[發明專利]Al-Fe-Mn-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子及其制備方法

在審

• 申請號: 201610237905.X
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105703096A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 于貴良;趙巖;張曉歡
• 申請（專利權）人: 河北欣意電纜有限公司
• 主分類號: H01R11/11
• 分類號: H01R11/11;H01R4/60;H01R4/62;H01R43/02;C22C21/18;C22F1/057;C22C21/00;C22F1/04
• 代理公司: 石家莊元匯專利代理事務所(特殊普通合伙) 13115
• 代理人: 周大偉

技術領域

本發明屬于銅鋁過渡端子的技術領域，涉及鋁合金電纜用銅鋁過渡端 子，具體涉及Al-Fe-Mn-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子及其制備方法。本發 明的銅鋁過渡端子電氣性、機械性、抗蠕變性能優異，質量可靠，不存在 安全隱患。

背景技術

隨著我國經濟建設的高速發展，各行業對電力的需求持續增加，電線 電纜行業的市場空間巨大。但在電線電纜產品結構中占主要成分的銅、鋁 導體本身存在著難以克服的缺點,因而需要設計制造銅鋁過渡端子。

現有的銅鋁過渡端子主要由銅鼻子和普通的鋁連接管組成，其銅鼻子 主要采用電工銅，連接管多采用普通鋁材，如1350牌鋁材，該普通銅鋁過 渡端子用于鋁合金電纜存在以下缺陷：1、普通鋁材長期在溫度不斷變化的 作用下易發生蠕變，使其結構尺寸產生不可逆變化。2、圓柱形連接管用于 低壓電力電纜異形導體(如扇形、瓦型、半圓型)，由于二者形狀相差太大， 在接頭時即使采取整形措施，也難以保證把導體做到圓整的外形，導致導 體外表面和連接管內壁之間空隙不均勻，給電纜長期穩定運行帶來隱患。3、 電纜在使用安全性上主要是受制于端子連接穩定性，目前鋁合金電纜主要 使用的是銅鋁過渡端子，銅鼻子材質為電工銅，連接管為純鋁并不是鋁合 金材料，這就導致了鋁端子與鋁合金導體壓接后，在使用過程中存在安全 隱患，同時鋁導體的機械強度偏低，焊接性能差，接觸電阻大，在工程項 目中推廣應用受到限制。4、現有的銅鋁過渡端子是鋁連接管與銅鼻子的直 接焊接成一體結構，由于鋁與銅的電阻率、載流能力的不同，由鋁直接過 渡到銅會引起電氣現象，銅鋁結合面斷裂、易造成觸電等危害，這種現有 的銅鋁過渡端子由鋁合金電纜過渡到鋁再過渡到銅，強制性、硬轉接的過 渡方式，存在嚴重的質量問題和安全隱患。5、目前市場上使用銅鋁端子的 生產工藝，普遍采用將銅、鋁棒先焊接后沖壓成型工藝，而銅棒在沖壓成 接近90°平面時，焊縫處銅截面向受沖壓方向拉伸傾斜變形，再由于鋁比銅 的延展性好，故導致焊縫邊上的鋁同樣往受沖壓方向拉伸，使整個焊縫傾 斜變形，導致鋁截面周邊的分子晶體結構變異，出現裂紋、松散等現象， 影響整個焊接面的牢固度(DTL類型產品屬于直接對焊縫沖壓，焊縫影響 更為嚴重)，而銅鋁焊接面的牢固度又是整個連接器最為關鍵的所在。使 用焊接不牢固、虛焊及焊接面分子晶體結構受影響的銅鋁連接器時，易出 現銅鋁結合面斷裂和電化腐蝕等現象，導致電力中斷、觸電及發生火災事 故。

還有的采用鋁合金材質的連接管和銅鼻子，該種設計雖然在一定程度 上對電力的輸出有改善作用，但是該種過渡方式依然存在在結合面電阻增 大，易發生短路、過燒和截面斷裂的問題，在銅鋁過渡區發生電化學反應 和瓶頸效應。因而，為鋁合金電纜產業的進一步發展，研究并解決銅鋁過 渡端子的技術方案是目前迫切需要解決的。

發明內容

本發明為解決現有技術中銅鋁過渡端子因其電氣性、機械性、抗蠕變 性能力差，導致鋁合金電纜在實際應用連接中存在著極大的質量問題和安 全隱患的問題，提供了一種Al-Fe-Mn-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子及其制 備方法。本發明的銅鋁過渡端子電氣性、機械性、抗蠕變性能優異，在溫 度不斷變化的情況下，也具有可靠地連接性，具有優異的熱穩定性和導電 性，從鋁合金電纜到連接管到銅鼻子的過渡平穩、溫和。

本發明為實現其目的采用的技術方案是：

Al-Fe-Mn-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導體連接的鋁合 金連接管、與鋁合金連接管另一端連接的銅鼻子，在鋁合金連接管與銅鼻 子之間設置有銅鋁過渡件，所述銅鋁過渡件為柱狀實心結構的鋁合金，所 述的銅鋁過渡件按重量百分比包含：Fe0.2-0.6％、Cu0.5-1.4％、Mg 0.03-0.4％、Mn0.05-0.5％、Sc0.01-0.03％、Sn0.001-0.003％、RE0.1-0.6％、 V0.01-0.05％、Zr0.005-0.008％、Sr0.001-0.003％、Ni0.01-0.02％、Zn 0.001-0.002％、余量為鋁。該銅鋁過渡件化學成分及比例的控制，改善了銅 鋁過渡區熱膨脹系數，提高了抗過載能力，實現了鋁合金連接管電流向銅 鼻子的平穩過渡。