[發明專利]一種鋁合金導體及其制備方法

無效

• 申請號: 201410160987.3
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103898375A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 鄭立國;李娜;葉平;鄭立新;鄭立忠
• 申請（專利權）人: 合肥市科億鋁業有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/04
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技術領域

本發明屬于電線電纜導體材料領域，具體涉及一種鋁合金導體及其制備方法。

背景技術

對于鋁合金導體，有兩大質量指標是至關重要的：其一是電阻率，電阻率的大小直接影響到鋁合金導體的導電效果，電阻率主要由原材料的化學成分所決定，特別是在鋁合金中，如果增加銅、鐵等其它雜質元素，將會使電線電纜的導電效果變差；其二是力學性能，普通電工鋁作為導體時電線電纜的延伸率、柔韌性和抗蠕變性能都較差，且使用安全穩定性低。由上述可知，現有技術中的鋁合金材料難以適應電線電纜的發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋁合金導體，采用本發明中的鋁合金作為導體時電線電纜具有較好的機械性能,優越的導電性能，且使用安全穩定性高。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種鋁合金導體，按重量百分比含量，其包括下列組分：0.30～0.80%的鐵，0.15～0.30%的銅，0.07～0.0.09%的硅，0.03～0.09%的稀土元素，余量為鋁以及不可避免的雜質。

本發明的另外一個目的是提供一種制備高延伸率鋁合金材料的方法，包括如下步驟：

1）熔鑄

向熔化爐中加入91～97重量份的鋁、0.75～3.50重量份的鋁銅合金以及1.1～2.8重量份的鋁鐵合金，加熱至720～780℃熔化；再投加0.85～1.9重量份的稀土鋁合金以及0.25～0.55重量份的硼鋁合金并攪拌；隨后投加0.04～0.06重量份的粉末精煉劑精煉8～12分鐘；然后靜置保溫25～35分鐘后，進行連鑄連軋；

2）半退火處理

鑄造所得鋁合金體在265～395℃下保溫4～7個小時，然后取出自然冷卻至環境溫度。

本發明所得的鋁合金為新型的鋁合金導體，具有如下優點：

1）本發明中銅的含量控制在0.15～0.30%之間，能提高鋁合金的抗拉強度，同時提高伸長率，易于拉制加工。

2）本發明中鐵元素含量控制在0.30～0.80%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達到較高的水平。

3）本發明中硅的含量控制在0.07～0.0.09%之間，保證了一定量的硅對鋁合金強度的增強作用。

4）本發明中的稀土元素能降低鋁固溶體中硅的含量，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構，提高了鋁合金的工藝性能，有利于鋁合金的加工處理。

5）本發明中的稀土元素以鈰和鑭為主

6）本發明中的硼元素可與Ti、V、Mn、Cr等雜質元素反應，形成化合物后被沉淀排除，從而降低Ti、V、Mn、Cr等雜質元素對鋁合金導電率的影響，有利于提高鋁合金的導電率。

7）本發明中制備鋁合金時對鋁合金進行了半退火處理，改善了拉制、絞制過程中應力作用對導體組織結構的不利影響，使導電率達到甚至超過61%IACS（普通電工用鋁導體的導電率標準是61%IACS），同時退火處理能極大的提高鋁合金的延伸率和柔韌性及降低導體電阻，本發明的鋁合金制成的電纜的強度提高10%，延伸率達到30%，柔韌性比銅纜高25%，而電阻率保持在較低水平。

具體實施方式

實施例：

一、熔鑄工藝

1、配料

8480kg的鋁錠（0.05%Si含量，0.08%Fe含量）、130kg鋁鐵合金（22%Fe含量）、85Kg鋁銅合金（26%Cu含量）、75kg稀土鋁合金（l0%稀土含量）、28kg硼鋁合金（3.5%B含量)、4kg精煉劑（NaCl·KCl·Na₃AlF₆·ZnCl₂）。

2、加料方式

加料時鋁鐵合金、鋁銅合金隨鋁錠搭配均勻分批地從沖天爐加入，以保證成分盡可能的均勻。

3、保溫工藝

由鋁錠、鋁鐵合金以及鋁銅合金熔化后得到的鋁合金液體流入保溫爐時溫度控制在720～750℃；向前述鋁合金液體中加入稀土鋁合金和硼鋁合金時溫度應提升至750～780℃，此時升高溫度有利于稀土鋁合金和硼鋁合金的熔融，從而提高了稀土和硼的處理效果。

4、稀土處理和硼化處理

4.1保溫爐鋁合金液體充滿一半時加入25kg稀土鋁合金和9kg硼鋁合金。

4.2保溫爐鋁合金液體充滿后加入其余50kg稀土鋁合金和19kg硼鋁合金。