[發明專利]一種Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011243719.X
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112481525A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 胡博;陳保安;李希元;朱元成;張忠瑞;楊長龍;祝志祥;馬洪峰;鄭薇;隋合軾;段有重;徐中凱;張強;丁一;陳新;張靜媛;李新;趙麗麗
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司營口供電公司;全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/04;B21C37/04
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

一種Al?Cu?Sc?B耐熱鋁合金單絲材料，包括鋁、硼、銅、鈧合金元素以及原材料中不可避免的雜質元素，各組份的含量分別為：Cu：0.05～0.1％，B：0.01～0.02％，Sc：0.1～0.3％，Si≤0.06％，Fe≤0.15％，(V+Ti+Cr+Mn)≤0.01％。一種Al?Cu?Sc?B耐熱鋁合金單絲材料的制備方法：冶煉：熔煉溫度為730～750℃；倒爐：730～750℃的熔煉爐中，加入Al?10Cu、Al?2Sc中間合金；精煉：710～730℃吹入氮氣或氬氣；澆鑄，軋制，鋁合金圓桿經過多道次拉拔，獲得單絲。本發明的優點：優化了制備工藝參數，耐熱鋁合金單絲在保證力學性能的前提下顯著提高導電率至61.8％IACS。

技術領域

本發明涉及電工導體材料領域，特別涉及一種Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料及其制備方法。

背景技術

架空輸電線路導線的現狀是以傳統鋼芯鋁絞線為主，若采用增加導線截面積制造大截面鋼芯鋁絞線方式提高輸送容量，必須建造更高強度的桿塔來實現，不僅增加走廊面積而且加大建設成本，將不符合“資源節約型，環境友好型，新技術，新材料，新工藝”輸電線路的指導方針。為了解決城市電網的增容改造，有效利用原有塔基和線路走廊，采用相同規格的耐熱鋁合金導線替代鋼芯鋁絞線實現輸電線路的增容是發展的趨勢之一。

耐熱鋁合金導線是一種性能良好的特種增容導線，采用大容量耐熱鋁合金導線進行現有線路增容改造，在盡量不更換桿塔的原則下，不但能提高線路的輸送能力，并且能降低工程的整體造價。但現有的耐熱鋁合金導線綜合性能差(導電率最高為61％IACS(20℃)，長期耐熱溫度為150℃)，使線損增加，造成電能大量浪費。因此，在保證較高載流量的同時，如何提高耐熱鋁合金的導電率，減少輸電線損，成為目前耐熱鋁合金導線最為迫切的技術需求。

發明內容

本發明的目的在于以純度為99.7％的工業鋁錠為原材料，開發出一種Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料，解決現有耐熱鋁合金單絲及導線產品導電率低的技術難題。主要通過加入微量合金化元素，改善合金微觀組織與綜合性能，開發出導電率不低于61.8％IACS(20℃)、抗拉強度不低于165MPa、延伸率不低于2％、長期耐熱溫度≥150℃(230℃保溫1h強度殘存率≥90％)的耐熱鋁合金導單絲，特提供了一種Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料及其制備方法。

本發明提供了一種Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料，所述的Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料成分體系，包括鋁、硼、銅、鈧合金元素以及原材料中不可避免的雜質元素，各組份的含量分別為：Cu：0.05～0.1％，B：0.01～0.02％，Sc：0.1～0.3％，Si≤0.06％，Fe≤0.15％，(V+Ti+Cr+Mn)≤0.01％，其余為鋁的含量和不可避免的其它微量雜質。

所述的Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料，其中B含量為0.01～0.15％。

所述的Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料，Cu含量0.05～0.08％。

所述的Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料，Sc含量為0.2～0.3％。

所述的Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料，各組份的含量分別為：Cu：0.05～0.07％，B：0.01～0.02％，Sc：0.1～0.15％，Si≤0.06％，Fe≤0.15％，(V+Ti+Cr+Mn)≤0.01％，其余為鋁的含量和不可避免的其它微量雜質。

一種Al-Cu-Sc-B耐熱鋁合金單絲材料的制備方法，(1)冶煉：選取工業純鋁錠加入熔煉爐中，完全熔化后加入Al-3B中間合金進行硼化處理；

(2)倒爐：將靜置后的鋁合金液倒入另一個熔煉爐中，待溫度穩定后，在加入Al-10Cu、Al-2Sc中間合金，完全熔化后攪拌；

(3)精煉：吹入氮氣或氬氣；

(4)澆鑄：將鋁合金液澆入金屬型模具，制備成鑄錠；