JPS6116421B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6116421B2 JPS6116421B2 JP21483382A JP21483382A JPS6116421B2 JP S6116421 B2 JPS6116421 B2 JP S6116421B2 JP 21483382 A JP21483382 A JP 21483382A JP 21483382 A JP21483382 A JP 21483382A JP S6116421 B2 JPS6116421 B2 JP S6116421B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- conductor
- conductivity
- heat resistance
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
本発明は析出Zrの耐熱機構を利用したAl−Zr
−Fe−Si合金からなる耐熱アルミニウム合金導
体の製造方法に関するもので、特に導体の強度及
び耐熱性を損なうことなく、導電性を向上せしめ
たものである。 従来架空送電線には、導電用アルミニウム導体
を鋼芯に撚合せた鋼芯アルミニウム撚線が用いら
れ、特に耐熱性要求される場合にはAl−Zr合金
からなる耐熱アルミニウム合金導体を鋼芯に撚合
せた鋼芯耐熱アルミニウム合金撚線が用いられて
いる。しかるに近年送電線路の用地難と電力需要
の増大から、長径間大容量送電の必要にせまら
れ、Al−Zr合金にFe及びSiを添加して強度及び
耐熱性を改善した高力耐熱アルミニウム合金導体
が開発された。この合金はZrの固溶により耐熱性
を向上し、Fe及びSiの添加により強度を向上せ
しめたものであるが、導電性が劣る欠点があつ
た。 近年固溶Zrによる耐熱機構を利用したAl−Zr
系導体に代つて、析出Zrの耐熱機構を利用した熱
処理型のAl−Zr系導体が開発された。この導体
は連続または半連続鋳造圧延により、Zrを固溶さ
せた荒引線を冷間加工前または冷間加工後に、高
温、長時間、例えば350℃の温度で100時間効熱処
理し、Zrを微細かつ均一に分散析出させたもの
で、導電率58％IACS以上、あるいは60％IACS以
上の導体が得られる。しかしながら導電性の優れ
た導体とするためには、高温、長時間の加熱処理
を必要とするところから、Zr析出がいわゆる過時
効状態となり、強度及び耐熱性が低下する欠点が
あつた。これを改善するため比較的低温に加熱し
た後高温で加熱して、Zrの微細均一な析出を短時
間で完了させるいわゆる２段時効処理が提案され
た。しかしながらこの方法においても、導体の強
度及び耐熱性の低下を阻止することができなかつ
た。 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、Zrの析出
と共にFe及びSiを析出させることにより、導体
の強度及び耐熱性を損なうことなく導電性を改善
し得ることを知見し、強度及び導電性の優れた耐
熱アルミニウム合金導体の製造方法を開発したも
ので、Zr0.15〜0.8wt％、Fe0.05〜0.8wt％、
Si0.04〜0.5wt％を含み、残部Alを通常の不純物
からなるアルミニウム合金を連続または半連続鋳
造圧延により荒引線とし、これを冷間加工前また
は加工後に時効熱処理を行なう導体の製造方法に
おいて、時効熱処理として250〜450℃の温度で５
〜200時間の１段は２段時効熱処理した後、200〜
350℃の温度範囲内で時効熱処理より低い温度に
0.5〜20時間加熱処理することを特徴とするもの
である。 しかして本発明において、合金組成を上記の如
く限定したのは、次の理由によるものである。 即ちZrは導体の強度及び耐熱性を向上させるた
めに添加するものであるが、その含有量が0.15wt
％（以下wt％を単に％と略記）未満では十分な
強度及び耐熱性が得られず、0.8％を越えると強
度及び耐熱性の向上効果が飽和するばかりか、導
電性の低下が著しくなるためである。Feは導体
の強度を向上させるために添加するものである
が、その含有量が0.05％未満ではその効果が小さ
く、0.8％を越えると強度の向上効果が飽和する
ばかりか、導電性の低下が著しくなるためであ
る。またSiは導体の強度を向上させると共に時効
熱処理におけるZrの析出を促進させて、導電性の
回復を早めるために添加するものであるが、その
含有量が0.04％未満では十分な強度が得られない
ばかりか、Zr析出を促進させる効果を小さく、
0.5％を越えると導電性の低下が著しくなるため
である。尚本発明において、Zr0.25〜0.5％、
Fe0.1〜0.4％、Si0.06〜0.2％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を用いれ
ば、特に性能の優れた導体を製造することができ
る。 本発明は上記組成範囲の合金を連続または半連
続鋳造圧延により、鋳造と熱間圧延を行なつてZr
を均一に固溶させた荒引線とし、これを冷間加工
前または加工後に時効熱処理してZrを均一微細に
析出せしめ、これを200〜350℃の温度範囲内で時
効熱処理より低い温度に0.5〜20時間熱処理する
ことにより、Fe及びSiを均一微細に析出させ、
導体の強度及び耐熱性を損なうことなく導電性を
向上せしめたものである。 しかして連続または半連続鋳造圧延により、多
量のZrを固溶する荒引線を得るためには、鋳造時
の注湯温度を750℃以上とすることが望ましい。
また時効熱処理としては、高温、長時間の加熱処
理または比較的低温で加熱処理した後高温で加熱
処理する２段時効処理が用いられるが、特にZr析
出の過時効を防止するため、250〜450℃の温度で
５〜200時間の時効熱処理することが望ましい。
その理由は加熱温度が250℃未満でも、加熱時間
が５時間未満でもZrの析出が不十分で導電性の向
上が望めず、加熱温度が450℃を越えても、加熱
時間が200時間を越えても析出Zrが粗大化または
過時効状態となつて耐熱性及び強度が低下するた
めである。 また時効熱処理後の加熱処理を200〜350℃の温
度範囲内で時効熱処理より低い温度に0.5〜20時
間加熱するのは、時効熱処理により平衡状態にあ
るFe及びSiを析出させるためで、加熱処理温度
が時効熱処理温度より高くなると、Fe及びSiが
固溶して導電性を低下するためであり、また加熱
温度が200℃未満でも、加熱時間が0.5時間未満で
もFe及びSiの析出量が少なく導電性の向上が望
めず、加熱温度が350℃を越えるとFe及びSiが再
固溶を起すため導電性が低下し、加熱時間が20時
間を越えるとFe及びSiの析出がほぼ飽和し、そ
れ以上の導電性の回復が望めず、逆に耐熱性を低
下するためである。 また本発明において、時効熱処理と加熱処理の
前また後に冷間加工を行なうのは、導体の強度を
向上させるためであり、特に性能の優れた導体を
得るためには、冷間加工により、60％以上の減面
加工を行ない、時効熱処理（２段時効熱処理を含
む）を300〜400℃の温度で40〜100時間行ない、
その後の加熱処理を250〜320℃の温度で４〜８時
間行なうことが望ましい。 以下本発明を実施例について詳細に説明する。 純度99.8％の電気用Al地金、フツ化ジルコンカ
リウム（K2ZrF6）、Al−６％Fe母合金、Al−20
％Si母合金を用い、第１表に示す組成の合金を溶
製して、ベルトアンドホイール型連続鋳造圧延機
により鋳造圧延し、直径9.5mmの荒引線を形成し
た。尚鋳造時の注湯温度を750〜830℃とした。 このようにして形成した荒引線を第２表に示す
条件で時効熱処理した後、加熱処理し、これを連
続伸線機により第２表に示す減面加工を行なつて
導体を製造した。 この導体について導電率、引張強さ及び耐熱性
を測定した。その結果を第２表に併記した。尚導
電率はケルビンダブルブリツジにより電気抵抗を
測定して求め、引張強さはインストロン型試験機
により測定した。また耐熱性は導体を270℃の温
度に１時間加熱処理し、該処理前後の引張強さの
比より求めた。
−Fe−Si合金からなる耐熱アルミニウム合金導
体の製造方法に関するもので、特に導体の強度及
び耐熱性を損なうことなく、導電性を向上せしめ
たものである。 従来架空送電線には、導電用アルミニウム導体
を鋼芯に撚合せた鋼芯アルミニウム撚線が用いら
れ、特に耐熱性要求される場合にはAl−Zr合金
からなる耐熱アルミニウム合金導体を鋼芯に撚合
せた鋼芯耐熱アルミニウム合金撚線が用いられて
いる。しかるに近年送電線路の用地難と電力需要
の増大から、長径間大容量送電の必要にせまら
れ、Al−Zr合金にFe及びSiを添加して強度及び
耐熱性を改善した高力耐熱アルミニウム合金導体
が開発された。この合金はZrの固溶により耐熱性
を向上し、Fe及びSiの添加により強度を向上せ
しめたものであるが、導電性が劣る欠点があつ
た。 近年固溶Zrによる耐熱機構を利用したAl−Zr
系導体に代つて、析出Zrの耐熱機構を利用した熱
処理型のAl−Zr系導体が開発された。この導体
は連続または半連続鋳造圧延により、Zrを固溶さ
せた荒引線を冷間加工前または冷間加工後に、高
温、長時間、例えば350℃の温度で100時間効熱処
理し、Zrを微細かつ均一に分散析出させたもの
で、導電率58％IACS以上、あるいは60％IACS以
上の導体が得られる。しかしながら導電性の優れ
た導体とするためには、高温、長時間の加熱処理
を必要とするところから、Zr析出がいわゆる過時
効状態となり、強度及び耐熱性が低下する欠点が
あつた。これを改善するため比較的低温に加熱し
た後高温で加熱して、Zrの微細均一な析出を短時
間で完了させるいわゆる２段時効処理が提案され
た。しかしながらこの方法においても、導体の強
度及び耐熱性の低下を阻止することができなかつ
た。 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、Zrの析出
と共にFe及びSiを析出させることにより、導体
の強度及び耐熱性を損なうことなく導電性を改善
し得ることを知見し、強度及び導電性の優れた耐
熱アルミニウム合金導体の製造方法を開発したも
ので、Zr0.15〜0.8wt％、Fe0.05〜0.8wt％、
Si0.04〜0.5wt％を含み、残部Alを通常の不純物
からなるアルミニウム合金を連続または半連続鋳
造圧延により荒引線とし、これを冷間加工前また
は加工後に時効熱処理を行なう導体の製造方法に
おいて、時効熱処理として250〜450℃の温度で５
〜200時間の１段は２段時効熱処理した後、200〜
350℃の温度範囲内で時効熱処理より低い温度に
0.5〜20時間加熱処理することを特徴とするもの
である。 しかして本発明において、合金組成を上記の如
く限定したのは、次の理由によるものである。 即ちZrは導体の強度及び耐熱性を向上させるた
めに添加するものであるが、その含有量が0.15wt
％（以下wt％を単に％と略記）未満では十分な
強度及び耐熱性が得られず、0.8％を越えると強
度及び耐熱性の向上効果が飽和するばかりか、導
電性の低下が著しくなるためである。Feは導体
の強度を向上させるために添加するものである
が、その含有量が0.05％未満ではその効果が小さ
く、0.8％を越えると強度の向上効果が飽和する
ばかりか、導電性の低下が著しくなるためであ
る。またSiは導体の強度を向上させると共に時効
熱処理におけるZrの析出を促進させて、導電性の
回復を早めるために添加するものであるが、その
含有量が0.04％未満では十分な強度が得られない
ばかりか、Zr析出を促進させる効果を小さく、
0.5％を越えると導電性の低下が著しくなるため
である。尚本発明において、Zr0.25〜0.5％、
Fe0.1〜0.4％、Si0.06〜0.2％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を用いれ
ば、特に性能の優れた導体を製造することができ
る。 本発明は上記組成範囲の合金を連続または半連
続鋳造圧延により、鋳造と熱間圧延を行なつてZr
を均一に固溶させた荒引線とし、これを冷間加工
前または加工後に時効熱処理してZrを均一微細に
析出せしめ、これを200〜350℃の温度範囲内で時
効熱処理より低い温度に0.5〜20時間熱処理する
ことにより、Fe及びSiを均一微細に析出させ、
導体の強度及び耐熱性を損なうことなく導電性を
向上せしめたものである。 しかして連続または半連続鋳造圧延により、多
量のZrを固溶する荒引線を得るためには、鋳造時
の注湯温度を750℃以上とすることが望ましい。
また時効熱処理としては、高温、長時間の加熱処
理または比較的低温で加熱処理した後高温で加熱
処理する２段時効処理が用いられるが、特にZr析
出の過時効を防止するため、250〜450℃の温度で
５〜200時間の時効熱処理することが望ましい。
その理由は加熱温度が250℃未満でも、加熱時間
が５時間未満でもZrの析出が不十分で導電性の向
上が望めず、加熱温度が450℃を越えても、加熱
時間が200時間を越えても析出Zrが粗大化または
過時効状態となつて耐熱性及び強度が低下するた
めである。 また時効熱処理後の加熱処理を200〜350℃の温
度範囲内で時効熱処理より低い温度に0.5〜20時
間加熱するのは、時効熱処理により平衡状態にあ
るFe及びSiを析出させるためで、加熱処理温度
が時効熱処理温度より高くなると、Fe及びSiが
固溶して導電性を低下するためであり、また加熱
温度が200℃未満でも、加熱時間が0.5時間未満で
もFe及びSiの析出量が少なく導電性の向上が望
めず、加熱温度が350℃を越えるとFe及びSiが再
固溶を起すため導電性が低下し、加熱時間が20時
間を越えるとFe及びSiの析出がほぼ飽和し、そ
れ以上の導電性の回復が望めず、逆に耐熱性を低
下するためである。 また本発明において、時効熱処理と加熱処理の
前また後に冷間加工を行なうのは、導体の強度を
向上させるためであり、特に性能の優れた導体を
得るためには、冷間加工により、60％以上の減面
加工を行ない、時効熱処理（２段時効熱処理を含
む）を300〜400℃の温度で40〜100時間行ない、
その後の加熱処理を250〜320℃の温度で４〜８時
間行なうことが望ましい。 以下本発明を実施例について詳細に説明する。 純度99.8％の電気用Al地金、フツ化ジルコンカ
リウム（K2ZrF6）、Al−６％Fe母合金、Al−20
％Si母合金を用い、第１表に示す組成の合金を溶
製して、ベルトアンドホイール型連続鋳造圧延機
により鋳造圧延し、直径9.5mmの荒引線を形成し
た。尚鋳造時の注湯温度を750〜830℃とした。 このようにして形成した荒引線を第２表に示す
条件で時効熱処理した後、加熱処理し、これを連
続伸線機により第２表に示す減面加工を行なつて
導体を製造した。 この導体について導電率、引張強さ及び耐熱性
を測定した。その結果を第２表に併記した。尚導
電率はケルビンダブルブリツジにより電気抵抗を
測定して求め、引張強さはインストロン型試験機
により測定した。また耐熱性は導体を270℃の温
度に１時間加熱処理し、該処理前後の引張強さの
比より求めた。
【表】
【表】
【表】
【表】
第１表及び第２表から明らかなように本発明方
法No.1〜12により製造した導体は、従来方法
No.23〜24に比較し、引張強さ及び耐熱性を劣化
せしめることなく、導電性がはるかに改善されて
いることが判る。 これに対し本発明方法により規定する合金組成
範囲より外れる合金Ｈ〜Ｍを用いた比較方法
No.13〜18及び、本発明方法で規定する合金組成
範囲内のものでも、時効熱処理後の加熱処理条件
の異なる比較方法No.19〜22では、導電性、強度
または耐熱性の何れかが低下していることが判
る。 実施例 ２ 実施例１と同様にして第１表に示す組成の合金
を溶製し、これを同様にして連続的に鋳造、熱間
圧延により荒引線とした。これを第３表に示す条
件で冷間で減面加工してから時効熱処理した後、
加熱処理を行なつて導体を製造した。 この導体について、実施例１と同様にして導電
率、引張強さ及び耐熱性を測定した。その結果を
第３に併記した。 尚耐熱性については、導体を420℃及び370℃の
温度に１時間加熱処理し、該処理前後の引張強さ
の比より求めた。
法No.1〜12により製造した導体は、従来方法
No.23〜24に比較し、引張強さ及び耐熱性を劣化
せしめることなく、導電性がはるかに改善されて
いることが判る。 これに対し本発明方法により規定する合金組成
範囲より外れる合金Ｈ〜Ｍを用いた比較方法
No.13〜18及び、本発明方法で規定する合金組成
範囲内のものでも、時効熱処理後の加熱処理条件
の異なる比較方法No.19〜22では、導電性、強度
または耐熱性の何れかが低下していることが判
る。 実施例 ２ 実施例１と同様にして第１表に示す組成の合金
を溶製し、これを同様にして連続的に鋳造、熱間
圧延により荒引線とした。これを第３表に示す条
件で冷間で減面加工してから時効熱処理した後、
加熱処理を行なつて導体を製造した。 この導体について、実施例１と同様にして導電
率、引張強さ及び耐熱性を測定した。その結果を
第３に併記した。 尚耐熱性については、導体を420℃及び370℃の
温度に１時間加熱処理し、該処理前後の引張強さ
の比より求めた。
【表】
【表】
第１表及び第３表から明らかなように本発明方
法No.25〜32により製造した導体は、導電率が60
％IACS以上であれば、370℃の加熱温度における
耐熱性が93.6％以上、導電率が58.7〜59.5％IACS
であれば、420℃の加熱温度における耐熱性が
94.2％以上の耐熱性を示し、従来方法No.43〜44
で製造した導体に比較し、はるかに導電性が優れ
ていることが判る。 これに対し、本発明で規定する合金組成範囲よ
り外れた合金Ｈ〜Ｍを用いた比較方法No.33〜38
及び本発明方法で規定する合金組成範囲内のもの
でも、時効熱処理後の加熱処理条件と異なる比較
方法No.39〜42では、実施例１を同様導電性、強
度または耐熱性の何れかが劣ることが判る。 このように本発明方法によれば、耐熱性を損な
うことなく、導電性の高い導体を製造することが
できるもので、長径間大送電用撚性等に使用し顕
著な効果を奏するものである。
法No.25〜32により製造した導体は、導電率が60
％IACS以上であれば、370℃の加熱温度における
耐熱性が93.6％以上、導電率が58.7〜59.5％IACS
であれば、420℃の加熱温度における耐熱性が
94.2％以上の耐熱性を示し、従来方法No.43〜44
で製造した導体に比較し、はるかに導電性が優れ
ていることが判る。 これに対し、本発明で規定する合金組成範囲よ
り外れた合金Ｈ〜Ｍを用いた比較方法No.33〜38
及び本発明方法で規定する合金組成範囲内のもの
でも、時効熱処理後の加熱処理条件と異なる比較
方法No.39〜42では、実施例１を同様導電性、強
度または耐熱性の何れかが劣ることが判る。 このように本発明方法によれば、耐熱性を損な
うことなく、導電性の高い導体を製造することが
できるもので、長径間大送電用撚性等に使用し顕
著な効果を奏するものである。
Claims (1)
- １ Zr0.15〜0.8wt％、Fe0.05〜0.8wt％、Si0.04
〜0.5wt％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を連続または半連続鋳造圧延
により荒引線とし、これを冷間加工前または加工
後に時効熱処理を行なう導体の製造方法におい
て、時効熱処理として250〜450℃の温度で５〜
200時間の１段又は２段時効熱処理した後、200〜
350℃の温度範囲内で時効熱処理より低い温度に
0.5〜20時間加熱処理することを特徴とする耐熱
アルミニウム合金導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21483382A JPS59107067A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21483382A JPS59107067A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107067A JPS59107067A (ja) | 1984-06-21 |
| JPS6116421B2 true JPS6116421B2 (ja) | 1986-04-30 |
Family
ID=16662289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21483382A Granted JPS59107067A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 耐熱アルミニウム合金導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59107067A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3824809B2 (ja) | 1999-06-16 | 2006-09-20 | 古河電気工業株式会社 | 自動車用電力ケーブルおよび前記電力ケーブル用端子 |
| JPWO2002071563A1 (ja) * | 2001-03-01 | 2004-09-30 | 古河電気工業株式会社 | 配電アセンブリ |
| KR20040095874A (ko) * | 2003-04-29 | 2004-11-16 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 알루미늄 실린더 헤드의 열처리 방법 |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP21483382A patent/JPS59107067A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59107067A (ja) | 1984-06-21 |
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