[發明專利]一種鋁合金導電材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202211249136.7
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115522102B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 王東濤;張海;王瑞;張孝足;朱凱;喬磊;王震;張波
• 申請（專利權）人: 蘇州大學;山東魏橋輕量化材料有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;B21C1/02;C22C1/02;C22F1/04
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 黃晨

本發明公開了一種鋁合金導電材料及其制備方法，涉及鋁合金技術領域。所述鋁合金導電材料各元素重量百分比為：Ca3～11wt％，Nb0.05～0.1％，Nd0.05～0.1％，B0.05～0.1％，Ag0.05～0.1％，余量為雜質和Al，該鋁合金的組織中共晶強化相Alsubgt;4/subgt;Ca的體積分數為7～25％，共晶Alsubgt;4/subgt;Ca相為細小的纖維狀形貌，單個纖維的直徑為0.1～2μm。本發明鋁合金制備時按預設方式添加各成分后對鋁合金進行熔煉、精煉并鑄錠處理，得到所述鋁合金導電材料。本發明鋁合金導電材料能有效實現Al?Ca合金組織調控，使鋁合金具有優良的塑性變形能力和較高的導電性。

技術領域

本發明涉及鋁合金材料領域，具體涉及一種新型鋁合金導電材料及其制備方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，大規模的基礎設施投建和電力系統發展，我國對電線電纜的需求量快速增長。目前我國電線電纜材料大部分采用純銅，但銅價居高不下，銅導體材料占據銅電線電纜成本的70％以上，導致制造銅電線電纜的成本大。而純鋁導電性較好，成本較低，但其長期運行或電流過載后會發生較大的蠕變，導致接觸電阻增大，易引起事故，且彎曲性能不好，易開裂或折斷，同樣易引起事故。因此，開發一種兼具較好力學性質和導電性的鋁合金導體材料勢在必行。

中國發明專利CN?110629076?B公開了一種高導電率鋁合金桿材及其制備方法，其通過Fe,Ti,B,Mn,Si,Zn,Mg和稀土等合金元素少量添加提高合金強度，但這些合金元素的少量添加對合金強度提高有限，且過量添加會嚴重降低合金電導率。中國發明專利CN111575557?B公開了一種高導電鋁合金及其熱處理工藝，其通過Fe,Cu,Mg,Zn,Cr等合金元素添加并優化含量，同時配合熱處理方法，在提高導電性能的同時，保證了力學性能不會大幅下降，獲得了一種高導電鋁合金。但該合金熱處理過程工藝復雜，能耗高，增加合金生產成本。因此，開發一種兼具高強韌、高電導率且無需復雜熱處理工藝的鋁合金材料具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提出一種鋁合金導電材料及其制備方法，其具有優良的塑性變形能力，無需復雜的固溶、多級時效熱處理工藝，強韌性較好且具有高導電性。

為實現上述發明目的，本發明提出一種鋁合金導電材料，所述鋁合金中各元素重量百分比為：

Ca?3～11wt％，

Nb?0.05～0.1％，

Nd?0.05～0.1％，

B?0.05～0.1％，

Ag?0.05～0.1％，

余量為雜質元素和Al；

雜質中，Mn+Cr+V+Ti+Ni+Zn≤0.01wt％，單一雜質元素含量低于0.05％，總雜質元素含量低于0.15％。

在一個或多個實施例中，所述鋁合金中，Nb+Nd+B+Ag≤0.2wt％，Nb/B?的質量比為1～4。

在一個或多個實施例中，所述鋁合金中包括Nb、Nd、B和Ag元素的合金相，合金相質量分數為0.001～0.005％，合金相的尺寸小于10μm。

在一個或多個實施例中，所述鋁合金中的強化相包括纖維狀的共晶Al₄Ca?相。

在一個或多個實施例中，所述共晶Al₄Ca相的體積分數為7～25％，單個纖維的直徑為0.1～2μm。

在一個或多個實施例中，鑄態下鋁合金的晶粒為等軸晶，晶粒尺寸為?20～150μm。

在一個或多個實施例中，鋁合金塑性變形后的晶粒為纖維形態，晶粒再結晶的比例小于20％。