[發(fā)明專利]一種電纜用稀土鋁合金導體及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210314419.5
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102864344A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 黃誠
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽太平洋電纜集團有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22F1/04;H01B1/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領域

本發(fā)明是電纜用導體材料領域，具體涉及一種電纜用稀土鋁合金導體及其制造方法。

背景技術(shù)

多年來，國人一直期望能開發(fā)出一種導體，能繼續(xù)推行以鋁代銅，但始終未能從技術(shù)上取得突破，因而一直未能實現(xiàn)這歷史性的使命。針對純鋁作為電纜導體存在的眾多不足，美國和加拿大等發(fā)達國家在這方面做了大量的研究，于20世紀60年代末開發(fā)出了鋁合金導體，鋁合金導體在北美地區(qū)至今已運用40多年的時間，得到美國和加拿大等發(fā)達國家廣大用戶的一致認可，美國90%的民用及工商業(yè)建筑使用的都是鋁合金電纜。

通過科研攻關(guān)發(fā)明稀土鋁合金導體及其制造方法，具有優(yōu)越的推廣應用價值，能起到“以鋁代銅”的目的，極大地節(jié)約我國緊缺的銅資源并創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟社會效益。與傳統(tǒng)的銅芯電纜不同，這種鋁合金電纜采用高延伸率鋁合金材料，在純鋁中通過加入鐵、銅、稀土和硼等鋁基合金材料，并經(jīng)過緊壓絞合工藝及特殊的退火處理，將合金鋁中的空隙“擠壓”干凈減少截面積并具有較好的柔韌性、耐腐蝕性和良好的連接性能。

　　據(jù)悉，鋁合金電纜因為技術(shù)先進成熟，廣泛使用于世界許多著名工程項目，如亞特蘭大奧運會場館、華盛頓會展中心、紐約機場等。使用表明，按照規(guī)范要求生產(chǎn)和安裝的鋁合金電纜在使用中從未發(fā)生任何故障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電纜用稀土鋁合金導體及其制造方法，采用本發(fā)明中的稀土鋁合金作為導體時電線電纜具有較好的機械性能、耐腐蝕性能、連接性能和抗蠕變性能,其導電率達到國際退火銅標準（IACS）的61%，且使用安全穩(wěn)定性高。

為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

電纜用稀土鋁合金導體，包括下列組分：0.05～0.15%的銅，0.40～1.0%的鐵，0.03～0.15%的硅，0.02～0.12%的稀土元素，余量為鋁。

電纜用稀土鋁合金導體的制造方法，包括如下步驟：

（1）、熔煉：

首先將熔鋁爐堂溫度加熱至720～780℃開始加入鋁錠并熔化，然后投入鋁錠量的1.9～2.3%的AlFe20鋁基鐵合金錠和鋁錠量的0.70～0.95%的AlCu25鋁基銅合金錠，進行熔煉，得到鋁錠、鋁基鐵合金錠以及鋁基銅合金錠熔化后的鋁合金液體；

（2）、保溫和精煉過程：

當步驟（1）的鋁合金液體溫度達到780～800℃開始放鋁水并流入保溫爐，控制保溫爐的溫度為720～740℃，當鋁液放出后，再添加鋁錠量的0.45～0.56%的AlRe10鋁基稀土鋁合金和鋁錠量的0.50～0.61%的AlB3鋁基硼合金，開啟永磁攪拌器攪拌均勻，此時保溫爐的爐膛溫度提高至750～800℃，隨后投加鋁錠量的0.13～0.18%的粉末精煉劑精煉10～12分鐘后扒渣；然后靜置保溫20～30分鐘后，鋁液溫度在720～740℃范圍內(nèi)即可鑄造；

（3）、連鑄連軋過程：

鋁液在下澆包的溫度為700±20℃，澆鑄機和連軋機聯(lián)動配合，鋁鑄條進連軋機時溫度應保持在490±20℃范圍內(nèi)，終軋溫度控制在200～300℃之間；

（4）、回火處理

連鑄連軋工序所生產(chǎn)的稀土鋁合金桿經(jīng)過拉絲和絞合緊壓工序制造成不同規(guī)格的導體，然后所有導體放入井式回火爐中，控制回火溫度在340～370℃；控制保溫時間在6～12個小時，然后將整盤導體吊出爐，讓其自然冷卻至環(huán)境溫度，得到電纜用稀土鋁合金導體。

電纜用稀土鋁合金導體的制造方法，所述的步驟（2）中粉末精煉劑選自DLJ-2鋁合金精煉劑。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1、本發(fā)明中銅的含量控制在0.05～0.15%之間，能提高鋁合金的抗拉強度、伸長率，易于拉制加工，同時起到調(diào)整合金成分的作用。

2、本發(fā)明中鐵元素含量控制在0.40～1.0%之間，能提高鋁合金的強度，同時還提高了鋁合金的抗蠕變性和熱穩(wěn)定性，抗蠕變性相對普通電工用鋁提高300%；而且鐵還能使鋁合金的韌性增強，保證了鋁合金在緊壓絞制過程中的緊壓系數(shù)達到較高的水平。

3、本發(fā)明中硅的含量控制在0.05%-0.15%之間，保證了一定量的硅對鋁合金強度的增強作用。

4、本發(fā)明中的稀土元素能降低鋁液中硅的含量，從而將鐵、尤其是硅對鋁合金導電率的影響減小至非常低的水平，同時稀土元素的加入還改善了鋁合金材料中晶體的組織結(jié)構(gòu)，提高了鋁合金的工藝性能，有利于鋁合金的加工處理。

5、本發(fā)明中的稀土元素以鈰和鑭為主，能夠起到晶粒細化，增強合金材料強度的作用。