CN103074527B - 一种铝铜合金导电体制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝铜合金导电体制备方法，原料按质量百分比构成为：铜5.5-10.0％，银0.1-0.5％，镁0.20-0.4％，铈元素0.1-0.3％，余量为铝，其中各成分合金优选纯度在99.99％以上；将上述成分金属熔炼、铸造得到合金棒材，对棒材进行退火处理，退火温度为250-350℃，时间为15-25h；退火后拉丝，其中拉丝温度为363-420℃，拉丝在保护气氛下进行，经过多道次拉丝；最后一道次拉丝前进行退火处理，退火温度350-380℃，时间为1-2h，最后一道拉丝时拉丝速度为6-10m/min，拉丝温度为380-400℃，得到直径1.0-2.0mm导电体。该导电体导电率高，机械强度好。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝铜合金电缆导体材料制备方法。
背景技术
目前电缆导体多数采用铜导线，由于铜价高，铜导体占铜缆线成本的70％以上。而使用纯铝，长期运行或电流过载后发生较大的蠕变，导致接触电阻太大，易引起事故，且弯曲性能不好，易开裂或折断，同样易引发事故。
目前广泛使用的铝合金电线电缆的导电率为61％IACS，电阻率为2.830×10-8，有必要开发一种导电率高、电阻率低、机械性能好的铝合金导电体。
发明内容
本发明提供一种铝铜合金导电体制备方法，所提供的导体材料的导电性能和机械性能均有显著提高且价格低廉。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明铝铜合金导电体制备方法，其特征在于，原料按质量百分比构成为：铜5.5-10.0％，银0.1-0.5％，镁0.20-0.4％，铈元素0.1-0.3％，余量为铝，其中各成分合金纯度在99.99％以上；将上述成分金属熔炼、铸造得到合金棒材，对棒材进行退火处理，退火温度为250-350℃，时间为15-25h；退火后拉丝，其中拉丝温度为363-420℃，拉丝在保护气氛下进行，经过多道次拉丝；最后一道次拉丝前进行退火处理，退火温度350-380℃，时间为1-2h，最后一道拉丝时拉丝速度为6-10m/min，拉丝温度为380-400℃，得到直径1.0-2.0mm导电体。
熔炼过程中可以加入精炼剂为氯化物和氟化物的混合物，其中氯化钾15-20％，氯化镁10-15％，氯化钠15-20％，氟化钠15-30％，氟化钾20-40％，氟化铝为20-40％，其中各种组成成分的总和为100％。
本发明所得的铝铜银镁稀土合金材料，具有如下优点：
1、本发明中铜元素在5.5-10.0％之间，铜可以改善导电体的机械强度，提高抗拉强度和提高伸长率，铜还可以提高高温时电阻的热稳定性。
2、本发明中银元素在0.1-0.5％之间，银可以提高导电体的机械强度，改善导电率。
3、本发明中镁元素在0.20-0.4％之间，镁提高合金的耐腐蚀性能，镁形成矿渣，消除晶粒间杂质，从而提高导电体的强度。
4、本发明中铈元素为0.1-0.3％，对导电体的导电率产生影响，有利于提高铝合金的导电率。
本发明制备方法中，在380-400℃的拉丝温度下，6-10m/min的拉丝速度形成的合金晶粒更加优良，晶界间杂质少，延伸率优良，拉丝形成的导电体圆形公差降低。
本发明导电体导电率至少为62％IACS及以上，较普通铝合金导电材料至少提高1％。
具体实施方式
原料成分见表1，制备成直径为1.0-2.0mm导电体，单位是质量百分数％。
| 铜 | 银 | 镁 | 铈元素 | 铝 | |
| 实施例1 | 5.5 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | 余量 |
| 实施例2 | 6.0 | 0.5 | 0.2 | 0.2 | 余量 |
| 实施例3 | 7.0 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 余量 |
| 实施例4 | 8.0 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 余量 |
| 实施例5 | 9.0 | 0.2 | 0.4 | 0.3 | 余量 |
| 实施例6 | 10.0 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | 余量 |
| 对比例1 | 5.0 | 0.5 | 0.2 | 0.2 | 余量 |
| 对比例2 | 10.5 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 余量 |
表1
实施例1：
按表1中实施例1的合金成分将上述成分金属熔炼、铸造得到合金棒材，对棒材进行退火处理，退火温度为250-350℃，时间为15-25h；退火后拉丝，其中拉丝温度为363-420℃，拉丝在保护气氛下进行，经过多道次拉丝；最后一道次拉丝前进行退火处理，退火温度350-380℃，时间为1-2h，最后一道拉丝时拉丝速度为6m/min，拉丝温度为380℃，拉丝得到的导电体直径为1.0mm，。
实施例2：
按表1中实施例2的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为1.0mm，其中拉丝温度为8m/min，拉丝温度为390℃。
实施例3
按表1中实施例3的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为1.2mm，其中拉丝温度为9m/min，拉丝温度为390℃，
实施例4
按表1中实施例4的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为1.4mm，其中拉丝温度为9m/min，拉丝温度为390℃。
实施例5
按表1中实施例5的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为1.6mm，其中拉丝温度为10m/min，拉丝温度为390℃。
实施例6
按表1中实施例6的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为2.0mm，其中拉丝温度为10m/min，拉丝温度为400℃。
对比例1
按表1中对比例1的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为1.0mm，其中拉丝温度为6m/min，拉丝温度为380℃。
对比例2
按表1中对比例2的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为2.0mm，其中拉丝温度为10m/min，拉丝温度为400℃。
对比例3
按表1中实施例1的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为1.0mm，其中拉丝温度为4m/min，拉丝温度为340℃。
对比例4
按表1中实施例1的合金成分，制备方法与实施例1相同。拉丝得到的导电体直径为1.0mm，其中拉丝温度为11m/min，拉丝温度为420℃。
表2为实施例1-6、对比例1-2制备的直径为2.55mm铝线的性能测试结果。
表2
表3示出了不同加热和拉丝温度下圆度公差的变化。
| 圆度公差 | |
| 实施例1 | 5μm |
| 对比例3 | 21μm |
| 对比例4 | 18μm |
表3
从表2中可以看出，实施例1-6的导电体导电率都能达到62.0％IACS，电阻率小于2.680×10-8断裂延伸率不小于14.0％，由此制备的导电体具有优异的电性能和机械性能，可应用于电线电缆导体。
从表3可以看出，实施例1中的圆度公差为5μm，远远小于对比例3和对比例4。
现有普通铝合金导电体的的导电率为61％IACS，本发明导电体导电率至少为62％IACS及以上。通过计算可以得知线路中由于电阻损耗会降低2％，节能效果明显。同时本发明导电体的抗拉强度至少为136MPa，完全符合国家标准的要求。同时采用本发明的导电体制备方法，圆度公差小。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种铝铜合金导电体制备方法，其特征在于，原料按质量百分比构成为：铜5.5-10.0％，银0.1-0.5％，镁0.20-0.4％，铈元素0.1-0.3％，余量为铝，其中各成分合金优选纯度在99.99％以上；将上述成分金属熔炼、铸造得到合金棒材，对棒材进行退火处理，退火温度为250-350℃，时间为15-25h；退火后拉丝，其中拉丝温度为363-420℃，拉丝在保护气氛下进行，经过多道次拉丝；最后一道次拉丝前进行退火处理，退火温度350-380℃，时间为1-2h，最后一道拉丝时拉丝速度为6-10m/min，拉丝温度为380-400℃，得到直径1.0-2.0mm导电体。
2.如权利要求1所述铝铜合金导电体制备方法，其特征在于熔炼过程中加入精炼剂，精炼剂包括氯化钾15-20％，氯化镁10-15％，氯化钠15-20％，氟化钠15-30％，氟化钾20-40％，氟化铝为20-40％，其中各种组成成分的总和为100％。
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