[發(fā)明專利]Al-Fe-Zn鋁合金、其制備方法以及鋁合金電纜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310746958.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN103667812A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林澤民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽欣意電纜有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;C22C21/10;H01B1/02
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Al-Fe-Zn鋁合金、其制備方法以及鋁合金電纜。

背景技術(shù)

鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，其在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)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(yīng)用促進(jìn)了鋁合金在電力行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)電力行業(yè)的發(fā)展又拓寬了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域。

電力行業(yè)的基礎(chǔ)元件電力電纜是用來輸送和分配電能的資源，其基本結(jié)構(gòu)由線芯、絕緣層、屏蔽層和保護(hù)層四部分組成。其中，線芯是電力電纜的導(dǎo)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(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分；保護(hù)層是保護(hù)電力電纜免受外界雜質(zhì)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(dǎo)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(guān)注，因此鋁合金作為電纜導(dǎo)體成為了研究的熱點(diǎn)。

鋁合金電纜替代銅纜逐漸成為一種趨勢(shì)，并得到了廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金導(dǎo)體材料，在電性能、耐腐蝕性能和機(jī)械性能等方面較為優(yōu)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(xiàn)質(zhì)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(duì)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(hào)為CN101525709A、CN101914708、CN102222546A的中國(guó)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(biāo)沒有明確；又如公開號(hào)為CN102360624的中國(guó)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(xiàn)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(hào)為CN102119233A的日本專利文獻(xiàn)公開的鋁合金，在強(qiáng)度和延展性方面得到了提高，且具有較好的彈性極限應(yīng)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種綜合力學(xué)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(qǐng)?zhí)峁┝艘环NAl-Fe-Zn鋁合金，包括Fe、Zn與Al；

所述Fe的含量為0.1wt%～0.9wt%，

所述Zn的含量與Fe的含量的質(zhì)量比為（0.01～3）：1，

余量的鋁。

優(yōu)選的，所述鋁合金中Zn與Fe的質(zhì)量比為（0.04～2.1）：1。

優(yōu)選的，所述鋁合金的抗拉強(qiáng)度大于等于210MPa；導(dǎo)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(shù)大于等于15。

優(yōu)選的，所述鋁合金的斷裂伸長(zhǎng)率大于等于20%；導(dǎo)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(shù)大于等于30。

本申請(qǐng)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：所述鋁合金鑄錠中包括Fe、Zn與Al；所述Fe的含量為0.1wt%～0.9wt%，所述Zn的含量與Fe的含量的質(zhì)量比為（0.01～3）：1，與余量的鋁；

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

優(yōu)選的，步驟b）之后還包括：

將所述鋁合金進(jìn)行軟化處理。

優(yōu)選的，所述固溶處理的溫度為480℃～600℃，時(shí)間為40min～60min；所述時(shí)效處理的溫度為350℃～450℃，時(shí)間為1h～3h。

優(yōu)選的，所述軟化處理的溫度為大于等于150℃，時(shí)間為3h～6h。

本申請(qǐng)還提供了一種鋁合金電纜，包括線芯、絕緣層、屏蔽層和保護(hù)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(yōu)選的，所述鋁合金電纜在90℃長(zhǎng)期運(yùn)行的載流量為銅電纜的70%～80%。