DE2611252C2

DE2611252C2 - Verwendung einer Aluminiumlegierung für die Herstellung von elektrisch leitenden Gegenständen mit erhöhter Warmfestigkeit

Info

Publication number: DE2611252C2
Application number: DE2611252A
Authority: DE
Inventors: Kenneth E. Carrollton Ga Chadwick; Enrique Henry Chia; Frank M. Powers
Original assignee: Southwire Co LLC
Current assignee: Southwire Co LLC
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1976-03-17
Publication date: 1984-03-29
Also published as: BR7601613A; IN155511B; MX3210E; JPS51116104A; DE2611252A1; NO760925L; AU504146B2; AU1205876A; US3958987A; FR2304996B2; FR2304996A2; GB1548231A

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Aluminiumlegierung nach Patent 21 34 393 für die Herstellung von elektrisch leitenden Gegenständen mit erhöhter Warmfestigkeit

Gegenstand des Hauptpatentes ist gemäß dortigem Patentanspruch 4 u. a. die Verwendung einer Aluminiumlegierung aus 0,30 bis 1,30% Eisen, 0,20 bis 1,60% Kobalt und als Rest Aluminium mit insgesamt weniger als 0,1% weiterer zulässiger Beimengungen, die eine Mindestleitfähigkeit von 57% IACS, eine Zugfestigkeit von wenigstens 82,7 N/mm² und eine Streckgrenze von wenigstens 54,9 N/mm² aufweist, für die Herstellung von elektrisch leitenden Gegenständen.

Aus der DE-OS 21 34 393, auf die das Hauptpatent uiriickgeht, sind elektrische Leiter aus Aluminiumlegierungen mit verbesserten Eigenschaften bekannt, wobei die Aluminiumlegierungen zu etwa 0,35 bis 4% aus Kobalt, bis zu etwa 2,5% aus mindestens einem weiteren Legierungselement und zu etwa 93,5 bis etwa 99,6% Aluminium bestehen. Zur Herstellung elektrischer Leiter können nach dieser DE-OS unter anderem auch Aluminiumlegierungen verwendet werden, die zu 0,20 bis 1,60% aus Kobalt, 0,30 bis 1,30% aus Eisen und aus 99,50 bis 97,0% aus Aluminium sowie gegebenenfalls bis zu 2,0% aus mindestens einem weiteren Legierungselement bestehen, das unter anderem aus Silicium sein kann.

Zur Herstellung der elektrischen Leiter aus den Aluminiumlegierungen wird gemäß der DE-OS 21 34 393 aus der Legierung des beschriebenen Typs zunächst ein endloser Barren oder Stab gegossen, worauf dieser unter Erzeugung eines endlosen Bandes warmverformt wird, das anschließend zu dem elektrischen Leiter (Draht) ausgezogen wird, ohne daß dabei ein Zwischenglühen erfolgt. Das gezogene Produkt wird danach geglüht. Auf diese Weise werden Produkte mit einer verbesserten Bruchdehnung, Biegefestigkeit und einem verbesserten Ermüdungswiderstand im Vergleich zu den üblichen bekannten EC-Legierungen erhalten. Die bekannten Leiter sind jedoch noch nicht ausreichend warmfest, d. h. sie können nicht über eine längere Zeitdauer hinweg der Einwirkung erhöhter Temperatur ausgesetzt so werden.

Es ist andererseits allgemein bekannt, die verschiedensten Aluminiumlegierungen, die üblicherweise als EC-Legierungen bezeichnet werden, zur Herstellung von elektrischen Leitern zu verwenden. Derartige Legierungen weisen in charakteristischer Weise Leitfähigkeiten von mindestens 58%, vorzugsweise mindestens 61% IACS gemäß dem International Annealed Copper Standard auf und bestehen im wesentlichen aus Aluminium und vergleichsweise geringen Mengen an Verunreinigungen wie beispielsweise Eisen, Silicium, Vanadium, Kupfer, Mangan, Magnesium, Zink, Bor und Titan. DerHisengehalt der bekannten Legierungen liegt allgemein bei weniger als 0,30% und derSiliciumgehalt im allgemeinen bei weniger als 0,15%. Die physikalischen Eigenschaften von elektrischen Leitern, die aus den bekannten Aluminiumlegierungen hergestellt werden können, haben sich für die verschiedensten Verwendungszwecke, bei denen die, elektrischen Leiter eine hohe Warmfestigkeit aufweisen müssen, ebenfalls als nicht zufriedenstellend erwiesen. Ganz allgemein hat es sich gezeigt, daß eine wünschenswerte Warmfestigkeit nur auf Kosten der Zugfestigkeit der Dehnung oder der Leitfähigkeit erzielbar ist

Beispielsweise ist es allgemein bekannt, daß Aluminium von industriellem Reinheitsgrad eine Rekristallisationstemperatur von etwa 150 bis 350° C aufweist. Es ist ferner allgemein bekannt, daß ein solches Aluminium eine sehr geringe Warmfestigkeit hat und einer Erweichung bei Temperaturen vcn etwa 100 bis 200° C unterliegt. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Warmfestigkeit von Aluminium zu verbessern. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die überwiegende Mehrzahl der entwickelten Aluminiumlegierungen mit ausreichender elektrischer Leitfähigkeit einen beträchtlichen Festigkeitsverlust erleidet, wenn die Legierungen mehrere Stunden lang auf Temperaturen von etwa 150 bis 200° C erhitzt werden. Derartige Legierungen behalten normalerweise nur etwa 60 bis etwa 80% ihrer ursprünglichen Zugfestigkeit und Dehnung bei, wenn sie mehrere Stunden lang auf Temperaturen von 150 bis 200° C erhitzt werden.

Es besteht somit ein Bedürfnis nach einer Aluminiumlegierung, aus der sich elektrische Leiter fertigen lassen, die sowohl durch eine verbesserte Warmfestigkeit und Zugfestigkeit, als auch durch annehmbare Leitfähigkeit, Dehnung und Streckgrenze gekennzeichnet sind.

Bisher wurden Aluminiumlegierungen und Barren oder Stäbe für die Erzeugung von elektrischen Leitern im technischen Maßstab durch eine Vielzahl von voneinander getrennten Verfahrensstufen hergestellt, wobei zunächst ein Legierungsblock oder eine Legierungsmassel gegossen wird, die dann auf eine Temperatur erhitzt wird, die ein Warmwalzen zu einem endlosen Stab oder Band ermöglicht. Dieser Stab oder dieses Band wird dann dem Lösungsglühen unterworfen und mit Wasser abgeschreckt, bevor er kalt zum Leiter des gewünschten Durchmessers ausgezogen wird. Das auf diese Weise erhaltene Produkt wurde dann im allgemeinen geglüht, um eine entsprechende Zugfestigkeit zu erreichen. Obgleich die in dieser Weise hergestellten Leiter in der Regel eine ausreichende Zugfestigkeit aufweisen, hat es sich doch als außerordentlich schwierig und praktisch als unmöglich erwiesen, einen Leiter aus Aluminiumlegierung herzustellen, der durch eine hohe Warmfestigkeit und vorteilhafte Dehnungs- und elektrische Leitfahigkeitseigenschaften gekennzeichnet ist, da bei der beschriebenen Verfahrensweise ein Gefüge resultiert, welches verschiedene Legierungselemente durch den Abschreckungsprozeß in fester Lösung enthält, und sich größere Ausscheidungen bilden, wenn die Legierung bei höheren Temperaturen weiterverarbeitet wird.

Das zellenartige Gefüge von Leitern aus Aluminiumlegierungen, die in der beschriebenen Weise erzeugt

werden, hat sich als instabil erwiesen, wobei die Bildung großer Zellen gefordert wird, wenn die Leiter einer Wärmebehandlung unterworfen werden, was zu einem Endprodukt führt, das durch entweder eine schlechte Warmfestigkeit oder schlechte physikalische und > schlechte elektrische Eigenschaften gekennzeichnet ist

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Verwendung einer Aluminiumlegierung nach dem Hauptpatent eine Zusammensetzung anzugeben, die eine verbesserte Warmfestigkeit unter m Beibehaltung der anderen vorteilhaften physikalischen und elektrischen Eigenschaften gewährleistet

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die im Patentanspruch 1 angegebene Zusammensetzung für den dort angegebenen Zweck. !

Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Verwendung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Die Angaben in Prozent verstehen sich hierbei als Gewichtsprozente.

Als zulässige Beimengungen kann Aluminium die üblichen bekannten Spurenelemente enthalten, vorzugsweise Kupfer, Mangan, Magnesium, Titan, Vanadium, Zink und/oder Bor, wobei die Konzentrationen dieser Spurenelemente vorzugsweise jeweils nicht über 0,05% liegen sollen und wobei ferner die Gesamtkonzentration an diesen Spurenelemeaten vorzugsweise nicht über 0,15% liegen soll.

Die elektrisch leitenden Gegenstände mit erhöhter Warmfestigkeit, für die die vorliegende Erfindung die Verwendung der angegebenen Aluminiumlegierungen jo vorschlägt, wodurch -ine Mindestleitfähigkeit von 58% IACS, vorzugsweise eine Mindestlek^rähigkeit von 61% IACS erzielt wird, werden hergestellt, indem man zunächst a) Aluminium mit den übriger Legierungsbestandteilen zusammen legiert, b) die Legierung in eine sich bewegende Form gießt, die zwischen einer Rille in der Peripherie einer umlaufenden Gießtrommel und eines Metallriemens oder Metallbandes gebildet wird, der bzw. das über einen Teil seiner Länge angrenzend an die Rille anliegt, bei dem man ferner c) die gegossene Legierung praktisch unmittelbar nach dem Vergießen, wobei sich die gegossene Legierung praktisch noch unter der Bedingung des Gießprozesses befindet, zu einem endlosen Stab oder Band warm walzt und bei dem man gegebenenfalls d) den endlosen Stab durch eine Reihe von Düsen zu einem Draht auszieht, ohne daß man den Stab zuvor oder zwischenzeitlich glüht. Das Aluminium legiert man in der Verfahrensstufe a) mit dem Eisen, dem Kobalt und dem Silicium.

In der Verfahrensstufe b) wird ein endloser Stab gegossen, der durch intermetallische Eisen-Aluminium-Silicium-Kobalt-Ausscheidungen gekennzeichnet ist, die aufgebrochen und gleichförmig in der Aluminiummatrix während der Warmwalzstufe verteilt werden, und zwar unter Bildung von ausgeschiedenen Teilchen eines Durchmessers von weniger als 1 μΓη, gemessen längs der Querachse dieser Teilchen.

Die Tatsache, daß sich durch eine ganz spezifische Siliciumkonzcntration und bestimmtn Eisen- und Kobaltgehalte eine stark verbesserte Warmfestigkeit so erzielen lassen würde, war auch bei Kenntnis der DE-OS 21 34 393 nicht zu erwarten, obwohl dort bereits die Verwendung von Silicium in einer Konzentration bis zu 2% als Legierungsbestandteil beschrieben ist.

Bevorzugte Bereiche für die Komponenten sind 0,30 bis 0,95% Eisen und 0,20 bis 0,50% Kobalt oder 0,30 bis 0,55% Eisen und 0,50 bis 0,80% Kobalt oder 0,55% Eisen und 0,80 bis 1,60% Kobalt, wobei jeweils die Siliciumgehalte und die Anteile an Spurenelementen in den angegebenen Bereichen liegen.

Die in der Verfahrensstufe b) erzeugten Bänder oder Stäbe können beispielsweise einen Durchmesser von 7,62 cm bis 9,5 mm aufweisen.

Die elektrischen Leiter oder Drähte können einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt mit scharfen oder abgerundeten Kanten und Ecken aufweisen oder einen runden Querschnitt oder einen regulären hexagonalen Querschnitt oder einen regulären oktagonalen Querschnitt usw., wobei der Durchmesser der Leiter oderDrähteoderdie größte Entfernung zwischen zwei parallelen Flächen in vorteilhafter Weise zwischen 9,5 and G,078 mm liegen kann.

Hiusichtlich der als Spurenelemente zulässigen Beimengungen ist zu beachten, daß einige der Spurenelemente die Leitfähigkeit der herzustellenden Gegenstände mehr beeinflussen als andere Spurenelemente. Typische Spurenelemente sind, wie bereits dargelegt, Vanadium, Mangan, Kupfer, Magnesium, Zink, Bor und Titan. Ist der Gehalt an Titan vergleichsweise hoch (jedoch niedrig im Vergleich zur Menge an Aluminium, Eisen und Silicium) so können gegebenenfalls geringe Mengen an Bor zugesetzt werden, um das überschüssige Titan zu binden und um zu verhindern, daß das Titan die Leitfähigkeit des Leiters vermindert. Die Legierung kann somit beispielsweise außer Vanadium, Mangan, Magnesium, Zink, Kupfer und Titan beispielsweise auch noch Bor in den angegebenen Konzentrationen enthalten.

Silicium, Eisen und Kobalt sind jedoch die Hauptkomponenten, die der Schmelze für die Erzeugung der Legierung zugesetzt werden.

In vorteilhafter Weise werden beispielsweise etwa 0,48% Silicium, etwa 0,47% Eisen und etwa 0,50% Kobalt einer typischen Aluminiumkomponente zugesetzt.

Nach der Erzeugung der Legierung wird die aufgeschmolzene Legierung kontinuierlich zu einem endlosen Band vergossen, dieses Band wihi dann in praktisch dem Zustand, in dem es aus der Gießvorrichtung erhalten wurde, warm verformt. In einem typischen Warmverformungsverfahren wird das Band in einer Walzenmühle praktisch unmittelbar nach dem Vergießen der Legierung zu dem Band ausgewalzt

Beispielsweise kann dabei nach folgendem Verfahren gearbeitet werden:

Mittels einer kontinuierlich arbeitenden Gießvorrichtung wird die aufgeschmolzene Aluminiumlegierung zu einem endlosen Band vergossen, das praktisch in dem Zustand, in dem es sich verfestigt hat, von der kontinuierlich arbeitenden Gießvorrichtung zu der Walzenmühle transportiert wird, in welcher das endlose Band warm verformt wird, und zwar in einen endlosen Stab oder Strang oder ein anderes Warm-Verformungsprodukt, wobei dem gegossenen Band längs einer Vielzahl von in Winkeln angeordneten Achsen eine Bewegung aufgezwungen wird.

Die kontinuierlich arbeitende Gießvorrichtung besteht dabei in vorteilhafter Weise aus einer der üblichen bekannten kontinuierlich arbeitenden Gießvorrichtung mit einer üblichen Gießtrommel mit einer Gießnut oder Gießrille, die teilweise von einem endlosen Band abgedeckt wird, das durch die Gießtrommel und mindestens eine Spannrolle getragen oder abgestützt wird.

Die Gießtrommel und das endlose Band wirken dabei unter Ausbildung einer Gießform zusammen, in deren einem Ende die aufgeschmolzene Legierung

gegossen wird und von deren anderem Ende der gegossene verfestigte Stab in praktisch dem Zustand austritt, in dem er sich verfestigt hat

Zum Auswalzen des Bandes oder Stranges kann eine Walzenmühle üblichen bekannten Typs verwendet werden, mit einer Mehrzahl von Walzgerüsten die derart angeordnet sind, daß aine Warmverformung des gegossenen Bandes oder Stabes durch eine Reihe von Verformungen erfolgen kann. Die kontinuierlich arbeitende Gießvorrichtung und die Walzenmühle sind dabei bezüglich einander derart angeordnet, daß das gegossene Band oder der gegossene Stab in die Walzenmühle praktisch unmittelbar nach seiner Verfestigung in praktisch in dem Zustand, in dem er verfestigt wurde, eintreten kann. In diesem Zustand befindet sich das gegossene Band oder der gegossene Stab auf einer Warm-Verformungstemperatur innerhalb des Bereiches von Temperaturen für die Warm-Verformung des gegossenen Bandes, die zu Beginn der Warm-Verformung notwendig sind, so daß zwischen der Gießvorrichtung und der Walzenmühle nicht geglüht wird.

In den Fällen, in denen es wünschenswert erscheint, die Warm-Verförmungstemperatur des gegossenen Bandes oder Stabes innerhalb des üblichen Bereiches von Warm-Verformungstemperaturen genauer zu überwachen, können Einrichtungen zur Überwachung und Einstellung der erwünschten Temperatur des gegossenen Bandes oder Stabes zwischen der kontinuierlich arbeitenden Gießvorrichtung und der Walzenmühle installiert werden.

Die Walzengerüste oder Walzeneinheiten weisen jeweils mehrere Walzen auf, welche auf das gegossene Band oder den gegossenen Stab einwirken. Jedes Walzengerüst oder jede Walzeneinheit kann zwei oder mehr Walzen aufweisen, welche diametrisch einander gegenüber angeordnet sein können oder in gleichen räumlichen Abständen längs der Bewegungsrichtung oder Bewegungsachse des gegossenen Bandes oder Stabes in der Walzenmühle. Die einzelnen Walzen eines jeden Walzengerüstes oder einer jeden Walzeneinheit der Walzenmühle werden dabei mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit angetrieben, beispielsweise durch einen oder mehrere Elektromotoren, wobei die Gießtrommel mit einer Geschwindigkeit umläuft, die in üblicher bekannter Weise von den einzelnen Verfahrensbedingungen abhängt. Die Walzenmühle di»;nt somit zur Warm-Verformung des gegossenen Bandes oder Stabes in ein endloses Band eines Querschnittes, der wesentlich kleiner ist als der Querschnitt des gegossenen Bandes oder Stabes zum Zeitpunkt des Eintritts in die Walzenmühle.

In einer Vorrichtung des beschriebenen Typs kann somit ein endloses Aluminiumband durch Vergießen der Aluminiumlegierung und Warm-Verformung des gegossenen Aluminiumbandes oder Aluminiumstabes hergestellt werden.

Das in der beschriebenen Weise erhaltene endlose Band kann dann zu endlosen Leitern oder Drähten verschiedener Stärke weiter verarbeitet werden. Das ungeglühte (Walzzustand, F-Zustand) endlose Band wird dann durch eine Reihe von sich stetig verengenden Düsen gezogen, ohne daß zwischengeglüht wird, unter Erzeugung eines endlosen Leiters oder Drahtes des gewünschten Durchmessers.

Am Ende dieses Ziehprozesses wird ein Leiter oder Draht mit ausgesprochen hoher Zugfestigkeit, hoher Streckgrenze, jedoch unzufricdenstellender Bruchdehnung, sowie einer Leitfähigkeit unterhalb derjenigen erhalten, die von der Industrie als Mindestleitfähigkeit für elektrische Leiter akzeptiert wird, d. h. mit einer Leitfähigkeit von unter 61% IACS.

Der Leiter oder Draht wird dann geglüht oder teilweise geglüht, um die gewünschte Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Leitfähigkeit zu erreichen, worauf er abgekühlt wird. Nach dieser Wärmebehandlung hat der Leiter oder der Draht eine akzeptable Leitfähigkeit und eine verbesserte Zugfestigkeit bei einer unerwartet verbesserten Bruchdehnung und einer überraschend stark verbesserten Warmfestigkeit

Die Wärmebehandlung kann dabei in kontinuierlicher Verfahrensweise durchgeführt werden, mit Widerstands-Heizung, Induktions-Heizung, Kondektions-Heizung mittels kontinuierlich arbeitender Öfen oder wie bei Strahlungs-Heizung mittels kontinuierlich arbeitender Öfen. In vorteilhafter Weise kann auch chargenweise in einem Chargenofen geglüht werden.

In vorteilhafter Weise werden Glühtemperaturen von etwa 480 bis 650° C angewandt mit einer Glühdauer von etwa 0,001 bis etwa 1,0 Sekund m, bei kontinuierlicher Arbeitsweise. Beim chargenweisen Glühen können in vorteilhafterweise Temperaturen von etwa 176 bis 426° C angewandt werden, mit einer Glühdauer von beispielsweise etwa 8 Stunden bis 0,5 Stunden. Ganz allgemein jedoch lassen sich die verschiedensten Glühzeiten und -temperaturen anwendende nach den Erfordernissen der übrigen Verfahrensbedingungen.

Während des kontinuierlichen oießprozesses scheidet sich ein wesentlicher Anteil des Siliciums, Eisens und Kobalts in der Legierung aus der festen Lösung in Form von intermetallischen Aluminium-Eisen-Silicium-Kobaltverbindungen aus. Bei diesen intermetallischen Verbindungen, die aus dem Aluminium, Eisen, Silicium und Kobalt gebildet werden, und beim Gießen aus der Lösung ausgeschieden werden, kann es sich beispielsweise handeln um Verbindungen des folgenden Typs: C02AI9, FeAh, FeAU, Al9Fe2-Si2, AliiFe₃Sie und andere intermetallische Verbindungen der allgemeinen Formel Al^-Fe^Siz·

Nach dem Vergießen des Bandes enthält das Band somit eine Disperion von feinen Teilchen von intermetallischen Verbindungen des beschriebenen Typs in einer übersättigten festen Lösung als Matrix. Wird nun das Band oder der Stab unmittelbar nach dem Gießprozeß durch Warmverformung ausgewalzt, so werden die intermetallischen Teilchen aufgebrochen und in der gesamten Matrix dispergiert, wodurch die Bildung großer Zellen verhindert wird.

Wird das erhaltene endlose Band zu seiner Endform ohne Zwischenglühen ausgezogen, und in einer abschließenden Wärmebehandlung geglüht, so werden d■'ζ Zugfestigkeit, Dehnung und Warmfestigkeit erhöht, und zwar aufgrund der geringen Zellengröße und der zusätzlichen V«.rsetzungsverankerung durch die bevorzugte Abscheidung der intermetallischen Aluminium-Eisen-Silicium-Kobaltverbindungen an den Orten der Versetzungen. Infolgedessen müssen diese Versetzungen unter der angewandten Spannung des Ziehprozesses aktiviert werden, wodurch sowohl eine weitere Verbesserung der Zugfestigkeit, der Streckgrenze, der Dehnung und der Warmfestigkeit erfolgt.

Die Eigenschaften eines nach diesem Verfahren hergestellen Aluminiumlegierungsleiters werden wesentlich durch die Größe der Aluminium-Eisen-Silicium-Kobaltteilchen in der Matrix beeinflußt. Grobe Ausscheidungen vermindern die Dehnung und Warmfestigkeit des Leiters oder Drahtes durch Verstärkung einer

Keimbildung und infolgedessen Bildung von großen Zellen, welche wiederum die Rekristallisationstemperatur des Leiters bzw. Drahtes vermindern. Feine Ausscheidungen verbessern demgegenüber die Dehnung, Zugfestigkeit, Leitfähigkeit und Warmfestigkeit des Drahtes oder Leiters durch Verminderung einer Keimbildung und Erhöhung der Rekristallisationstemperatur. Grobe Abscheidungen aus den intermetallischen Eisen-Aluminium-Silicium-Kobaltverbindungen bewirken, daß der Leiter bzw. Draht spröde und somit im allgemeinen unbrauchbar wird. Grobe Ausscheidungen sind solche mit einer Kerngröße von über 1 μΐη, gemessen längs der Querachse dieser Teilchen, wohingegen feine Ausscheidungen eine Korngröße von unter 1 μΐη, gemessen längs der Querachse der Teilchen aufweisen. Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

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Zunächst wurden Legierungen aus 0,47 Gew-% Eisen, 0,001 Gew,-% Kupfer, 0,003 Gew.-% Mangan, 0,001 Gew.-V, Magnesium, 0,001 Gew.-% Titan, 0,001 Gew.-% Vanadium und 0,015 Gew.-% Zink, 0,50 Gew.-% Kobalt (Rest Aluminium) hergestellt.

Die hergestellten Legierungen unterschieden sich lediglich durch ihren Siliciumgehalt, der zwischen 0,04 und 0,88 Gew.-% schwankte. Die Legierungen, die einen Siliciumgehalt von 0,48 bis 0,88 Gew.-% aufwiesen, wurden als erfindungsgemäß verwendbare Legierungen bezeichnet.

Sämtliche Legierungen wurden in kontinuierlicher Verfahrensweise zu endlosen Bändern vergossen und dann in der beschriebenen Weise warm zu endlosen Bändern oder Stäben ausgewalzt. Die durch Warmwalzen erhaltenen Produkte wurden dann kalt durch sich Succesive verengende Düsen gezogen, so daß schließlich Drähte mit einem Durchmesser von 0,259 cm anfielen.

Abschnitte der erhaltenen Drähte wurden dann getrennt aufgespult und in einem Ofen bei verschiedenen Temperaturen und verschieden lange geglüht, wobei Abschnitte verschiedener Zugfestigkeit anfielen.

Abschnitte der geglühten Drähte wurden dann in Vorrichtungen getestet, mit denen die Zugfestigkeit, die Dehnung, die elektrische Leitfähigkeit und die Streckgrenze bestimmt werden konnten. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen I und II zusammengestellt.

Tabelle I

Draht mit einem Durchmesser von 0,259 cm

Prüf ling Nr.	■'. Si	Ausgewalztes Band Zug- Streck festigkeit grenze (N/mm^:) (N/mm-')	144,2	Deh nung (%) "	% (ACS	Gezogenes Band Zug- Streck- festigkeit grenze (N/mm^!) 'N/mm')	177,1	Deh nung (%) "	% IACS	2-stiindige Zug festigkeit (N/mm^!)	Gli'hung Streck grenze (N/mm²)	bei 232° Deh nung (%)	C % !ACS
1	0,04	172.9	*I ACi* 1 n/,i**	4,3	60,1	217,0	189,0	2,8	59,7	142,8	133,0	2,4	61,1
2	0 14	1011	158,2	4,9	59,6	Tio rv /υο,υ	206,5	*,'	59,4	1 1 -» 1 I JJ, I	1 1-1 Λ I Δ f ,·+	1 Λ Λ *I Z,t**	61,2
3	0,18	183.4	161,0	4,1	59,4	256,2	204,4	2,5	59,0	137,9	131,6	8,3	61,1
4	0.27	190.4	168,0	4,8	58,4	259,7	202,3	3,4	58,2	146,3	135,1	3,5	60,8
5	0,38	188.3	165,9	4,2	57,7	266,0	214,2	2,8	"57,5	149,1	137,2	3,1	60,7
6	0.47	191.1	168,0	4,8	56,8	261,1	205,8	3,3	56,7	156,1	140.0	3,9	60,6
7	0,48	191.1	161,0	5,1	56,5	264,6	223,3	3,6	56,7	159,6	137,2	2,1	60,4
8	0.64	198,1	253,4	4,6	55,0	271,6	238,0	4,2	55,4	166,6	147,0	5,8	60,3
9	0.88	210,0	5,5	52,6	273,7	3,6	52,3	180,6	158,2	8,2	59,6

Tabelle II

Draht mit einem D-.irchmesser von 0,259 cm

Prüf ling ΝγΓ	i/l	2 Stunden Zug festigkeit (N/mm²)	bei 260° Streck grenze (N/mm²)	C Deh nung	IACS	2 Stunden bei 288° Zug- Streck festigkeit grenze (N/mm²) (N/mm²)	98,7	C Deh nung	IACS	2 Stunden Zug festigkeit (N/mm²)	bei 316° C Streck grenze (N/mm²)	Deh nung	IACS
I	0,04	122,5	114,1	17,4	61,3	114,8	81,9	18,0	61,4	110,6	86,1	25,9	61,4
2	0,14	115.5	98,0	20^	61,4	109,2	70,7	24,4	61,4	105,0	72,1	26,6	61,5
3	0,18	114,1	89,6	23,7	61,4	106,4	55,3	26,0	61,4	105,7	63,7	28,9	61,3
4	0,27	118,3	93,8	19,7	61,0	105,7	57,4	29,6	61,1	108,5	50,4	29,7	60,8
5	0,38	125,3	102,9	17,9	61,0	107,8	58,1	29,6	61,0	107,8	50,4	28,7	60,6
6	0,47	133,0	112,0	16,4	60,9	112,0	56.0	20,3	60,9	110,6	48,3	28,4	60,5
7	0,48	128,8	108,5	14,5	60,4	109,2	60,9	29,5	60,3	108,5	49,0	26,7	60,4
8	0,64	140,7	118,3	15,4	603	113,4	67,2	19,9	60,6	114,1	50,4	284	60,3
9	0,88	154,0	124,6	11,8	59,8	121,8	12,5	60,0	119,7	60,9	25,5	59.8

Warmfestigkeitstest:

Weitere Prüflinge, die in der beschriebenen Weise hergestellt wurden, wurden in einem Ofen so wärmebehandelt, daß sie 2 Stunden lang auf einer Temperatur von 260° C gehalten und danach abkühlen gelassen wurden. Nach dem Abkühlen wurden die Prülinge auf ihre

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Zugfestigkeit und auf ihre Streckgrenze geprüft. Weitere Prüflinge wurden dann 4 Stunden lang auf einer Temperatur von 250° C gehalten, um ihre Warmfestigkeit zu bestimmen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt:

Tabelle III	% Si	Zugfestigkeit (N/mm·¹)	Beibehaltene Zugfestigkeit nach dem Glühen, 250°. 4 h (%)	Streckgrenze (N/mm¹)	Beibehaltene Streckgrenze nach dem Glühen. 250°, 4 h (⁰A)
Prüfling Nr.	0,04	122,5	96	114,1	96
1	0,14	115,5	98	98,0	96
2	0,18	114,1	96	89,6	91
3	0,27	118,3	94	93,8	87
4	0,38	125,3	92	102,9	85
5	0,47	133,0	92	112,0	86
6	0,48	129 5	94	108,5	9!
Ί	0,64	140,7	93	118,3	92
8	0,88	154,0	94	124,6	92
9

Wie sich den in Tabelle III zusammengestellten Dsuen entnehmen läßt, zeigen die Prüflinge Nr. 7 bis Nr. 9, die den erfindungsgemäß zu verwendenden entsprechen, beträchtlich verbesserte physikalische Eigenschaften nach Durchführung des Warmfestigkeitstests im Vergleich zu den Prüflingen, die eine niedrige Sili cium konzentration aufwiesen.

Dsrsrti^a£ vorteilhafte Er°6bnisss bezü°!ich Zu°- festigkeit, Streckgrenze, Bruchdehnung, elektrische Eigenschaften und Warmfestigkeit lassen sich ganz allgemein dann erhalten, wenn die Ausgangslegierung 0,48 bis 0,88 Gew.-% Silicium, 0,30 bis 1,30 Gew.-% Eisen und 0,20 bis 1,60, insbesondere 1,20 Gew.-% Kobalt enthält, wobei die Aluminiumkomponente Spurenelemente des angegebenen Typs in den angegebenen Konzentrationen enthalten kann.

Typisch für die Leiter gemäß der erfindungsgemäßen Verwendung ist. daß sie mindstens 90% ihrer ursprünglichen Zugfestigkeit beibehalten, wenn sie 4 Stunden bei 250° C gehalten werden.

Claims

Patentansprüche: g

!.Verwendung einer Aluminiumlegierung nach Patent 21 34 393 aus 0,30 bis 1,30% Eisen, 0,20 bis 1,60% Kobalt, 0,48 bis 0,88% Silicium und als Rest Aluminium mit insgesamt nicht mehr als 0,15% zulässiger Beimengungen für die Herstellung von elektrisch leitenden Gegenständen mit erhöhter Warmfestigkeit. ι ο
2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 aus 0,30 bis 0,55% Eisen, 0,50 bis 0,80% Kobalt, 0,48 bis 0,88% Silicium und als Rest Aluminium mit insgesamt nicht mehr als 0,15% zulässiger Beimengungen für den Zweck nach Anspruch 1. ti