[發明專利]鋁合金材料、導電排及其蠕變剩余壽命的計算方法

在審

• 申請號: 202210093424.1
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114427055A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 郭晨輝;時曉蕾;張亞飛;王峰
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/02;C22C1/03;B22D11/00;H01B1/02;H01B5/02;G06F17/15
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 康歡歡

本發明實施例公開了一種鋁合金材料、導電排及其蠕變剩余壽命的計算方法。鋁合金材料包括：鋁元素、硼元素、鋯元素和稀土元素，其中硼元素的含量小于或者等于0.025％，鋯元素的含量小于或者等于0.2％，稀土元素的含量小于或者等于0.15％。本發明實施例通過設置硼元素含量實現了晶粒細化，提高了鋁合金力學性能和導電率；通過設置鋯元素含量提高了鋁合金的抗應力腐蝕等性能；通過設置稀土元素含量提高了鋁合金的高溫蠕變性能，并降低了鋁合金中的氧化夾雜等。由此可見，本發明實施例能夠增強導電排用鋁合金的導電及抗蠕變性能，有利于緩解甚至是解決現有鋁合金導電排長期使用后由材料蠕變引發的循環連鎖式的連接區域失效問題。

技術領域

本發明實施例涉及輸配電技術領域，尤其涉及一種鋁合金材料、導電排及其蠕變剩余壽命的計算方法。

背景技術

作為一種大電流導電產品，導電連接排，也即導電排，在高低壓電器、開關觸頭、配電設備及母線槽等工程實際中應用廣泛。

目前，在電能傳輸細分領域內，高導電率的T2紫銅是導電排的首選材質。與T2紫銅相比，雖然鋁合金的導電率偏低，但其兼具高比強、低成本等諸多優勢。基于此，通過鋁合金導電排對銅導電排進行替代，正被所涉行業逐漸接受。

然而，現有的鋁合金導電排在自重、緊固和輸電發熱等工況下進行長期應用容易產生蠕變，即鋁合金導電排在低于彈性極限的恒應力下所產生的應變隨時間的延長而增加。產生蠕變后的導電排的連接處會產生空隙，進而使得導電排的電阻增大，因此，鋁合金導電排的連接區域存在“連接松動-發熱量高-變形加大-連接松動-發熱量增多-燒毀”的循環連鎖式的失效問題，并最終導致導電排連接處的異常高溫、松脫、熔斷甚至發生火災。

發明內容

本發明實施例提供一種鋁合金材料、導電排及其蠕變剩余壽命的計算方法，以增強導電排用鋁合金的導電及抗蠕變性能，有利于緩解甚至是解決鋁合金導電排長期使用后由材料蠕變引發的循環連鎖式的連接區域失效問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種鋁合金材料，包括：鋁元素、硼元素、鋯元素和稀土元素，其中所述硼元素的含量小于或者等于0.025％，所述鋯元素的含量小于或者等于0.2％，所述稀土元素的含量小于或者等于0.15％。

可選地，其中所述硼元素的含量大于或者等于0.015％，所述鋯元素的含量大于或者等于0.1％，所述稀土元素的含量大于或等于0.05％。

可選地，還包括：硅元素、鎂元素、鐵元素、銅元素和鈦元素；

其中，所述硅元素的含量大于或者等于0.5％且小于或者等于0.7％，所述鎂元素的含量大于或者等于0.4％且小于或者等于0.5％，所述鐵元素的含量大于或者等于0.3％且小于或者等于0.5％，所述銅元素的含量大于或者等于0.08％且小于或者等于0.15％，所述鈦元素的含量大于或者等于0.08％且小于或者等于0.12％。

第二方面，本發明實施例還提供了一種鋁合金材料的制備方法，包括：

準備多種制備原料；其中，所述制備原料的比例由第一方面所述的鋁合金材料中的元素含量確定；

選用保護氣體將精煉劑吹入熔煉鋁液并攪拌，后靜置第一預設時長；

把精煉鋁液倒入連鑄機中軋制出連鑄坯，在均熱爐中保溫第二預設時長后送入熱連軋機組中軋制成型，獲得所述鋁合金材料。

第三方面，本發明實施例還提供了一種導電排，采用第一方面所述的鋁合金材料。

第四方面，本發明實施例還提供了一種連接系統，包括至少兩個第二方面所述的導電排，還包括緊固螺栓、與所述緊固螺栓匹配使用的緊固螺母以及碟簧；所述導電排包括過孔，所述緊固螺栓貫穿至少兩個所述導電排的所述過孔，各所述導電排在所述緊固螺栓的螺栓頭與所述緊固螺母之間；所述碟簧設置在所述緊固螺栓的螺栓頭與最靠近所述螺栓頭的所述導電排之間，以及設置在所述緊固螺母與最靠近所述緊固螺母的導電排之間。