熱性を調査した結果は表３に示す通りであ
る。
の冷間加工、時効処理を施し、引張強さ、導電
率、耐熱性を調査した結果は表３に示す通りであ
る。
【表】
【表】
【表】
【表】
表３より、本発明による試料No.１，２，５〜
12，14，16，18，20，21は、その他の比較例に比
べ、同一成分、同一時効条件のものでは強度、導
電率、耐熱性が優れ、ほぼ硬アルミニウム線と同
等の強度、60％IACS以上の高い導電率および300
℃以上の耐熱性を有することが分る。特に時効処
理における昇温速度の影響が大きい。 （発明の効果） 上述のように構成された本発明の導電用耐熱ア
ルミ合金の製造方法は次のような効果がある。 アルミ合金がZr0.15〜0.35％，Fe0.08〜0.5％，
Si0.04〜0.15％を含有するため、Zrにより耐熱
性、強度を向上し、Fe，Siにより導電率を低下
させずに強度、耐熱性を改善し、この合金を700
℃以上の鋳込温度から５℃／秒以上の冷却速度で
連続鋳造し、ひき続き熱間加工を施すため、鋳造
時強制固溶されたZrが析出することなく固溶さ
れ、その後時効処理時100℃／時以下の昇温速度
で加熱するため、前述のような微細な化合物粒子
の第一次析出を生じ、さらに、300〜480℃の温度
範囲で10〜300時間の時効処理を施すため、前述
のような微細な化合物粒子の第二次析出を生ずる
ので、強度、耐熱性、導電性共に優れたアルミ合
金が得られ、導電率60％IACS以上、硬アルミニ
ウム線と同等の強度を有し、かつ300℃以上の耐
熱性を保有させることができる。 特に導電率の高いものが得られることは、電線
の抵抗損を大幅に減少でき、その効果は大きい。
12，14，16，18，20，21は、その他の比較例に比
べ、同一成分、同一時効条件のものでは強度、導
電率、耐熱性が優れ、ほぼ硬アルミニウム線と同
等の強度、60％IACS以上の高い導電率および300
℃以上の耐熱性を有することが分る。特に時効処
理における昇温速度の影響が大きい。 （発明の効果） 上述のように構成された本発明の導電用耐熱ア
ルミ合金の製造方法は次のような効果がある。 アルミ合金がZr0.15〜0.35％，Fe0.08〜0.5％，
Si0.04〜0.15％を含有するため、Zrにより耐熱
性、強度を向上し、Fe，Siにより導電率を低下
させずに強度、耐熱性を改善し、この合金を700
℃以上の鋳込温度から５℃／秒以上の冷却速度で
連続鋳造し、ひき続き熱間加工を施すため、鋳造
時強制固溶されたZrが析出することなく固溶さ
れ、その後時効処理時100℃／時以下の昇温速度
で加熱するため、前述のような微細な化合物粒子
の第一次析出を生じ、さらに、300〜480℃の温度
範囲で10〜300時間の時効処理を施すため、前述
のような微細な化合物粒子の第二次析出を生ずる
ので、強度、耐熱性、導電性共に優れたアルミ合
金が得られ、導電率60％IACS以上、硬アルミニ
ウム線と同等の強度を有し、かつ300℃以上の耐
熱性を保有させることができる。 特に導電率の高いものが得られることは、電線
の抵抗損を大幅に減少でき、その効果は大きい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Zr0.15〜0.35％，Fe0.08〜0.5％，Si0.04〜
0.15％を含有し、残部Alと通常の不純物とから成
るアルミ合金を、700℃以上の鋳込温度から５
℃／秒以上の冷却速度で連続鋳造し、ひき続き熱
間加工を施した後、100℃／時以下の昇温速度で
加熱し、300〜480℃の温度範囲で10〜300時間の
時効処理を施すことを特徴とする導電用耐熱アル
ミ合金の製造方法。 ２ 熱間加工が、加工開始温度480℃以上、巻取
温度150℃以下として行なわれる特許請求の範囲
第１項記載の導電用耐熱アルミ合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3424083A JPS59159946A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 導電用耐熱アルミ合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3424083A JPS59159946A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 導電用耐熱アルミ合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159946A JPS59159946A (ja) | 1984-09-10 |
| JPH0125383B2 true JPH0125383B2 (ja) | 1989-05-17 |
Family
ID=12408631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3424083A Granted JPS59159946A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 導電用耐熱アルミ合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159946A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006299305A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐熱アルミニウム合金線およびその製造方法 |
| JP2011063884A (ja) * | 2010-10-21 | 2011-03-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐熱アルミニウム合金線 |
-
1983
- 1983-03-01 JP JP3424083A patent/JPS59159946A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006299305A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐熱アルミニウム合金線およびその製造方法 |
| JP2011063884A (ja) * | 2010-10-21 | 2011-03-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐熱アルミニウム合金線 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59159946A (ja) | 1984-09-10 |
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