JPH0771690B2

JPH0771690B2 - 導電用耐熱アルミニウム合金線の製造方法

Info

Publication number: JPH0771690B2
Application number: JP61001862A
Authority: JP
Inventors: 明男川上; 義裕長沼
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1986-01-08
Filing date: 1986-01-08
Publication date: 1995-08-02
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPS62161416A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は優れた導電性と耐熱性を共有する送電および配
電用の耐熱アルミニウム合金線の製造方法に関するもの
であり、近年、送電容量の増大に伴つて要望されている
送電線の使用温度の向上化に対応しようとするものであ
る。

「従来の技術」従来よりこの種のアルミニウム合金線として、Al中にZr
を固溶限（0.28％）までの所要量固溶させて耐熱性を向
上させたAl−Zr系合金、あるいは、AlにMgやSiを添加し
て引張り強さを向上させたAl−Mg−Si系合金が知られて
いる。

「発明が解決しようとする問題点」前記Al−Zr系合金線にあつては、Zrの固溶限までの範囲
でZrを添加することによつて耐熱性は向上するものの、
Zrの添加量の増大に伴い導電率が大幅に低下し、引張り
強さの向上割合が少ないという問題があり、更に耐熱性
の向上にも限界があるといつた問題を有している。ま
た、前記Al−Mg−Si系合金にあつては、Mg,Siの添加量
向上とともに引張り強さは向上するものの、導電率の低
下割合が大きく、耐熱性の向上割合も小さい問題があ
る。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、Mg、Si、
Zr等の元素を適宜添加した従来の高導電用アルミ合金線
並の60％あるいはそれ以上の高導電率と高強度を有し、
しかも、前記元素を添加した従来の耐熱性アルミ合金線
と同等の耐熱性を併せ持つ送電および配電用のアルミニ
ウム合金線を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」本発明は、前記問題点を解決するために、0.1〜0.3％
（重量％，以下同じ）のFeと通常のアルミニウム地金に
含有されるSi等の不可避不純物からなるAl合金溶湯を鋳
造し、凝固直後に550〜400℃の間の温度で熱間加工を開
始し、熱間加工量80％以上で荒引線を製造した後、更に
該荒引線に対し、加工度70％以上の冷間伸線加工を行つ
てアルミニウム合金線を得るものである。

本発明において、0.1〜0.3重量％のFeのみを含有したAl
合金を使用する理由は、アルミニウム地金中に地元素を
添加した場合、熱処理を施さない限り導電率が低下する
ためであるといつた理由と、FeはZrに比較して耐熱性の
向上に貢献する程度は小さいものの導電性を損なう程度
が小さいために、導電率の確保と耐熱性の向上の両方の
要求を満たすためである。

そして、Feの含有量を0.1〜0.3重量％と規定したのは、
含有量が0.1重量％未満では耐熱アルミニウム合金線と
して必要な強度と耐熱性が得られないためであり、含有
量が0.3重量％を越えると導電率が低くなつて所望の電
気用アルミニウム地金相当の導電率が得られないためで
ある。

更に、熱間加工開始温度を400℃以上に規定したのは、4
00℃未満の温度では圧延温度が低く圧延途中に圧延割れ
等の障害を生じるためであり、また優れた伸び特性を出
すためにも400℃であることが必要である。また、熱間
加工開始温度の上限を550℃に規定したのは、これ以上
の温度では荒引線の十分な強度が得られないためであ
る。

さらに、熱間加工量を80％以上と規定したのは、これよ
り低い加工量では熱間加工歪が少なく荒引線の十分な強
度が得られないためであり、冷間伸線加工量を70％以上
としたのは、70％未満では冷間加工歪量が小さく、素線
の強度が不足するためである。

なお、前記アルミニウム合金線を仕上がり線径まで縮径
した後に、120〜280℃で30分から５時間の熱処理を施す
ことにより、Feの低温時効効果によつて伸線加工の引き
上がり時より更に引張り強さと耐熱性の向上をなした耐
熱アルミニウム合金線をうることができる。

即ち本発明によれば、添加する成分がFeであつて、前記
した温度で熱間加工と冷間加工を行うものであり、特別
な設備を必要としないために、導電率が高く耐熱性の優
秀なアルミニウム合金線を容易に低コストで製造できる
特徴がある。

「実施例１」 Fe0.113重量％（以下％と略す）、Si0.038％,V0.001％,
Ti0％,Cu0％,Zr0％，残部Feの組成を有する電気軟アル
ミの母材を黒鉛るつぼで溶解し、これにAl−10％Fe合金
を所要量添加した後沈静させ、第１図に示す金型１に鋳
物込む。この際、金型１に鋳込む溶湯は添加するAl−10
％Fe合金の量によつてFe含有量の異なる溶湯（Fe含有量
0.175％と0.25％と0.225％の溶湯）を作成する。そして
これら各種の溶湯を多数用意した金型１の各々に鋳込
み、各金型１の第１図に示す真直部分（直径20mm）の約
600mmを切り出して510℃に加熱し、次いで後述するよう
にスエージング加工を施し、口出し伸線機を用いて直径
2.9mmの線材試料を作成した。これら直径2.9mmの試料の
作成には、前記鋳造後の直径20mmの線材を510℃におい
てスエージング装置により１回あたりの圧下率20％ずつ
でスエージング加工を施して直径9.5mmの線材を得、こ
の線材に口出し伸線機により１回あたりの圧下率20％で
伸線加工を施して直径6.4mmの線材を得、更にこの線材
を口出し伸線機を用いて１回あたりの圧下率20％で伸線
加工を施して前記直径2.9mmの線材試料を得た。

これらの線材試料について、引張り強さ（σΒ）と伸び
（δ）と導電率（λ）と耐熱性（HR）の各特性を測定し
た結果を第２図ないし第５図に示す。各特性の測定にお
いて、引張り強さと伸びにおいてはアムスラー引張り試
験を行い、導電率の測定は、恒温油槽中に線材試料を浸
漬し、20℃との温度差は硬アルミ線の抵抗温度係数で補
正してダブルブリッジ法により測定するものとした。ま
た、耐熱性は230℃で１時間加熱した後の強度残存率で
評価した。即ち、 HR＝｛（σΒ）heat/（σΒ）origin｝×100（％）（σΒ）heat:230℃×１時間後の引張り強さ（σΒ）origin: 加熱前の引張り強さこのHR値で90％以上であることが、60TAl（耐熱アル
ミ）の規格である。尚、230℃×１時間という加熱条件
はアレニウス線図をもとに換算すると60TAlの短時間耐
熱許容温度である180℃×1000時間に相当する。

第２図においては、伸線後の線材試料の引張り強さとFe
量との関係を示し、第３図においては伸線後の線材試料
の強度残存率とFe量との関係を示す。また、前記直径2.
9mmの線材試料に、後述する各条件で焼鈍処理を施して
線材試料を得、それらの各条件で得られた線材試料にお
ける引張り強さと耐熱性を測定し、その結果を第４図な
いし第７図に示した。前記焼鈍時の加熱条件としては、
170℃で３時間加熱する条件と200℃で３時間加熱する条
件と230℃で３時間加熱する条件と260℃で３時間加熱す
る条件である。

第４図にFe含有量0.175％の線材試料の測定結果を示
し、第５図にFe含有量0.2％の線材試料の測定結果を示
し、第６図にFe含有量0.225％の線材試料の測定結果を
示し、更に第７図にFe含有量0.25％の線材試料の測定結
果を示した。第４図ないし第７図に示す結果より、焼鈍
開始温度は230℃より低い範囲が好ましいことが判明し
た。

そこで、165℃において３時間の焼鈍処理を施した線材
試料について引張り強さと導電率と耐熱性と伸びについ
て各々測定し、第８図に引張り強さと導電率について示
し、第９図に耐熱性と伸びについて示した。この焼鈍処
理を施した線材試料においては、導電率62％程度の高い
値を示し、耐熱性も90％以上を示し、優秀な値を示して
いる。

また、第10図に前記各線材試料の強度残存率の測定結果
を示す。第10図においては、直径2.9mmの線材試料（硬
線材）においてFe含有量0.225％のものの残存率につい
て白抜きの四角マークで示し、Fe含有量0.25％のものの
残存率については白抜きの逆三角マークで示し、Fe含有
量0.3％のものの残存率についている×印で示し、直径
2.9mmの焼鈍後の線材試料においてFe含有量0.175％のも
のの残存率については黒丸マークで示し、Fe含有量0.2
％のものの残存率については黒三角マークで示し、Fe含
有量0.225％のものの残存率については黒四角で示し、F
e含有量0.25％のものの残存率については逆三角黒マー
クで示し、Fe含有量0.3％のものの残存率については
印で示した。なお、第10図において加熱温度は、180℃
に設定してある。第10図において明らかなように、各線
材試料の強度残存率は概ね90％前後以上を示し優秀な特
性を示した。

「実施例２」連続鋳造圧延機（プロペルチ）を使用するとともに、第
１表に示す組成の各合金を用い、第２表に示す加工条件
で加工を施し、耐熱アルミニウム合金線と比較用のアル
ミニウム合金線を試作するとともに、更に各合金線の特
性を測定してその結果を第３表に示した。

第１表において、試作した各アルミニウム合金線の組成
を示す。

第２表に各合金線の加工条件と熱処理条件を示した。

第３表より、Feの含有量が0.10％の合金線（3,4）では
引張り強さの低下が見られる。従つて本発明においては
Fe含有量の0.1％を下限とした。

第３表より明らかなように本発明合金線は電気アルミの
導電率と同等の導電率を有し、かつ、軟化温度も高くな
つており、使用温度を高くできる優秀な特性を示してい
る。

「発明の効果」以上説明したように本発明によつてアルミニウム合金線
を製造することにより、Feのみを0.1〜0.3％含み、その
他のSi、Zr、Ti等の元素を不可避不純物として含むAl合
金を用いても、従来のSiやZr、Mgなどの元素を添加した
電気アルミ合金線なみの高電導率と高強度を有し、しか
も、従来のFe以外の元素を添加した耐熱アルミ合金線と
同程度の耐熱性を併せ持つ優れたアルミ合金線を得るこ
とができる効果がある。

また、本発明方法において、Alに添加する元素はFeのみ
であり、しかもこのFeのみを添加したAl合金に特別な温
度範囲と加工率で熱間加工を施し、その後に特別な加工
率で冷間伸線加工するものであるので、特別な元素を添
加するための溶解設備や特別な加工設備を必要としない
ので、実施が容易で製造コストを安くできる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例を実施するために使用する金型と
るつぼを示す断面図、第２図ないし第３図は、本発明の
実施による効果を説明するためのもので、第２図は伸線
後の線材試料におけるFe量と引張り強さの関係を示す線
図、第３図は伸線後の線材試料におけるFe量と引張り強
さの関係を示す線図、第４図ないし第７図は焼鈍条件を
決定するために行つた試験結果を示すもので、第４図は
Fe含有量0.175％の線材試料において各温度で焼鈍を行
つた場合の引張り強さを示す線図、第５図はFe含有量0.
2％の線材試料において各温度で焼鈍を行つた場合の引
張り強さを示す線図、第６図はFe含有量0.225％の線材
試料において各温度で焼鈍を行つた場合の引張り強さを
示す線図、第７図はFe含有量0.25％の線材試料において
各温度で焼鈍を行つた場合の引張り強さを示す線図、第
８図は各線材試料において165℃×３時間の焼鈍処理を
施した場合の引張り強さと導電率を示す線図、第９図は
各線材試料において165℃×３時間の焼鈍処理を施した
場合の耐熱性と伸びを示す線図、第10図は各線材試料に
ついて行つた強度残存率を示す線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】0.1〜0.3％（重量％）のFeと通常のアルミ
ニウム地金に含有されるSi等の不可避不純物からなるAl
合金溶湯を鋳造し、凝固直後に550〜400℃の間の温度で
熱間加工を開始し、熱間加工重80％以上で荒引線を製造
した後、更に該荒引線に対し、加工度70％以上の冷間伸
線加工を行うことにより導電率を60％以上とすることを
特徴とする導電用耐熱アルミニウム合金線の製造方法。