JPH11250739A - 耐熱導体 - Google Patents

耐熱導体

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JPH11250739A
JPH11250739A JP4986398A JP4986398A JPH11250739A JP H11250739 A JPH11250739 A JP H11250739A JP 4986398 A JP4986398 A JP 4986398A JP 4986398 A JP4986398 A JP 4986398A JP H11250739 A JPH11250739 A JP H11250739A
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JP
Japan
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stainless steel
conductor
heat
conductivity
resistant
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JP4986398A
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English (en)
Inventor
Yasuo Takahashi
保夫 高橋
Kenzo Takeuchi
健三 武内
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SWCC Corp
Original Assignee
Showa Electric Wire and Cable Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 450〜800℃の高温においても長期使用
に耐え得る安定した耐熱性および導電性を示す耐熱導体
を提供する。 【解決手段】 ステンレスクラッドCu導体のクラッド
材を、C含有量0.06重量%以下のオーステナイト系
ステンレスとする。ステンレスの高温での脆化の原因と
なるCrとCとの反応が、これにより防止可能である。
ステンレスのNi含有量を6.5〜12.5重量%とす
ることが、なお好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱絶縁電線用や
リード線用の耐熱導体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、耐熱絶縁電線としてはたとえ
ばセラミック被膜線やガラス巻線などが知られており、
セラミック被膜線は、耐熱導体表面に熱分解法やゾルゲ
ル法などの塗布法、あるいはCVD法やPVD法などの
気相法によりセラミックコーティングを施して作製さ
れ、ガラス巻線は、耐熱導体にガラスやアルミナなどの
繊維を巻き付けて作製されている。
【0003】一般的な金属Cu導体は、高温において空
気中の酸素と反応し表面に酸化層が形成されることによ
って機械的特性が低下してしまうため、そのような高温
における機械的強度の低下が少ないものが、耐熱導体と
して使用されている。具体的には、Ag線、Ni線、ス
テンレス鋼(SUS)線などのようにCu以外の金属導
体、あるいはNiメッキCu線、NiクラッドCu線、
ステンレスクラッドCu線などのように、Cuの表面に
酸素を遮断する層を形成するようにした導体が、耐熱導
体として例示される。
【0004】ところで近年、これら耐熱電線にはこれま
で以上に厳しい温度条件や電気特性が要求されるように
なり、400℃の高温でも機械的強度の低下が少ないと
いうすぐれた耐熱性とともに高い導電性を、長期に亘っ
て安定して示すことが求められている。しかしながら、
上記した従来の耐熱導体によってでは、そのような要求
が充分に満たされているとはいえないのが現状である。
【0005】たとえば、上記した従来の耐熱導体のう
ち、Ag線はCu線よりも高い導電率を有しているが、
高温での長期使用では軟化して機械的強度が極端に低下
してしまうため、耐熱性に問題がある。Ni線やステン
レス線は、400℃程度の高温においても表面に酸化層
が生じにくくすぐれた耐熱性を示すが、導電率はCu線
よりも格段に低いため高導電率が要求される用途には不
向きである。NiメッキCu線やNiクラッドCu線
は、耐熱性もよく導電率もCu線に比べて低下も少な
く、耐熱絶縁電線用の耐熱導体として一般的であるが、
NiとCuとが接していると相互拡散が生じ易く、40
0℃以上の温度で長期に亘って使用した場合には、Cu
中にNiが拡散することによる導電率の低下が起こる。
さらに、Cuの表面を覆っているNiがCu中に全て拡
散するようなことが局所的にでも起これば、その部分の
Cuは外気に触れるようになり酸素と反応してCuOや
Cu2 Oのような酸化層が形成され、最悪の場合に導体
の断線や被膜剥離が生じる。このように、NiメッキC
u線やNiクラッドCu線は、耐熱性も導電性も良好で
はあるが長期使用に耐え得るだけの信頼性には欠けると
いう難点を有している。
【0006】一方、ステンレスクラッドCu線は、大気
中の酸素が最外層のステンレス層によって遮られて内側
のCu層に達しないため、酸化層が生じるおそれもな
く、400℃程度の温度領域での長期使用においても導
電率が変化しにくいという特長を有する。クラッド材と
しては、JISのSUS304やSUS316などのス
テンレス鋼の使用が一般的である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな耐熱性にすぐれたステンレスクラッドCu線であっ
ても、さらに高温の450〜800℃程度の温度領域で
長期に亘って使用すると、ステンレス層が脆化して機械
的強度が低下しクラックが生じ、導電率も低下すること
が判明している。
【0008】ステンレス層の脆化は、ステンレス鋼中の
CrとCとが反応してたとえばCr236 のようなCr
x y 化合物を生じ、その結果ステンレス鋼中にCr欠
乏域が形成されて局部的に耐食性が低下するからと考え
られる。また、生じたCrxy 化合物が脆いことも、
ステンレスの強度低下の一因となっている。一方、導電
率の低下は、ステンレス鋼中のNiがCu中に拡散する
ことに因ると考えられる。すなわちNiはCuの中へ不
純物として入り込むため、Cuの電気抵抗は非常に大き
くなり、導体としての導電率が大幅に低下してしまうの
である。
【0009】このように従来の耐熱導体は一長一短であ
って、耐熱性、導電率および長期使用の信頼性の全てを
満足するものは、未だ得られていない。本発明は上記事
情から、従来の耐熱導体のうちステンレスクラッドCu
線の難点を解消しようとして成されたものであり、45
0〜800℃の高温においても耐熱性および高導電性を
安定して示し得る信頼性の高い耐熱導体を提供すること
を、その目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の耐熱導体は、ス
テンレスクラッドCu導体であって、前記ステンレスが
C含有量0.06重量%以下のオーステナイト系ステン
レスであることを特徴としている。
【0011】本発明において、耐熱導体の芯材として使
用されるCu導体は純度99%以上の高純度のものが望
ましい。本発明においてステンレスに含有されるCの量
は0.06重量%以下で少ないほど好ましい。たとえば
超低炭素級ステンレス鋼とよばれC含有量が0.03重
量%以下のSUS304Lなどがあげられる。C含有量
が0.06%を超えると、450〜800℃の温度領域
で使用中に、ステンレスに含有されるCrとCとが反応
してCrx y 化合物が生成しやすくなるので好ましく
ない。
【0012】本発明においてステンレスに含有されるN
i含有量は6.5〜12.5重量%が好ましく、6.5
重量%より少ない場合には、ステンレスの加工性が悪く
なり導体加工時にクラックが入って線材化が困難になる
ため、好ましくない。一方、12.5重量%を超える
と、芯材としてのCuに対するNiの拡散量が増えて導
電率が低下してしまうため、好ましくない。
【0013】本発明に係わるステンレス鋼は工業用材料
であるので、上記Cr、Ni、およびCの他にもSi、
Mn、P、Sなどの随伴元素を含んでいる。本発明にお
いてはさらに、Cとの親和性がCrより大きいNbある
いはTiを少量添加するようにしてもよい。ステンレス
中のCがNbやTiと結び付くことによって、Crと反
応するCの量を減らすことができる。
【0014】本発明は、クラッド材のステンレスに含ま
れる炭素の量を0.06%以下に限定することによっ
て、高温におけるCrとの反応生成を極力減らし、ステ
ンレスの脆化を防いだものである。ステンレスの高温に
おける脆化を防ぐことによって、導電性や機械的強度の
低下が妨げられ、その結果導体の耐熱性が向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下実施例にしたがって本発明の
詳細を説明する。
【0016】実施例1 純度99.9%、外径0.86mmのCu素線の外周
に、厚さ0.7μmのステンレス層を形成して、本発明
の耐熱導体である仕上径1.00mmのステンレスクラ
ッドCu導体を得た。クラッド材のステンレス鋼の組成
は、Feが72重量%、Crが18.0重量%、Niが
8.0重量%、Cが0.03重量%であり、その他の随
伴元素としてはSiが0.3重量%、Mnが1.4重量
%、(P+S)が0.27重量%であった。この耐熱導
体の導電率を測定したところ、同外径のCu素線を10
0%としたときの75.0%という値を得た。引張強さ
は30.0kgfであった。なお、測定方法はJIS
C3002に則り、標点間距離250mm、引張速度3
0mm/分で行った。
【0017】そして、この耐熱導体の高温における安定
性を調べるため、温度600℃の恒温槽中に1000時
間放置した後、取り出して導電率を測定したところ、変
化はみられず75.0%であった。さらに、800℃の
恒温槽中に1000時間放置した後、取り出して測定し
たところ、導電率75.0%と引張強さ28.5kgf
であり、外観はクラックもなく良好であった。
【0018】実施例2 クラッド材のステンレス鋼の組成を、後出の表1に記載
のように本発明の範囲内で変えた他は実施例1と同様に
して、ステンレスクラッドCu導体を得た。その導電率
は74%、引張強さは28.5kgfであった。
【0019】そして、この耐熱導体を実施例1と同様に
して600℃と800℃の高温で1000時間ずつ保持
して導電率の変化を調べたところ、表1に示されるよう
に各段階での導電率の低下はほとんどみられなかった。
800℃で1000時間保持した後の引張強さは22.
5kgfであり、外観はクラックもなく良好であった。
【0020】実施例3 クラッド材のステンレス鋼の組成を、後出の表1に記載
のように本発明の範囲内で変えた他は実施例1と同様に
して、ステンレスクラッドCu導体を得た。その導電率
は74.5%、引張強さは32.0kgfであった。
【0021】そして、この耐熱導体を実施例1と同様に
して600℃と800℃の高温で1000時間ずつ保持
して導電率の変化を調べたところ、表1に示されるよう
に各段階での導電率の変化はほとんどみられなかった。
800℃で1000時間保持した後の引張強さは31.
0kgfであり、外観はクラックもなく良好であった。
【0022】実施例4 クラッド材のステンレス鋼の組成を、後出の表1に記載
のように本発明の範囲内で変えた他は実施例1と同様に
して、ステンレスクラッドCu導体を得た。その導電率
は73.0%、引張強さは31.0kgfであった。
【0023】そして、この耐熱導体を実施例1と同様に
して600℃と800℃の高温で1000時間ずつ保持
して導電率の変化を調べたところ、表1に示されるよう
に各段階での導電率の変化はほとんどみられなかった。
800℃で1000時間保持した後の引張強さは30.
0kgfであり、外観はクラックもなく良好であった。
【0024】比較例1 クラッド材のステンレス鋼の組成を、後出の表1に記載
のように本発明にしたがわずに変えた他は実施例1と同
様にして、ステンレスクラッドCu導体を得た。その導
電率は74.2%、引張強さは30.0kgfであっ
た。
【0025】そして、この耐熱導体を実施例1と同様に
して600℃と800℃の高温で1000時間ずつ保持
して導電率の変化を調べたところ、表1に示されるよう
に各段階での導電率の変化はほとんどみられなかった。
しかしながら800℃で1000時間保持した後にはス
テンレス層にクラックが入ってしまったため、測定を終
了させた。
【0026】比較例2 クラッド材のステンレス鋼の組成を、後出の表1に記載
のように本発明にしたがわずに変えた他は実施例1と同
様にして、ステンレスクラッドCu導体を得た。その導
電率は75.0%、引張強さは29.1kgfであっ
た。
【0027】そして、この耐熱導体を実施例1と同様に
して600℃と800℃の高温で1000時間ずつ保持
して導電率と引張強さの変化を調べたところ、表1に示
されるように800℃で1000時間保持した後、引張
強さの低下はなかったが導電率が54%と大きく低下し
た。外観に異常はみられなかった。
【0028】
【表1】 表1からも明らかなように、ステンレス中のC含有量と
Ni含有量を規定した本発明のステンレスクラッドCu
導体は、ステンレス層の脆化もみられず、800℃の高
温においても長期に亘って安定した引張強度と導電率を
示している。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステンレスクラッドCu導体のクラッド材のステンレス
の脆化が防止し得るので、450〜800℃の高温にお
いても長期使用に耐え得る安定した耐熱性および導電性
を示すすぐれた耐熱導体が提供される。したがって、従
来導体の耐熱性に依存していたセラミック被膜線やガラ
ス巻線などにおいて、耐熱性および長期使用時の信頼性
を向上させることが可能になる。
【0030】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステンレスクラッドCu導体であって、
    前記ステンレスがC含有量0.06重量%以下のオース
    テナイト系ステンレスであることを特徴とする耐熱導
    体。
  2. 【請求項2】 前記ステンレスのNi含有量が、6.5
    〜12.5重量%であることを特徴とする特許請求の範
    囲請求項1記載の耐熱導体。
  3. 【請求項3】 前記ステンレスが、NbおよびTiから
    選ばれた1種以上の元素をさらに含有することを特徴と
    する特許請求の範囲請求項1あるいは2記載の耐熱導
    体。
JP4986398A 1998-03-02 1998-03-02 耐熱導体 Pending JPH11250739A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023013523A1 (ja) * 2021-08-06 2023-02-09 住友電気工業株式会社 導電性線材
JP2023024277A (ja) * 2021-08-06 2023-02-16 住友電気工業株式会社 導電性線材

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