JPH0313302B2 - - Google Patents

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JPH0313302B2
JPH0313302B2 JP11087482A JP11087482A JPH0313302B2 JP H0313302 B2 JPH0313302 B2 JP H0313302B2 JP 11087482 A JP11087482 A JP 11087482A JP 11087482 A JP11087482 A JP 11087482A JP H0313302 B2 JPH0313302 B2 JP H0313302B2
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JP
Japan
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wire
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aluminum alloy
heat resistance
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JP11087482A
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JPS591659A (ja
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Hitoshi Yanase
Mototsugu Hoshino
Moritsugu Ootake
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は導電用高耐熱アルミニウム合金撚線の
製造方法に関するもので、特に撚線として素線の
導電性、強度及び耐熱性を損なうことなく曲げ特
性を改善したものである。 従来、架空送電線には主にアルミニウム素線を
撚合せた鋼芯アルミニウム撚線(ASCR)が用い
られているが、特殊な送電条件のもとでは耐熱ア
ルミニウム合金素線を撚合せた鋼芯耐熱アルミニ
ウム合金撚線(TASCR)が用いられている。こ
のTASCR用素線にはAl−Zr系合金が用いられて
いるが、この合金はZr含有量の如何に拘わらず、
素線の引張強さがそれほど高くならないため、長
径間送電用には使用できず、また全アルミニウム
合金撚線(AAAC)にも使用できないものであ
つた。 そこで、長径間送電線には強度の優れた5005系
合金(Al−0.5〜1.1wt%Mg)からなる高力アル
ミニウム合金素線を撚合せた鋼芯高力アルミニウ
ム合金撚線が用いられている。しかるにこの合金
素線は引張強さが24Kg/mm2と優れているが、耐熱
性は通常のアルミニウム(ECAI)素線と同程度
であり、大容量送電線には使用できないものであ
つた。 近年、電力需要の増大に伴い、大容量送電用と
して耐熱性及び強度の優れた素線が要求されるよ
うになり、これに応じて上記Al−Zr系合金と同
等の導電性及び耐熱性を有し、上記5005系合金と
同等の強度を有するAl−Zr−Fe系合金線が開発
され、これを撚合せた導電用高力耐熱アルミニウ
ム合金撚線が用いられるようになつた。この撚線
はAl−Zr−Fe系合金溶湯を連続又は半連続鋳造
し、得られた鋳塊を再加熱することなく熱間圧延
により荒引線とし、これを冷間で伸線加工した素
線を複数本撚合せて撚線としたものであるが、素
線の曲げ特性が劣るため、架線工事における釣車
通し等において素線切れを起し易く、また長径間
大電流送電用撚線や鉄芯損のない全アルミニウム
合金撚線の素線としては更に性能の向上が強く望
まれている。 本発明はこれに鑑み種々研究の結果、素線の導
電性、強度、及び耐熱性を劣化せしめることなく
曲げ特性を向上し、長径間大電流送電用撚線や鉄
芯損のない全アルミニウム合金撚線としても使用
できる。撚線の製造方法を開発したもので、アル
ミニウム合金溶湯を連続又は半連続鋳造し、得ら
れた鋳塊を再加熱することなく熱間圧延により荒
引線とし、これを冷間伸線加工した素線を複数本
撚合せる撚線の製造において、Zr0.05〜0.2wt%
(以下wt%を単に%と略記)及びFe0.1〜0.8%を
含み、Cu0.03〜0.4%、Mg0.01〜0.2%の範囲内で
何れか1種又は2種をFe含有量との比(Fe含有
量/Cu+Mg含有量)で0.2〜20を含み、残部Al
と通常の不純物からなるアルミニウム合金溶湯を
10mm/sec以上の鋳造速度で超音波をかけながら
鋳造し、得られた鋳塊の熱間圧延を550〜350℃の
温度より開始し、300〜120℃の温度で終了し、そ
の間に80%以上の減面加工を加えて荒引線とし、
これを冷間伸線加工する伸線中の線材温度を100
℃以下に保持し、80%以上の減面加工を加えて素
線とし、該素線の撚合せにあたり、素線に1パス
レダクシヨンで5%以上の減面加工を加えながら
撚合せることを特徴とするものである。 即ち、本発明は上記組成範囲の合金を溶製し、
これを10mm/sec以上の鋳造速度で超音波をかけ
ながら連続又は半連続鋳造することにより、耐熱
性劣化の原因となるZr、Fe等の析出を阻止し、
結晶粒と晶出物を微細化して曲げ特性を改善す
る。この鋳塊を熱曲圧延により荒引線とするの
に、Zr、Fe等の析出の原因となる再加熱を行な
うことなく550〜350℃の温度より圧延を開始し、
300〜120℃の温度で圧延を終了するまでに80%以
上の減面加工を加えて荒引線の溶質元素を均質化
すると共にZr、Fe等の析出を阻止して耐熱性の
低下を防止し、かつ十分に加工硬化させる。 この荒引線を冷間で伸線加工して素線とするの
に、伸線加工中の線材温度を100℃以下に保持し
て80%以上の減面加工を加えることにより、加工
熱による低温焼鈍硬化現象により耐熱性が低下す
るのを防止し、かつ防止硬化により十分な強度を
付与する。 このようにして得た素線を複数本撚合せて撚線
とするのに、素線に1パスレダクシヨンで5%以
上の減面加工を加えながら撚合せることにより、
加工による発熱と撚合せ中の素線に加えられるね
じりの歪により撚線の曲げ特性を顕著に向上せし
めたものである。 本発明において合金組成を前記の如く限定した
のは次の理由によるものである。 Zr含有量を0.05〜0.2%と限定したのは、0.05%
未満ではFe含有量の如何にかかわらず耐熱性向
上の効果が少なく、0.2%を越えると耐熱性は向
上するも、導電率の低下が著しくなるためであ
り、Fe含有量を0.1〜0.8%と限定したのは、0.1%
未満ではZr含有量の如何にかかわらず、良好な
引張強さと耐熱性が得られず、0.8%を越えると
き導電率が著しく低下するためである。 またCu含有量を0.03〜0.4%、Mg含有量を0.01
〜0.4%と限定したのは、Cu又は/及びMgの含
有量が下限未満では曲げ性の改善が小さく、上限
を越えると導電率の低下が著しくなるためであ
り、Cu又は/及びMgの含有量をFe含有量との比
(Fe含有量/Cu+Mg含有量)で0.2〜20と限定し
たのは0.2未満では導電率の低下が著しく、20を
越えると曲げ特性の改善が認められないためであ
る。 尚、通常の不純物とは、Al地金に不可避的に
含まれるもので、一般のECAl地金に含まれる程
度の不純物であれば撚線としての特性を何等損な
うようなことはない。 次に本発明において、連続又は半連続鋳造にお
ける前記組成の合金溶湯の鋳造速度を10mm/sec
以上と限定したのは、10mm/sec未満ではZr、Fe
等が析出して耐熱性を低下するためであり、鋳造
時に超音波をかけたのは結晶粒及び晶出物を微細
化して曲げ特性を改善するためである。このよう
にして得た鋳塊を再加熱することなく熱間圧延す
るのは再加熱によりZr、Fe等が析出して耐熱性
が低下するのを防止するためで、鋳塊の熱間圧延
開始温度を550〜350℃と限定したのは、550℃よ
り高い温度で開始すると、冷間伸線加工における
加工硬化能が小さくなり、350℃より低い温度で
開始するとFeが均質化せず、耐熱性が低下する
ためである。また熱間圧延終了温度を300〜120℃
と限定したのは、300℃より高い温度で終了する
と、十分な強度が得られず、圧延後の冷却過程で
固溶したZrやFeが析出して耐熱性が低下し、120
℃より低い温度まで圧延を続けると、加工による
硬化現象が大きくなり、耐熱性が低下するためで
ある。また熱間圧延における減面加工率は80%以
上と限定したのは、80%未満の加工では十分な加
工硬化が得られず、強度が低下するためである。 更に冷間伸線加工における伸線中の線材温度を
100℃以下に保持したのは伸線中の線材温度が100
℃を越えると低温焼鈍硬化現象が起り、耐熱性を
著しく低下するためであり、冷間伸線加工におけ
る減面加工率を80%以上と限定したのは、80%未
満の加工では十分な加工硬化が得られず、素線の
強度が不十分となるためである。 このようにして得た素線を撚合せて撚線とする
のに、素線に加える1パスレダクシヨンの減面加
工を5%以上と限定したのは、前記の如く減面加
工による発熱と撚合せ中に加えられるねじりの歪
により曲げ特性を更に向上させるためで、減面加
工と撚合せを別工程で行なつたのでは曲げ特性の
向上は得られず、また減面加工率が5%未満では
減面加工による発熱が小さく、曲げ特性の向上が
得られない。更に2パス以上のレダクシヨンで5
%以上の減面加工を行なつても曲げ特性は改善さ
れるが、より大きな効果は得られず、しかも撚合
せ中の減面加工は1パスが限度であるためであ
る。 以下、本発明を実施例について説明する。純度
99.6%のECAl地金と、Al−5%Zr、Al−6%
Fe、Al−50%Cuの各母合金とMg単体とを用い、
第1表に示す組成の合金を溶製した。この溶湯に
超音波を加えながらベルトアンドホイール型連続
鋳造機により断面積200mm2の鋳塊を連続的に鋳造
し、これを再加熱することなく連続的に圧延する
連続圧延機により熱間圧延して荒引線とした。こ
の荒引線を冷間で連続的に伸線加工して素線とし
た。 この素線を6〜84本用い、それぞれダイスを通
して1パスで減面加工しながら鋼芯上に撚合せて
合芯高力熱アルミニウム合金撚線を製造した。
尚、比較のため同一素線を用いて減面加工するこ
となく鋼芯上に撚合せて鋼芯高力耐熱アルミニウ
ム合金撚線を製造した。これ等の撚線を1mの長
さに切断して解体し、各素線をそれぞれ整直した
後、引張強さ、導電率、耐熱性及び曲げ特性を測
定した。その測定結果と製造条件を第2表に示
す。 尚、引張強さはアムスラー型引張試験機により
測定し、導電率はケルビンダブルブリツジにより
電気抵抗を測定して算出した。また耐熱性は試料
を230℃の温度で1時間加熱した後引張強さを測
定し、加熱前の引張強さに対する加熱後の引張強
さの割合で表わした。また曲げ特性は試料を試料
の直径の2倍の曲面で挾持して左右交互に繰り返
し曲げを行ない、破断までの曲げ回数を測定し
た。曲げ回数は、左に90°曲げて1回、元の位置
に戻して2回、右に90°曲げて3回、元の位置に
戻して4回とし、これを破断するまでの回数を測
定した。
【表】
【表】
【表】 第1表および第2表から明らかなように本発明
万法No.1〜No.14により製造した撚線の素線は、導
電率56.1〜57.1%IACS、引張強さ26.6〜27.6Kg/
mm2、耐熱性94.9〜97.0%、曲げ回数25〜29回の特
性を示し、従来方法No.34〜No..36で製造した撚線
の素線と比較し、同等の導電率、引張強さ及び耐
熱性とはるかに高い曲げ回数を示し、2倍以上の
曲げ特性を有することが判る。 これに対して本発明方法で規定する合金組成又
は製造条件が外れる比較方法No.15〜No.33では導電
率、引張強さ、耐熱性、曲げ特性の何れかが劣る
ことが判る。即ち、Zr含有量の少ない比較合金
0を用いた比較方法No.15では耐熱性が悪く、Fe
含有の少ない比較合金Qを用いた比較方法No.17で
は引張強さ及び耐熱性が悪く、Mg又は/及びCu
含有量の少ない比較合金Sを用いた比較方法では
曲げ特性の改善が認められず、Zr含有量の多い
比較合金P、Fe含有量の多い比較合金R、Mg又
は/及びCu含有量の多い比較合金Tを用いた比
較方法No.16、No.18、No.20では何れも導電率が低く
なつている。またFe含有量とMg又は/及びCu含
有量の比が小さい比較合金Uを用いた比較方法No.
21では導電率が低下し、Fe含有量とMg又は/及
びCu含有量の比が大きい比較合金V.Wを用いた
比較方法No.22、No.23では曲げ特性の改善が認めら
れない。また製造条件において、鋳造速度が遅い
比較方法No.24では耐熱性が低く、超音波をかけな
い比較方法No.25では曲げ特性の改善が認められ
ず、熱間圧延の開始温度が高い比較方法No.26、熱
間圧延又は冷間伸線による加工率が小さい比較方
法No.30、No.32では何れも引張強さが低く、熱間圧
延の開始温度が低い比較方法No.27、熱間圧延の終
了温度が高い比較方法No.28、熱間圧延の終了温度
が低い比較方法No.29、冷間伸線加工中の温度が
100℃を越える方法No.31、撚合せの際の減面加工
率が小さい比較方法No.33では何れも引張強さ及び
耐熱性が低いことが判る。 このように本発明によれば従来の高力耐熱アル
ミニウム合金撚線の素線と同等の導電率、強度及
び耐熱性を有し、かつはるかに優れた曲げ特性を
有する素線を撚合せた高力耐熱アルミニウム合金
撚線を製造することができるので、長径間送電線
や鉄損失の全アルミニウム合金撚線としてその特
性を向上し得る等工業上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 アルミニウム合金溶湯を連続又は半連続鋳造
    し、得られた鋳塊を再加熱することなく熱間圧延
    により荒引線とし、これを冷間伸線加工した素線
    を複数本撚合せる撚線の製造において、Zr0.05〜
    0.2wt%及びFe0.1〜0.8wt%を含み、Cu0.03〜
    0.4wt%、Mg0.01〜0.4wt%の範囲内で何れか1
    種又は2種をFe含有量との比(Fe含有量/Cu+
    Mg含有量)で0.2〜20を含み、残部Alと通常の不
    純物からなるアルミニウム合金溶湯を10mm/sec
    以上の鋳造速度で超音波をかけながら鋳造し、得
    られた鋳塊の熱間圧延を550〜350℃の温度より開
    始し、300〜120℃の温度で終了し、その間に80%
    以上の減面加工を加えて荒引線とし、これを冷間
    伸線加工により伸線中の線材温度を100℃以下に
    保持し、80%以上の減面加工を加えて素線とし、
    該素線の撚合せにあたり、素線に1パスレダクシ
    ヨンで5%以上の減面加工を加えながら撚合せる
    ことを特徴とする曲げ特性の優れた導電用高力耐
    熱アルミニウム合金撚線の製造方法
JP11087482A 1982-06-29 1982-06-29 導電用高力耐熱アルミニウム合金撚線の製造方法 Granted JPS591659A (ja)

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JP5402279B2 (ja) 2008-06-27 2014-01-29 株式会社リコー 電子写真感光体、その製造方法、及びそれを使用した画像形成装置
CN115740376B (zh) * 2022-11-30 2025-01-28 昆明理工大学 一种铝锆中间合金析出相组织控制方法
CN117265307B (zh) * 2023-10-11 2024-05-31 中铝河南洛阳铝箔有限公司 一种高延伸率高强度铝箔的制备工艺及其应用

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