JP4820572B2 - 耐熱アルミニウム合金線の製造方法 - Google Patents
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の晶出物を生成させないように、合金の溶解温度を液相線温度以上に高くし、速やかに固相線以下の温度に冷却、凝固して合金中にZrを固溶させ、しかる後、適切な加工と熱処理を実施する必要がある。しかし、溶融温度を高くすると、鋳造工程後に得られるアルミニウム合金の鋳造材は、柱状晶が発達した結晶組織を有したものとなる。これら柱状に発達した結晶組織を有する合金は、結晶の配向方向に影響を受け割れが生じやすくなる。従って、高温による鋳造は、鋳造後の合金の塑性加工性を低下させることになる。
(1)アルミニウム合金の組成を調整する。特に、合金中におけるZr,Fe,Tiの含有量を規定すると共にアルカリ土類金属元素を含有させる。
(2)上記(1)の組成を有するアルミニウム合金を溶融して鋳造を行い、続いて伸線加工や圧延加工などの塑性加工を施すと共に時効処理を行う。
(1)微細な組織(等軸晶)を有することで塑性加工性に優れる。
(2)高温において引張強さおよび導電率が低下しにくい(耐熱性を有する)。
(1)アルミニウム合金線の製造に際して、合金の鋳造時における熱管理を比較的容易にすることができる。
(2)耐熱性および導電性の低下を招くTiを含有する結晶微細化剤を過剰に添加することなく所望の塑性加工性を有する耐熱アルミニウム合金線を得ることができる。
(3)時効処理後のアルミニウム合金線の結晶組織における、Zrの化合物の粒径および析出量を適正な範囲にすることで、所望の耐熱性を有する耐熱アルミニウム合金線を得ることができる。
本実施例において、表1〜3に示す成分を有するアルミニウム合金の鋳造材における等軸晶割合および塑性加工性、ならびにアルミニウム合金線における引張強さ、導電率および耐熱性を調査した。表1は、本発明アルミニウム合金線を示す。表2は、アルカリ土類金属元素を添加しないアルミニウム合金線を比較として示す。表3は、Zr、Fe、アルカリ土類金属元素の少なくとも1種が本発明の規定外添加されたアルミニウム合金線を比較として示す。
実施例2においては、アルミニウム合金の鋳造材における等軸晶割合および塑性加工性、ならびにアルミニウム合金線における引張強さ、導電率および耐熱性に対するアルカリ土類金属元素の影響を調査した。
実施例3においては、アルミニウム合金の鋳造材における等軸晶割合および塑性加工性、ならびにアルミニウム合金線における引張強さ、導電率および耐熱性に対する結晶微細化剤の影響を調査した。
実施例4においては、アルミニウム合金の鋳造材における等軸晶割合および塑性加工性、ならびにアルミニウム合金線における引張強さ、導電率および耐熱性に対する鋳造時の冷却速度の影響を調査した。
実施例5においては、本発明の規定するアルミニウム合金線の引張強さ、導電率および耐熱性を満たすための時効処理時間を検討した。
実施例6においては、耐熱アルミニウム合金線を得るための時効処理時間に対するSiの影響を調査した。
実施例7においては、本発明の規定するアルミニウム合金線の導電性、引張強さおよび耐熱性に対するプロペルチ方式の影響を調査した。
実施例8においては、アルミニウム合金線における等軸晶割合、塑性加工性、引張強さ、導電率および耐熱性に対するCuとMgの影響を調査した。
実施例9においては、Cuを添加した場合の工業的な効果を明らかにするため、実施例7と同様にプロペルチ方式の影響を調査した。
Claims (9)
- Zrを0.20〜0.40重量%、Feを0.10〜0.40重量%、アルカリ土類金属元素を0.003〜0.10重量%含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金を溶融してアルミニウム合金の溶湯を得た後、前記アルミニウム合金の溶湯にTiを0.005〜0.02重量%となるように添加しながら鋳造する鋳造工程と、
前記鋳造工程の後に行われる塑性加工工程および200〜400℃×10〜350時間の条件で実施する時効処理工程とを有し、
前記鋳造工程において、冷却は5℃/sec以上で行い、
前記鋳造工程で得られるアルミニウム合金の鋳造材は、単位断面積あたりの60%以上が等軸晶から形成されることを特徴とする耐熱アルミニウム合金線の製造方法。 - 前記鋳造工程で得られるアルミニウム合金の鋳造材は、単位断面積あたりの100%が等軸晶から形成されることを特徴とする請求項1に記載の耐熱アルミニウム合金線の製造方法。
- 前記アルミニウム合金は、さらに、Siを0.05〜0.30重量%含むことを特徴とする請求項1または2に記載の耐熱アルミニウム合金線の製造方法。
- Tiの添加は、Tiを含む微細化剤を用いて行い、この微細化剤は、少なくともTi、Tiの酸化物、Tiの硼化物、Tiの炭化物及びAlとTiとの化合物から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐熱アルミニウム合金線の製造方法。
- 前記微細化剤は、Tiの化合物をアルミニウムに分散させたワイヤ状に形成されることを特徴とする請求項4に記載の耐熱アルミニウム合金線の製造方法。
- アルカリ土類金属元素は、Ca、Sr、Baから選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の耐熱アルミニウム合金線の製造方法。
- 前記塑性加工工程は、冷間加工、温間加工または熱間加工の少なくとも1つの工程を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の耐熱アルミニウム合金線の製造方法。
- さらに、アルミニウム合金は、Cuを0.05〜0.3重量%含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の耐熱アルミニウム合金線の製造方法。
- 前記鋳造工程と塑性加工工程とが、それぞれベルトとホイールとを組み合わせた鋳造機とこの鋳造機に連なる圧延機によって実施されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の耐熱アルミニウム合金線の製造方法。
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