JPH04301046A

JPH04301046A - 導電用耐熱アルミニウム合金材

Info

Publication number: JPH04301046A
Application number: JP9128991A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Takayama; 高山　輝之; Kaoru Takeda; 薫武田; Isao Kumazuki; 熊懐　功
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1992-10-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送電線等に使用され、導
電性及び耐熱性が優れた導電用耐熱アルミニウム合金材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】送電線に使用される導電用耐熱アルミニ
ウム合金線としては、従来、Ｚｒを微量添加したＡｌ−
Ｚｒ系合金が使用されてきた。この種のアルミニウム合
金線は導電率が６０％ＩＡＣＳ以上で連続使用温度が　
１５０℃という規格（６０ＴＡｌ）を有する。しかし、
近年、使用温度を更に一層高めることができるような、
超耐熱又は特別耐熱アルミニウム合金線が要望されてい
る。そこで、近時、例えば、Ｚｒを０．１５乃至０．３
５重量％、Ｆｅを０．０５乃至　０．５重量％、Ｓｉを
０．０３乃至０．２５重量％含有するようなＡｌ合金の
製造方法（特公平２−１５６２５　、特公平１−５２４
６８　）とか、Ｚｒを０．０１乃至　０．８重量％、Ｆ
ｅを０．０７乃至　０．８重量％、Ｓｉを０．０３乃至
０．３重量％含有するＡｌ合金を温度を上げて伸線する
方法（特公昭６３−１７５２５）とか、Ｆｅを０．０５
乃至　０．２重量％、Ｓｉ；０．１０乃至０．４０重量
％、Ｚｒ；０．１５乃至　０．４重量％、残部Ａｌから
なるＡｌ合金にＹ；０．００５乃至　０．５重量％、Ｉ
ｎ；０．００５乃至　０．５重量％、Ｂｅ；０．００５
乃至　０．５重量％のうちの一種を加えたもの（特公昭
６２−５４１８６）等が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらはいずれもＺｒ
と共に、Ｓｉ及びＦｅ等の成分を加えたものであるが、
これらの添加成分の濃度が比較的高いために、導電率が
低下しやすいという難点がある。また、固溶Ｚｒの時効
析出処理に１００時間を超えるような長い処理時間が必
要である等の問題点もある。更に、Ｙ，Ｉｎ及びＢｅを
添加することは、コスト的に不利であり、また多元素の
添加であるため、その製造工程が煩雑となる等の問題点
がある。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、導電率の低下をもたらすことがないと共に
、その製造が容易であって製造コストが低い導電用耐熱
アルミニウム合金材を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る導電用耐熱
アルミニウム合金材は、Ｚｒを０．２５乃至０．５０重
量％、Ｍｇを０．０１乃至０．２０重量％含有し、残部
Ａｌからなることを特徴とする。

【０００６】また、この導電用耐熱アルミニウム合金材
は、上記組成のワイヤロッドを、少なくとも３５０乃至
　４５０℃の温度範囲で１００時間未満保持する熱処理
を施した後、伸線加工することにより、製造される。こ
の場合に、必要に応じて、伸線加工後、熱処理を施して
もよい。

【０００７】

【作用】本発明においては、固溶Ｚｒの時効析出に時間
がかかり、多数の添加成分を有するために導電率が低下
すると共にコストが上昇するという従来技術の欠点を解
消すべく種々実験研究を重ねた結果、０．０１乃至０．
２重量％のＭｇを含有することにより、Ｚｒの時効析出
を促進し、析出処理時間を短縮できることを見いだした
。本発明は係る知見に基づいてなされたものである。

【０００８】即ち、本発明に係るアルミニウム合金材は
、Ｚｒを０．２５乃至０．５０％、Ｍｇを０．０１乃至
　０．２％含有する。

【０００９】以下、各成分の添加理由及び組成限定理由
について説明する。ＺｒＺｒはその時効析出によりアルミニウム合金の耐熱性を
向上させる。しかし、Ｚｒが０．２５重量％より少ない
ときは、アルミニウム合金の強度及び耐熱性がいずれも
十分ではない。一方、Ｚｒが０．５０重量％を超えると
、耐熱性向上の効果が飽和するためそれ以上添加しても
無駄であり、また導電率の低下も生じる。このため、Ｚ
ｒ含有量は、０．２５乃至０．５０重量％にする。ＭｇＭｇの作用は、Ｚｒの時効析出を促進して、その析出処
理時間を短縮することにあり、これによりアルミニウム
合金の耐熱性を向上させる効果がある。

【００１０】しかし、Ｍｇが０．０１重量％より少ない
ときはその添加効果が少なく、Ｍｇ含有量が０．２重量
％を超えると、アルミニウム合金の導電率の低下が顕著
となる。このため、Ｍｇ含有量は、０．０１乃至０．２
重量％とする。

【００１１】本発明においては、上述の組成のワイヤロ
ッド等の素材を３５０乃至４５０℃の温度に１００時間
未満の短時間保持する熱処理を施してＺｒを時効析出さ
せ、アルミニウム合金の耐熱性を向上させる。次いで、
このワイヤロッドを所定の加工率で伸線加工し、所定の
線径の導電用耐熱アルミニウム合金線等のアルミニウム
合金材を得る。このアルミニウム合金材は必要に応じて
更に熱処理を施してもよい。

【００１２】また、このワイヤロッド等の素材の熱処理
条件を種々変更することによって、所望特性が異なる種
々の耐熱アルミニウム合金の要求に満足する特性値を得
ることができる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明に係るアルミニウム合金線の製
造方法の１例について具体的に説明する。先ず、前述の
組成の合金溶湯を溶製した後、プロペルチ法に代表され
る連続鋳造圧延方式で、例えば、直径が　９．５ｍｍの
荒引線を得る。この荒引線は溶湯温度から鋳造及び熱間
圧延の各工程を経て急冷されるために、Ｚｒ及びＭｇが
固溶された状態にある。このため、この荒引線を伸線加
工するに先立って、時効析出処理としての熱処理を行う
。本発明に係るアルミニウム合金の場合は、３５０乃至
　４５０℃の温度で、１００時間未満、例えば５乃至７
２Ｈｒ程度熱処理するのが好ましい。

【００１４】この荒引線の時効析出処理により導電率が
向上し、更にアルミニウム合金線の強度が向上する。

【００１５】次に、この荒引線を伸線加工し、所定の適
用線径の　２．６乃至　４．０ｍｍ程度の線材とする。その後、目的とする特性に合致させるために、更に熱処
理する。即ち、特別耐熱アルミニウム合金線の用途の場
合には、導電率５８％以上、引張強さ１７．９ｋｇｆ／
ｍｍ２以上、　４００℃に４時間加熱した後の引張強さ
が加熱前の引張強さの９０％以上という各規定条件を満
足させるために、伸線後に更に例えば３００乃至４００
℃で２乃至２０時間程度の熱処理を施して、特別耐熱ア
ルミニウム合金線に仕上げる。

【００１６】次に、本発明の実施例に係るアルミニウム
合金について、その成分組成が本発明にて規定する範囲
から外れる比較例と比較して説明する。下記表１は各実
施例及び比較例のＺｒ及びＭｇ組成を示す。いずれも表
１に記載の組成のワイヤロッド（直径９．５ｍｍ）を表
１に記載の条件で熱処理し、次いでこのワイヤロッドを
直径２．８ｍｍの線材に伸線加工し、更に、この線材を
再度表１の伸線後熱処理欄に記載の条件で熱処理した。得られたアルミニウム合金線の特性を表１に併せて示す
。但し、表１の耐熱性欄に記載の数値は、４００℃に４
時間加熱したときの強度を、加熱前の強度で除したもの
を％表示したものであり、９０％以上の耐熱性が得られ
たものが導電用耐熱アルミニウム合金として合格である
。

【００１７】

【表１】

【００１８】Ｚｒを０．２５乃至０．５０重量％含有す
る合金に、０．０１乃至０．２０重量％の微量のＭｇを
添加した実施例の場合は、ワイヤロッドに必要な熱処理
時間が２０時間又は４８時間と比較的短時間でも、引張
り強さ、導電率及び耐熱性の全ての特性値が十分に高い
優れた合金が得られる。

【００１９】これに対し、Ｚｒが０．５０重量％を超え
る場合（比較例２）には、導電率が低く、またＭｇを０
．０１重量％含有していても、引張り強さが低い。また
、Ｍｇを含有しない場合には、Ｚｒが０．５０重量％（
比較例１，４）及び０．４０重量％（比較例５，６）の
いずれの場合も、引張り強さ及び導電率が実施例合金よ
り低いのに加え、十分な耐熱性を得るためには、１４４
時間という極めて長時間に亘って熱処理する必要がある
。従って、その製造コストが高い。

【００２０】しかし、本実施例のように、Ｍｇを添加す
ることにより、Ｚｒの析出が促進され、短時間の熱処理
で導電率が向上し、強度が高くなる。しかしながら、Ｍ
ｇ含有量が０．３重量％であると（比較例３）、導電率
が低下してしまうと共に、耐熱性も不十分である。従っ
て、Ｍｇ含有量は０．０１乃至０．２重量％であること
が必要である。

【００２１】下記表２は、本発明の特許請求の範囲に入
る組成を有する合金を、そのワイヤロッドの熱処理条件
を種々変更して、伸線加工後の特性に与える影響を調べ
た結果を示す。この場合に、目標とする特性値としては
、超耐熱アルミニウム合金線の特性とした。即ち、引張
強さが１６．９ｋｇｆ／ｍｍ２以上、導電率が６０％以
上であり、耐熱性は２８０℃に１時間加熱したときの引
張強さの残存率が９０％以上の場合を合格とするもので
ある。

【００２２】表２においては、本発明にて規定した所定
の組成に調整したワイヤロッド（直径９．５ｍｍ）の熱
処理条件と、４．０ｍｍに伸線加工した後の線材特性と
を示した。熱処理時間としては　１００時間以内を目標
とした。この表２から明らかなように、前述の超耐熱ア
ルミニウム合金線としての目標値を満足するワイヤロッ
ドの熱処理条件としては、　３５０乃至４５０　℃で４
８乃至７２時間となり、　熱処理温度が３００℃の場合
、又は５００℃の場合は、引張強さ、導電率又は強度残
存率で示した耐熱性が不十分となる。

【００２３】

【表２】

【００２４】以上のように、表１及び表２に記載の２種
類の導電用耐熱性アルミニウム合金線を同一ワイヤロッ
ドから熱処理条件を変えるだけで、製造することができ
る。また、従来のワイヤロッドに比較して熱処理時間を
短縮することができるため、アルミニウムニウム合金の
製造コストを低減できる。

【００２５】なお、本発明は主として送電線等の導電用
耐熱アルミニウム合金線として極めて有効であり、上述
の各実施例の説明は導電用耐熱アルミニウム合金線につ
いてのものであるが、本発明は平板状の耐熱アルミニウ
ム合金板としても効果的であり、結局、本発明はその形
状について何等限定するものではない。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、所定の濃度のＺｒの外
に、０．０１乃至０．２重量％のＭｇを含有するから、
熱処理によるＺｒの時効析出が促進され、強度及び導電
率が高く、耐熱性が優れたアルミニウム合金線を得るこ
とができる。また、Ｍｇの添加によるＺｒの時効析出が
促進された結果、熱処理時間が著しく短縮され、その製
造コストが低減される。更に、ワイヤロッドの熱処理条
件を種々調整すれば、種々の耐熱アルミニウム合金の所
要特性を満足することができ、熱処理条件の選択だけで
種々の耐熱アルミニウム線材を同一のワイヤロッドから
製造することができる。更にまた、Ｂ，Ｉｎ，Ｙ等の高
価な添加成分を使用しないので、この点でも製造コスト
を低減することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　Ｚｒを０．２５乃至０．５０重量％、
Ｍｇを０．０１乃至０．２０重量％含有し、残部Ａｌか
らなることを特徴とする導電用耐熱アルミニウム合金材
。
【請求項２】　　Ｚｒを０．２５乃至０．５０重量％、
Ｍｇを０．０１乃至０．２０重量％含有し、残部Ａｌか
らなる素材を、少なくとも３５０乃至　４５０℃の温度
範囲で１００時間未満保持する熱処理を施した後伸線加
工して構成されたことを特徴とする導電用耐熱アルミニ
ウム合金材。