CN102146539A - 一种用于高压电缆的铝合金导体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金导体，组成及质量百分含量为：铁0.35％-0.6％、硼0.5％-1％，稀土0.5％-1.5％，其余为铝及不可避免的杂质。本发明提供的铝合金导体制备方法如下：在竖炉中加入铝，温度升至700℃-750℃，待铝熔化后按配比加入铁、硼、稀土元素，温度升高至750℃-800℃，使其完全熔融；780℃-800℃下保温25-35min，然后浇铸成铝合金铸件；将铸件导入轧机，导入轧机的温度为460℃-520℃，导出轧机成铝合金导体的终轧温度为250℃-300℃；将铝合金导体进行退火处理，退火温度为300℃-350℃，时间为8-12小时，停止对炉体加热，在退火炉中自然冷却，20-24小时后从炉中取出。本发明提供的铝合金导体可用于制备高压电缆，具备优良的拉伸性能、抗蠕变性能和热稳定性，同时具有优越导电性能。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金导体领域，具体来说是一种用于高压电缆的铝合金导体及其制备方法。
背景技术
随着我国经济总量持续稳定的发展，能源成为制约经济发展的关键因素。电力是能源的主体，电力传输是能源传输的主体。2005年我国发电装机容量达到5亿千瓦，2010年达到9亿千瓦。电网增容成为支持我国经济发展的迫切需要，而提高电缆导电率是电网增容的有效方法之一。
申请人在2010年获得申请号为200710034744.5名称为“耐热、低膨胀倍容量复合材料芯铝绞线及制备方法”的中国专利的独占许可。该专利提供的复合材料芯铝绞线采用复合材料作为线芯，具有高耐热、高强度、低膨胀系数、耐腐蚀等一系列优点。其导体采用纯铝或铝合金线。
纯铝导体常见的问题有：在使用弯曲过程中易开裂或折断，易发生氧化、电化学腐蚀，由此导致断路、短路或过载，引发质量事故。而铝合金中常见的铁元素虽然能提高铝的拉伸性能、抗蠕变性能和热稳定性，但会导致导体电阻率增大，降低导电性能。
发明内容
为了解决现有技术中铝合金导体导电性能不足的技术问题，本发明提供了一种具备优良的拉伸性能、抗蠕变性能和热稳定性，同时具有优越导电性能的可用于制备高压电缆的铝合金导体及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：一种铝合金导体，组成及质量百分含量为：铁0.35％-0.6％、硼0.5％-1％，稀土0.5％-1.5％，其余为铝及不可避免的杂质。
作为优选，导体的组成及质量百分含量为：铁0.5％、硼0.8％，稀土1％，其余为铝及不可避免的杂质。
作为优选，稀土元素选自铈、镧、钇、钕中的一种或几种。
本发明提供的铝合金导体制备方法如下：在竖炉中加入铝，温度升至700℃-750℃，待铝熔化后按配比加入铁、硼、稀土元素，温度升高至750℃-800℃，使其完全熔融；780℃-800℃下保温25-35min，然后浇铸成铝合金铸件；将铸件导入轧机，导入轧机的温度为460℃-520℃，导出轧机成铝合金导体的终轧温度为250℃-300℃；将铝合金导体进行退火处理，退火温度为300℃-350℃，时间为8-12小时，停止对炉体加热，在退火炉中自然冷却，20-24小时后从炉中取出。
由于硅及重金属锰、硅、钒、锆、铬的存在会降低导体导电性，而稀土元素与锰、硅、钒、锆、铬的亲和力比铝大，能有效去除铝合金中的微量重金属杂质，起到很好的精炼作用，大大提高导电率。此外，铝液中的气体主要是氢气，在制备成铝合金时会引起各种裂纹，稀土元素能有效除气，消除气体对电性能和机械性能的不利影响。
硼元素也能除去重金属杂质，提高导电率。同时硼的加入还能细化晶粒，改善机械性能，提高合金的拉伸性能。
本发明提供的铝合金导体具备拉伸性能、抗蠕变性能和热稳定性，同时具有优越导电性能。
具体实施方式
实施例1
在竖炉中加入98.65份纯度大于99.70wt％的铝锭，温度升至700℃，待铝熔化后按配比加入0.35份铁、0.5份硼、0.5份稀土元素，温度升高至750℃，使其完全熔融；780℃下保温25min，然后浇铸成铝合金铸件；将铸件导入轧机，导入轧机的温度为460℃，导出轧机成铝合金导体的终轧温度为250℃；将铝合金导体进行退火处理，退火温度为300℃，时间为8小时，停止对炉体加热，在退火炉中自然冷却，20小时后从炉中取出。经测试，导电率为63.8％IACS，抗拉强度150Mpa。
实施例2
在竖炉中加入96.9份纯度大于99.70wt％的铝锭，温度升至750℃，待铝熔化后按配比加入0.6份铁、1份硼、1.5份稀土元素，温度升高至800℃，使其完全熔融；800℃下保温35min，然后浇铸成铝合金铸件；将铸件导入轧机，导入轧机的温度为520℃，导出轧机成铝合金导体的终轧温度为300℃；将铝合金导体进行退火处理，退火温度为350℃，时间为12小时，停止对炉体加热，在退火炉中自然冷却，24小时后从炉中取出。经测试，导电率为64.5％IACS，抗拉强度160Mpa。
实施例3
在竖炉中加入97.8份纯度大于99.70wt％的铝锭，温度升至725℃，待铝熔化后按配比加入0.5份铁、0.8硼、1份稀土元素，温度升高至780℃，使其完全熔融；790℃下保温30min，然后浇铸成铝合金铸件；将铸件导入轧机，导入轧机的温度为500℃，导出轧机成铝合金导体的终轧温度为275℃；将铝合金导体进行退火处理，退火温度为320℃，时间为10小时，停止对炉体加热，在退火炉中自然冷却，22小时后从炉中取出。经测试，导电率为65.2％IACS，抗拉强度167Mpa。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种铝合金导体，组成及质量百分含量为：铁0.35％-0.6％、硼0.5％-1％，稀土0.5％-1.5％，其余为铝及不可避免的杂质。
2.权利要求1所述的铝合金导体，其特征为：组成及质量百分含量为：铁0.5％、硼0.8％，稀土1％，其余为铝及不可避免的杂质。
3.权利要求1或2所述的铝合金导体，其特征为：稀土元素选自铈、镧、钇、钕中的一种或几种。
4.权利要求3所述的铝合金导体制备方法：在竖炉中加入96.9份-98.65份铝，温度升至700℃-750℃，待铝熔化后按配比加入0.35-0.6份铁、0.5-1份硼、0.5-1.5份稀土元素，温度升高至750℃-800℃，使其完全熔融；780℃-800℃下保温25-35min，然后浇铸成铝合金铸件；将铸件导入轧机，导入轧机的温度为460℃-520℃，导出轧机成铝合金导体的终轧温度为250℃-300℃；将铝合金导体进行退火处理，退火温度为300℃-350℃，时间为8-12小时，停止对炉体加热，在退火炉中自然冷却，20-24小时后从炉中取出。
5.权利要求4所述的铝合金导体制备方法：在竖炉中加入97.8份铝，温度升至725℃，待铝熔化后按配比加入0.5份铁、0.8份硼、1份稀土元素，温度升高至780℃，使其完全熔融；790℃下保温30min，然后浇铸成铝合金铸件；将铸件导入轧机，导入轧机的温度为500℃，导出轧机成铝合金导体的终轧温度为275℃；将铝合金导体进行退火处理，退火温度为320℃，时间为10小时，停止对炉体加热，在退火炉中自然冷却，22小时后从炉中取出。
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