[發明專利]一種電力連接金具用WC-Co納米增強高硅鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201811282907.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109576537B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 顧建;李冬青;周立憲;劉勝春;張軍;司佳鈞;劉臻
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C32/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

一種電力連接金具用WC?Co納米增強高硅鋁合金，其特征在于，所述WC?Co納米增強高硅鋁合金包括，按質量百分比計的下述組份：3.0～8.0％WC、0.1～2.0％Co、60％～80％Al、10～30％Si,余量為不可避免的雜質。通過添加納米WC?Co粉末增強Al?Si合金的方法有效減少了成分偏析、組織粗化，極大地提高了Al?Si合金的機械性能，從而保障了電力連接金具的安全性。

技術領域

本發明涉及一種高硅鋁合金增強技術，具體講涉及一種電力連接金具用WC-Co納米增強高硅鋁合金及其制備方法

背景技術

現有的特高壓送電線路特點是輸送量大且長，需經過諸如山地、丘陵等地區復雜地質形貌地區。線路具有導線分裂數多，負荷大和檔距大的特點。因此，對電力連接金具提出了耐腐蝕、高可靠、高耐磨等一系列技術指標。目前的連接金具設計思路一般通過提高金具噸位、增大尺寸來保證線路的負載需求。但是增加了生產、運輸、施工成本與技術難度。因此，實現金具輕量化并保證金具服役的高可靠性是是未來技術發展趨勢。

鋁合金代替35CrMo、Q345R等傳統鋼材是實現金具輕量化的一個重要方向。鋁合金具有密度低、比強度高的優點，相對傳統鋼材可實現降重2/3，而且Al元素屬于活潑元素，可在表面形成一層致密的Al2O3氧化層，無需防銹處理即可具備優異的防腐蝕性能。現有的高強鋁合金主要為5系、6系、7系高強航空鋁合金，生產成本高，耐磨性差，不適用與電力連接金具材料的推廣應用，是制約輕量化發展進程的一個重要掣肘。在電力連接金具領域，目前的4系Al-Si合金已成為的重要組成部分，4系Al-Si合金可隨著Si含量的增加，耐磨性逐漸提高，制造成本相對降低。但是在實際應用中，Al-Si也暴露了一些缺陷。例如，合金抗拉強度相對較弱，并且當Si含量超過15％時會導致顯微組織晶粒粗大，從而影響電力連接金具材料機械性能。

因此，需要提供一種能夠提高Al-Si合金機械性能，同時又質量穩定，經濟節能的技術方案。

發明內容

本發明的目的是通過添加納米級WC-Co克服Al-Si系合金機械性能具備的缺陷，采用粉末冶金技術增加Al-Si合金中Si的含量，提高Al-Si合金的耐磨性，保證制備的Al-Si合金具有優越的機械性能，本發明采用以下技術方案實現的：

一種電力連接金具用WC-Co納米增強高硅鋁合金，其改進之處在于，所述WC-Co納米增強高硅鋁合金包括，按質量百分比計的下述組份：3.0～8.0％WC、0.1～2.0％Co、60％～80％Al、10～30％Si,余量為不可避免的雜質；

其中，WC粉末的粒度為2～4μm，晶粒度為100-200nm；Co粉末的粒度為1～2μm，Al粉末的粒度為50～75μm，Si粉末的粒度為50～75μm。

進一步的，所述WC-Co納米增強高硅鋁合金包括按質量百分比計的下述組份：6.0～8.0％WC、0.2～1.0％Co、72.0～80.0％Al和11.5～18.0％Si；WC粉末的粒度為3μm，晶粒度為200nm,Co粉末的粒度為2μm，Al粉末的粒度為75μm，Si粉末的粒度為75μm.。

一種電力連接金具用WC-Co納米增強高硅鋁合金的制備方法，其改進之處在于，該方法包括如下步驟：

(1)在保護氣氛下球磨所述WC-Co納米增強高硅鋁合金；

(2)于經球磨的所述WC-Co納米增強高硅鋁合金粉末加入分散劑；

(3)機械混合粉末；

(4)模壓處理所述機械混合粉末得生坯；

(5)高溫燒結所述生胚，保溫后隨爐冷卻。

進一步的，按質量百分比計，所述的WC-Co納米增強高硅鋁合金粉末包括：70％Al，24.8％Si，5.2％的WC-Co。

進一步的，所述的WC為5.0％和Co為0.2％。