[發明專利]具有極低加工硬化率銅包鋁線用含Ru鋁合金

在審

• 申請號: 201810163007.3
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108251708A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 楊長江
• 申請（專利權）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了具有極低加工硬化率銅包鋁線用含Ru鋁合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Ba:0.8?1.2wt.%,Ru:0.4?0.6wt.%；Ni:0.3?0.5wt.%,Y:0.2?0.3wt.%，Ge:0.5?0.8wt.%,Sb:0.1?0.2wt.%,余量為鋁。該鋁釕合金具有傳統銅包鋁線用鋁合金不具備的優秀的力學性能。在電器制造工業、電線電纜工業和無線電工業中有廣泛的用途。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種鋁釕合金。

背景技術

隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，對電力的需求急劇增長，輸電線路日益向大容量方向發展，這就要求增大導線的輸電容量。鋁合金導線早在1921年就開始用于架空線。隨著輸變電技術的提高和輸變電線路的發展，鋁合金導線愈來愈顯示其優越性，國際上五十年代開始采用至今，西歐、北歐、美國、加拿大、日本等國已廣泛采用，法國的輸電線路幾乎90%以上使用鋁合金導線，日本也已達50%以上。

鋁的強度和耐腐蝕性能比銅差得多，六七十年代因銅資源缺乏，曾推廣以鋁代銅制電線，但是幾年以后缺點不斷暴露，如電線的接頭部分，由于日久氧化電接觸不好引起打火等故障，鋁電線從此失去市場。考慮到銅儲量的有限性以及價格昂貴，采用銅包鋁線來作為鋁線的升級產品可以有效地解決這些難題。

銅包鋁線特別適合作變電站、發電廠等大電流輸送用母線，可節約工程投資。在城網線路擴容改造工程中，尤其在線路走廊狹窄地區，只需更換相近截面規格的導線，基本上不需要更換鐵塔，即能滿足強度和導線對地馳度的要求。在雙回路線路中，還可短時承載另一回路的載流量，便于一個回路發生事故時的搶修和維護。在新線路上，采用銅包鋁導線使線路結構簡化，金具及零部件數量減少，對線路的安全運行有很大好處。

銅包鋁線的生產主要有3種方法:銅管鑄鋁成錠-熱軋成型法，銅、鋁冷配合成錠-熱軋成型法，以及銅鋁冷配合-冷壓-拉制法。可見，銅包鋁線質量的優劣取決于銅與鋁的冶金結合。此外，隨著鋁芯電纜的應用越來越廣泛，對某些特種鋁電纜除要求滿足電能外，希望外徑更小，并且能夠承受一定的機械力和良好的彎曲性能，這對作為電纜鋁導體原材料的鋁線的機械性能提出了較高的要求。

隨著我國經濟的飛速發展，電力行業對電纜材料的要求越來越高。人們不斷追求導電性能，強度和其它特性能達到最佳組合的新型合金來滿足日益提升的要求。我國高速電氣化所用優質電纜材料主要從德國、瑞典等發達國家進口。國外己經開發的新型銅包鋁用鋁合金材料的常溫力學性能還不能令人滿意，不能完全滿足現代工業的要求。

開發具備特殊性能電纜用合金有兩種方法，一種是加入合金元素通過固溶強化來強化基體，另一種是通過加入第二相強化相形成鋁基復合材料。鋇作為合金化元素加入鋁合金中可以大大提高合金的彈性性能和其它性能。開發新型鋁基電纜材料已成為必然。但是，作為一種電纜材料，只具有優良的導電能力是遠遠不能滿足高速發展的電力行業要求，更重要的是最終的鋁合金產品還要同時擁有令人滿意的力學強度。因而如何在鋁合金中平衡各種合金元素的含量，制備出具備優異的力學性能的鋁基電纜材料是當前鋁合金的一個亟待解決的問題。

鋁鋇合金最大的特點是在冶煉過程中熔體容易氧化燒，生成疏松的氧化膜和氮化膜。這種不致密的熔體表面化合物膜不能阻止氧氣和氮氣向熔體表面的擴散，導致了鋇在合金熔體在熔煉過程中的不斷氧化和消耗。因此，鋁鋇合金的冶煉中一般采用氬氣保護的方法來進行合金制備。該方法不同程度地存在著成本偏高，鑄件易產生熔劑夾雜、設備復雜等缺點。因此使鋁鋇合金的研制、開發與應用受到了限制。因而在急需大規模使用鋁鋇合金的工業和國防領域，一直存在著現有產量少，工藝繁瑣，成本高等急需克服的現狀。

通過合金化的方法達到防止在冶煉過程中鋁鋇合金熔體的氧化，是解決該合金冶煉問題的發展方向之一。合金化阻燃和防止鋇在熔煉過程中揮發的機理是在合金中添加合金元素來影響合金氧化的熱力學與動力學過程，在合金表面形成具有保護作用的致密氧化膜和氮化膜，達到阻止合金劇烈氧化的目的。與氬氣保護相比，合金化阻燃可以消除熔劑夾雜，提高合金的力學性能。