JPS6112023B2 - - Google Patents
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- JPS6112023B2 JPS6112023B2 JP5012777A JP5012777A JPS6112023B2 JP S6112023 B2 JPS6112023 B2 JP S6112023B2 JP 5012777 A JP5012777 A JP 5012777A JP 5012777 A JP5012777 A JP 5012777A JP S6112023 B2 JPS6112023 B2 JP S6112023B2
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Description
本発明は連続鋳造圧延法において、特に鋳造輪
と無端ベルトにより鋳造機を構成する方法におけ
るAl−Zr合金鋳造材の割れ防止に関わるもので
ある。鋳造輪と無端ベルトにより鋳造機を構成す
る連続鋳造圧延法は、代表的にはプロペルチ法と
して知られ、通常は電気用アルミニウム（EC−
Al）の製造に用いられている。 従来、鋳造輪と無端ベルトよりなる連続圧延法
は電気用アルミニウム等純アルミ系の製造に対し
てはかなり実績があつた。しかしAl合金系にな
ると強度が向上すると共に鋳造組織が機械的応力
に対して弱いため、鋳造材を圧延機に導入する時
の曲げ加工の際に鋳塊に割れが生じ極端な場合に
は圧延機への導入過程で断線してしまう、又断線
しないまでも鋳塊に割れが残存し圧延ロツドに傷
が入る問題が存在した。この為合金系の製造にお
いては鋳塊の断面積を小さくする事により製造し
ていたが合金アルミのほとんどはDC法等半連続
鋳造法に於いてビレツトを製造し、それを熱間に
て圧延する事によりなるべく曲げ加工を与えずに
製造していた。 半連続鋳造法において脱ガス処理により溶湯の
精製を実施し、パイプ、気泡等内部欠陥が減少で
きる事は公知であつた。しかしながら単に脱ガス
処理のみでは連続鋳造法において割れの防止はで
きず、解決の方法が切望されていた。 本発明者らは近年大型断面積の連続鋳造圧延法
によるAl−Zr系合金材料の開発を実施した結
果、従来用いられるフラツクス処理やN2ガスに
よる脱ガスではなく、Cl2ガス又はフロンガスに
よる脱ガスと適切な範囲のTiB添加を組合せる事
により初めて大型断面積のAl−Zr系合金の連続
鋳造圧延が可能になる事を見出したものであり、
耐熱性を有し現在、基幹送電線の導体材料として
ほとんどを占めるAl−Zr系合金の生産性を飛躍
的に高める事に成功したものである。 本発明は、ジルコニウム0.01〜0.2重量％（以
下、単に％と書く）、残部通常の不純物とアルミ
ニウムからなるAl−Zr合金を、溶解後鋳造輪と
無端ベルトにより構成される鋳造機に連続的に鋳
造し、その後鋳造輪から鋳造材を連続的に送り出
して圧延する方法において、上記合金を溶解後塩
素（Cl2）ガスまたはフロンガスによる脱ガス処理
を施し、さらにTi0.001〜0.01％、B0.0005〜
0.005％の範囲内でTiB処理を施すことを特徴と
する導電用Al−Zr合金の製造法である。 本発明において、Zr量を0.01〜0.2と規定した
のは、導電用耐熱Al合金として0.01％未満のZrを
含む合金では耐熱性改善に効果が少なく、また
0.2％を超えると導電率の低下が著しく、かつ鋳
造加工性も低下し、実用的ではなくなるからであ
る。 また脱ガス処理を行うのにCl2ガスまたはフロ
ンガスを用いる理由は、通常行なつているN2ガ
スによる脱ガス処理では、本発明者らが別に提案
しているTiB処理による鋳造組織微細化の効果以
上の改善がなされず割れ防止に効果がないが、こ
れらのガス処理では割れ防止効果が大きいためで
ある。特にフロンガスとして知られるＣ、Cl、
Ｆの化合物ガスは、腐食性、毒性がなく、取扱い
上安全であり、Cl2ガスに比し、環境管理上の問
題が少ないので、望ましい。 Ti量を0.001〜0.01％、Ｂ量を0.0005〜0.005％
と規定したのは、Ti量0.001％未満、Ｂ量0.0005
％未満のTiB処理では、割れ防止に何ら効果な
く、Ti量が0.01％、Ｂ量が0.005％を夫々超える
と、割れ防止効果を飽和するのみならず導電率の
低下が著しく、導電用耐熱Al合金としての品質
維持が困難になるからである。 なおAl−Zr系合金の耐熱性や、耐食性、強度
などの改善のために通常添加されるＹ、Er、ミ
ツシユメタル、Be、Sb、Feなどの種々の添加元
素は鋳造加工性を著しく害さない範囲内で許容さ
れるものである。 本発明における鋳造材の割れ防止の理由を以下
に説明する。通常のAl合金は、連続鋳造時、そ
の冷却条件の変動により、鋳造組織は粗い柱状晶
あるいは羽毛状晶が大部分を占める。柱状晶、羽
毛状晶は鋳塊中心から外部に放射状に広がるとい
う方向性を持つており、特に合金である為粒内強
度に比較し、その結晶粒界はかなり脆い。従つ
て、鋳造材が鋳造輪から連続的に送り出される
時、あるいは凝固時の残留応力などによる複雑な
応力負荷に対して極めて弱く、結晶粒界において
表面あるいは内部から割れを生じ、極端な場合に
は圧延機への導入過程で断線する。あるいは断線
しないまでも荒引線表面の疵として残る。鋳造輪
と無端ベルトとからなる鋳造機による鋳造法で
は、鋳造材が鋳造輪から送り出される時の機械的
応力が大きいことが、DC法などの半連続鋳造法
と大いに異なり技術的に難易度の高いところであ
る。本発明者らは、このような鋳造材の割れ防止
について種々の検討を加えた結果、適切な量の
TiBを添加する事によつて、凝固組織を微細化
し、粒状晶に変化させ一定範囲の大きさに制御す
ることが、結晶粒界を強くし、凝固組織の方向性
をなくし、機械的応力に対しても強い靭性を持た
せることが可能であること、さらに、Cl2ガスま
たはフロンガスとして知られるＣ、Cl、Ｆの化
合物ガスによる脱ガス処理がTiB処理の効果をさ
らに改善できることを見出したものである。 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。 実施例 １： 純度99.7％の電気用アルミニウム地金に、Al−
４％Zr、Al−１％Ｙ母合金を用いて、Al−Zr系
合金を溶解した後、フロン−12ガスで脱ガス処理
を行つた。用いたフロンガス量は、Alトン当り
１Kgであつた。この量はAlトン当り0.5〜３Kgが
望ましい。さらに、Al−５％Ti−１％Ｂ合金に
より、TiB処理を行い、表１に示すAl合金を溶製
した。鋳型断面積2000mm2の銅製鋳造輪と鉄製無端
ベルトにより構成される鋳造機により連続的に鋳
造し、引続いて圧延を行い、11.7mmφの荒引線を
得た。この荒引線について深さ0.5mm以上の傷数
を探傷機により測定した結果を表１に示す。尚表
１中比較例No.8は、N2ガスによる脱ガス処理の
みを行つたものである。
と無端ベルトにより鋳造機を構成する方法におけ
るAl−Zr合金鋳造材の割れ防止に関わるもので
ある。鋳造輪と無端ベルトにより鋳造機を構成す
る連続鋳造圧延法は、代表的にはプロペルチ法と
して知られ、通常は電気用アルミニウム（EC−
Al）の製造に用いられている。 従来、鋳造輪と無端ベルトよりなる連続圧延法
は電気用アルミニウム等純アルミ系の製造に対し
てはかなり実績があつた。しかしAl合金系にな
ると強度が向上すると共に鋳造組織が機械的応力
に対して弱いため、鋳造材を圧延機に導入する時
の曲げ加工の際に鋳塊に割れが生じ極端な場合に
は圧延機への導入過程で断線してしまう、又断線
しないまでも鋳塊に割れが残存し圧延ロツドに傷
が入る問題が存在した。この為合金系の製造にお
いては鋳塊の断面積を小さくする事により製造し
ていたが合金アルミのほとんどはDC法等半連続
鋳造法に於いてビレツトを製造し、それを熱間に
て圧延する事によりなるべく曲げ加工を与えずに
製造していた。 半連続鋳造法において脱ガス処理により溶湯の
精製を実施し、パイプ、気泡等内部欠陥が減少で
きる事は公知であつた。しかしながら単に脱ガス
処理のみでは連続鋳造法において割れの防止はで
きず、解決の方法が切望されていた。 本発明者らは近年大型断面積の連続鋳造圧延法
によるAl−Zr系合金材料の開発を実施した結
果、従来用いられるフラツクス処理やN2ガスに
よる脱ガスではなく、Cl2ガス又はフロンガスに
よる脱ガスと適切な範囲のTiB添加を組合せる事
により初めて大型断面積のAl−Zr系合金の連続
鋳造圧延が可能になる事を見出したものであり、
耐熱性を有し現在、基幹送電線の導体材料として
ほとんどを占めるAl−Zr系合金の生産性を飛躍
的に高める事に成功したものである。 本発明は、ジルコニウム0.01〜0.2重量％（以
下、単に％と書く）、残部通常の不純物とアルミ
ニウムからなるAl−Zr合金を、溶解後鋳造輪と
無端ベルトにより構成される鋳造機に連続的に鋳
造し、その後鋳造輪から鋳造材を連続的に送り出
して圧延する方法において、上記合金を溶解後塩
素（Cl2）ガスまたはフロンガスによる脱ガス処理
を施し、さらにTi0.001〜0.01％、B0.0005〜
0.005％の範囲内でTiB処理を施すことを特徴と
する導電用Al−Zr合金の製造法である。 本発明において、Zr量を0.01〜0.2と規定した
のは、導電用耐熱Al合金として0.01％未満のZrを
含む合金では耐熱性改善に効果が少なく、また
0.2％を超えると導電率の低下が著しく、かつ鋳
造加工性も低下し、実用的ではなくなるからであ
る。 また脱ガス処理を行うのにCl2ガスまたはフロ
ンガスを用いる理由は、通常行なつているN2ガ
スによる脱ガス処理では、本発明者らが別に提案
しているTiB処理による鋳造組織微細化の効果以
上の改善がなされず割れ防止に効果がないが、こ
れらのガス処理では割れ防止効果が大きいためで
ある。特にフロンガスとして知られるＣ、Cl、
Ｆの化合物ガスは、腐食性、毒性がなく、取扱い
上安全であり、Cl2ガスに比し、環境管理上の問
題が少ないので、望ましい。 Ti量を0.001〜0.01％、Ｂ量を0.0005〜0.005％
と規定したのは、Ti量0.001％未満、Ｂ量0.0005
％未満のTiB処理では、割れ防止に何ら効果な
く、Ti量が0.01％、Ｂ量が0.005％を夫々超える
と、割れ防止効果を飽和するのみならず導電率の
低下が著しく、導電用耐熱Al合金としての品質
維持が困難になるからである。 なおAl−Zr系合金の耐熱性や、耐食性、強度
などの改善のために通常添加されるＹ、Er、ミ
ツシユメタル、Be、Sb、Feなどの種々の添加元
素は鋳造加工性を著しく害さない範囲内で許容さ
れるものである。 本発明における鋳造材の割れ防止の理由を以下
に説明する。通常のAl合金は、連続鋳造時、そ
の冷却条件の変動により、鋳造組織は粗い柱状晶
あるいは羽毛状晶が大部分を占める。柱状晶、羽
毛状晶は鋳塊中心から外部に放射状に広がるとい
う方向性を持つており、特に合金である為粒内強
度に比較し、その結晶粒界はかなり脆い。従つ
て、鋳造材が鋳造輪から連続的に送り出される
時、あるいは凝固時の残留応力などによる複雑な
応力負荷に対して極めて弱く、結晶粒界において
表面あるいは内部から割れを生じ、極端な場合に
は圧延機への導入過程で断線する。あるいは断線
しないまでも荒引線表面の疵として残る。鋳造輪
と無端ベルトとからなる鋳造機による鋳造法で
は、鋳造材が鋳造輪から送り出される時の機械的
応力が大きいことが、DC法などの半連続鋳造法
と大いに異なり技術的に難易度の高いところであ
る。本発明者らは、このような鋳造材の割れ防止
について種々の検討を加えた結果、適切な量の
TiBを添加する事によつて、凝固組織を微細化
し、粒状晶に変化させ一定範囲の大きさに制御す
ることが、結晶粒界を強くし、凝固組織の方向性
をなくし、機械的応力に対しても強い靭性を持た
せることが可能であること、さらに、Cl2ガスま
たはフロンガスとして知られるＣ、Cl、Ｆの化
合物ガスによる脱ガス処理がTiB処理の効果をさ
らに改善できることを見出したものである。 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。 実施例 １： 純度99.7％の電気用アルミニウム地金に、Al−
４％Zr、Al−１％Ｙ母合金を用いて、Al−Zr系
合金を溶解した後、フロン−12ガスで脱ガス処理
を行つた。用いたフロンガス量は、Alトン当り
１Kgであつた。この量はAlトン当り0.5〜３Kgが
望ましい。さらに、Al−５％Ti−１％Ｂ合金に
より、TiB処理を行い、表１に示すAl合金を溶製
した。鋳型断面積2000mm2の銅製鋳造輪と鉄製無端
ベルトにより構成される鋳造機により連続的に鋳
造し、引続いて圧延を行い、11.7mmφの荒引線を
得た。この荒引線について深さ0.5mm以上の傷数
を探傷機により測定した結果を表１に示す。尚表
１中比較例No.8は、N2ガスによる脱ガス処理の
みを行つたものである。
【表】
本発明方法によつたAl−Zr系合金が傷が少な
いことが明白である。 実施例 ２： 表１に示す試料No.2、８、９を3.5mmφまで伸
線し、導電率を測定した。結果を表２に示す。
いことが明白である。 実施例 ２： 表１に示す試料No.2、８、９を3.5mmφまで伸
線し、導電率を測定した。結果を表２に示す。
【表】
本発明方法による合金の導電率低下が軽微であ
るのに比べ、Ti量が、0.02％と多い比較例No.9は
導電率低下が著しく、また表１に示す傷数も多く
本発明方法の優れていることが明白である。 以上述べた如く、本発明方法は、Al−Zr合金
を連続鋳造圧延する方法において、合金溶解後、
塩素ガスまたはフロンガスによる脱ガス処理と適
当なTiB処理を組合せることにより、熱間割れを
防止するため、傷数が少なく、性能も優れた導電
用Al−Zr合金を容易に提供しうるものであり、
工業上その価値は大である。 特に脱ガス処理にフロンガスを用いると、取扱
い上安全であり、環境管理上の問題が少ない。
るのに比べ、Ti量が、0.02％と多い比較例No.9は
導電率低下が著しく、また表１に示す傷数も多く
本発明方法の優れていることが明白である。 以上述べた如く、本発明方法は、Al−Zr合金
を連続鋳造圧延する方法において、合金溶解後、
塩素ガスまたはフロンガスによる脱ガス処理と適
当なTiB処理を組合せることにより、熱間割れを
防止するため、傷数が少なく、性能も優れた導電
用Al−Zr合金を容易に提供しうるものであり、
工業上その価値は大である。 特に脱ガス処理にフロンガスを用いると、取扱
い上安全であり、環境管理上の問題が少ない。
Claims (1)
- １ ジルコニウム0.01〜0.2％、残部通常の不純
物とアルミニウムからなる合金を、溶解後鋳造輪
と無端ベルトにより構成される鋳造機に連続的に
鋳造し、その後鋳造輪から鋳造材を連続的に送り
出して圧延する方法において、上記合金を溶解後
塩素ガスまたはフロンガスによる脱ガス処理を施
し、さらにTi0.001〜0.01％、B0.0005〜0.005％
の範囲内でTiB処理を施すことを特徴とする導電
用Al−Zr合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012777A JPS53135813A (en) | 1977-04-30 | 1977-04-30 | Manufacture of electroconductive al-zr alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5012777A JPS53135813A (en) | 1977-04-30 | 1977-04-30 | Manufacture of electroconductive al-zr alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53135813A JPS53135813A (en) | 1978-11-27 |
| JPS6112023B2 true JPS6112023B2 (ja) | 1986-04-05 |
Family
ID=12850456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5012777A Granted JPS53135813A (en) | 1977-04-30 | 1977-04-30 | Manufacture of electroconductive al-zr alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53135813A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63278254A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | Koujiyundo Kagaku Kenkyusho:Kk | アルミニウム合金配線材料 |
-
1977
- 1977-04-30 JP JP5012777A patent/JPS53135813A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53135813A (en) | 1978-11-27 |
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