[發明專利]一種高強高導耐熱鋁導體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210517408.7
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN102965550A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李紅英;高兆和;劉蛟蛟;韓茂盛;魯曉超
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種電線電纜用導體材料，具體是指一種高強高導耐熱鋁導體材料及其制備方法，屬于金屬合金技術領域。

背景技術

隨著我國電力需求的快速增長，電力能源在傳輸中的要求也越來越高。特別是在“西電東送、南北互供、全國聯網”的戰略部署中，輸電線路存在著輸電距離遠，輸電容量大，抵御自然災害能力強的特點，因此對于輸電導線提出了更高的要求。一方面要求輸電導線具有較高的電導率，降低輸送線損，提高輸送效率，另一方面要求輸電導線具有良好地耐熱性能和抗弧垂特性，減少線路建設成本，節約緊張的走廊資源。近年來，國內外大量學者探索了提高鋁導體材料性能的方法，其中微合金化是改善鋁導體材料綜合性能的最有效手段之一。資料顯示，稀土為微合金化常用添加元素，稀土添加到工業純鋁中，能夠明顯地細化晶粒，凈化基體和晶界，提高鋁合金的導電性能及抗拉強度。中國專利CN?102230113A公開了一種耐熱鋁合金導體材料及其制備方法，采用Zr、Er復合微合金化，獲得電導率介于59.5～60.5%IACS之間，抗拉強度最大為157MPa，長期耐熱溫度為180℃的鋁導體材料。該專利公開的合金中Fe含量控制在0.10~0.20%（質量百分比）之間，其目的在于降低合金的生產成本，這是由于原材料鋁錠中通常固含0.10~0.15%的Fe，要進一步降低原材料鋁錠中的Fe含量，成本將大幅度增加；研究表明，Fe在鋁中的固溶度很低，即使很微量的Fe也極易形成粗大的片狀Al3Fe相，降低合金的力學性能，對于力學性能要求高的合金一般應避免粗大片狀Al3Fe相的形成。

發明內容

本發明的目的是提供一種組分配比合理、強度高、耐熱性能好、導電性能優異的高強高導耐熱鋁導體材料及其制備方法；該導體材料長期耐熱溫度達到210℃，抗拉強度在185MPa以上，并且電導率保持在60%IACS以上。

本發明一種高強高導耐熱鋁導體材料，包括下述組分按質量百分比組成：

鋯?0.15~0.40%；

銩?0.50~0.80%；

鐵?0.50~0.95%；

硅＜0.05%；

鈦、釩、鉻、錳雜質元素總和小于0.01%；余量為鋁。

本發明一種高強高導耐熱鋁導體材料的制備方法，包括下述步驟：

按設計的鋁導體材料組分配比分別取硅的質量百分含量＜0.05%的工業純鋁錠，鋯、銩、鐵的中間合金；將工業純鋁錠熔化，向熔體中加入鋁鋯合金、鋁銩合金和鋁鐵合金，于750℃~760℃保溫，待中間合金完全熔化后，將合金熔液溫度降至730℃保溫，依次進行精煉、靜置、扒渣、鑄造，得到鑄錠；鑄錠水冷至280~320℃后，在320℃~380℃進行等溫析出退火。

本發明一種高強高導耐熱鋁導體材料的制備方法，所述精煉采用精煉劑和N₂氣進行復合精煉，精煉劑由質量百分比為5~15%的NaCl與85~95%的C₂Cl₆組成。

本發明一種高強高導耐熱鋁導體材料的制備方法，等溫析出退火保溫4~8h后出爐空冷。