[發明專利]Al-Fe-Cu-Mg鋁合金、其制備方法以及鋁合金電纜

在審

• 申請號: 201310746523.6
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103667810A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 林澤民
• 申請（專利權）人: 安徽欣意電纜有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/02;C22F1/04;H01B1/02;H01B9/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及合金技術領域，尤其涉及一種Al-Fe-Cu-Mg鋁合金、其制備方法以及鋁合金電纜。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，其在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中得到廣泛應用。隨著科學技術以及工業經濟的飛速發展，鋁合金的需求日益增多，因此鋁合金的研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金在電力行業的發展，同時電力行業的發展又拓寬了鋁合金的應用領域。

電力行業的基礎元件電力電纜是用來輸送和分配電能的資源，其基本結構由線芯、絕緣層、屏蔽層和保護層四部分組成。其中，線芯是電力電纜的導電部分，用來輸送電能，其是電力電纜的主要部分；絕緣層將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣間彼此隔離，保證電能輸送，其是電力電纜結構中不可缺少的組成部分；保護層是保護電力電纜免受外界雜質和水分的侵入，以及防止外力直接損壞電力電纜。由于銅具有良好的導電性，銅廣泛用于電力電纜的線芯。但是隨著銅資源的日益匱乏，而鋁的含量很豐富，以鋁代替銅受到了研究者的關注，因此鋁合金作為電纜導體成為了研究的熱點。

鋁合金電纜替代銅纜逐漸成為一種趨勢，并得到了廣泛應用。現有技術中的鋁合金導體材料，在電性能、耐腐蝕性能和機械性能等方面較為優異，但是在抗疲勞和高溫蠕變性能方面還是比較差，從而容易出現質量問題，影響鋁合金材料的使用壽命或帶來安全隱患，因此，鋁合金電纜綜合性能仍較差。

針對鋁合金用于電力電纜的缺陷，研究者開始致力于提高鋁合金在用于電力電纜的研究。例如：公開號為CN101525709A、CN101914708、CN102222546A的中國專利公開的鋁合金，雖然鋁合金的延展性能得到了改善，但是抗疲勞性能沒有得到改善，且雖然也提到了抗蠕變性能得到了提高，但是改善的具體指標沒有明確；又如公開號為CN102360624的中國專利公開的鋁合金，雖然抗蠕變性能得到了顯著改善，但在延展性和抗疲勞性能沒有很好的體現出改善的效果，因而依然鋁合金的綜合性能依然存在不足；再如公開號為CN102119233A的日本專利文獻公開的鋁合金，在強度和延展性方面得到了提高，且具有較好的彈性極限應力和耐沖擊性能，但是抗疲勞性能和抗蠕變性能沒有得到提高。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種綜合力學性能較好的用于電力電纜的鋁合金及其制備方法。

有鑒于此，本申請提供了一種Al-Fe-Cu-Mg鋁合金，包括：

0.1wt%～0.9wt%的Fe；

0.01wt%～0.5wt%的A；所述A為Cu、Mg、Zn、B、Si、Zr中的至少兩種元素；

余量的Al。

優選的，所述A的含量與Fe的含量的總和不超過1.2wt%。

優選的，所述鋁合金的抗拉強度大于等于210MPa；導電率大于等于60%IACS；平均蠕變速度小于等于5×10^-2%/h；疲勞彎折次數大于等于15。

優選的，所述鋁合金的斷裂伸長率大于等于20%；導電率大于等于61%IACS；平均蠕變速度小于等于8×10^-2%/h；疲勞彎折次數大于等于30。

本申請還提供了所述鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

a）鑄造鋁合金鑄錠；所述鋁合金鑄錠中Fe的含量為0.1wt%～0.9wt%，A的含量為0.01wt%～0.5wt%，與余量的鋁；所述A為Cu、Mg、Zn、B、Si、Zr中的至少兩種元素；

b）將所述鋁合金鑄錠依次進行固溶處理與時效處理，將時效處理后的鋁合金鑄錠進行軋制，得到鋁合金。

優選的，步驟b）之后還包括：

將所述鋁合金進行軟化處理。

優選的，所述固溶處理的溫度為480℃～600℃，時間為40min～60min；所述時效處理的溫度為350℃～450℃，時間為1h～3h。

優選的，所述軟化處理的溫度為大于等于150℃，時間為3h～6h。

本申請還提供了一種鋁合金電纜，包括線芯、絕緣層、屏蔽層和保護層，所述線芯為上述方案所述的鋁合金或上述方案所制備的鋁合金。

優選的，所述鋁合金電纜在90℃長期運行的載流量為銅電纜的70%～80%。