CN104152757A - 高导电柔软型铝合金材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，其步骤为，将杂质含量符合要求的铝锭，加热融化，采用质量百分比为3％含量的硼-铝合金、22％的铁-铝合金与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度为700℃～720℃，分批加入10％含量的稀土-铝合金融化，利用40r/min的速度对混合铝液进行搅拌；采用氮气将精炼剂均匀吹入铝液中，搅拌、保温、静置、去杂，浇铸，形成铝锭坯；经过轧机，将锭坯轧制成9.5mm直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在250℃～300℃，从而制备获得铝合金材料。本发明通过融化、合金化、净化、浇铸、轧制、淬火等工艺，提高铝的导电性能，提高铝的机械性能，能制造出高导电率柔软型电缆用铝合金材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，属于电缆技术领域。
背景技术
2011年在机械行业中，电缆成为继汽车之后的第二大产业，产值超过了11000亿元。但传统的电缆产品中基本采用铜作为导体，铜作为全球的战略资源越来越受到各国的重视，并不断通过政治、军事、经济、外交等手段加以控制。而我国又是一个铜资源比较匮乏的国家，总储量只占世界储量的5％左右，而且以贫铜矿为主。2010年，我国用铜量占世界总量的60％，电缆(包括电机)行业占我国用铜量的60％左右，也就是说，我国电缆行业用铜量占世界总用铜量的约40％。可见，我国电缆行业对铜资源有着巨大的消耗和依赖性。
作为导电性能仅次于铜的铝来说，其储量和铝锭产量，我国均处于世界前列。一直以来被寄予铜导体的替代品。国家发改委等部委曾经两次提出“以铝代铜”的号召，各地也给予相应的配套政策，但实际使用中却发现，以纯铝为导体的电缆存在诸多问题。比如导电性能差，其导电率一般只有58％；易折断，纯铝单线一般弯折5～6次即断裂，给安装带来不便；耐腐蚀性能差，纯铝在热、水和空气条件下，很快氧化成粉末状物体，失去去导电的导体功能。诸如此类问题一直没有得到有效解决，阻碍了铝替代铜作为主要导体的进程。
发明内容
本发明的目的在于针对普通的铝锭，通过融化、合金化、净化、浇铸、轧制、淬火等工艺，提高铝的导电性能，增强铝的耐腐蚀性能，提高铝的机械性能，制造出高导电率柔软型电缆用铝合金材料。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，其制备工艺步骤为，将杂质含量符合要求的铝锭，加热到700℃融化，采用质量百分比为3％含量的硼-铝合金、22％的铁-铝合金与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度为700℃～720℃，融化过程中，分批加入10％含量的稀土-铝合金，保持700℃～720℃融化；融化结束，利用40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2min；提高温度至720℃～740℃，采用99.9999％的氮气将精炼剂均匀吹入铝液中，然后40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2～5min；保温、静置10～20min；除去铝液表面的杂质，然后通过浇铸机对铝液进行浇铸，形成铝锭坯，锭坯温度控制在500℃～520℃；经过轧机，将锭坯轧制成9.5mm直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在250℃～300℃，从而制备获得铝合金材料。
进一步地，所述铝锭中的Si含量小于0.05％，Fe含量小于0.15％，其他杂质含量总和小于0.02％。
进一步地，所述精炼剂为以质量百分比计23％的Na3AlF6，47％的KCl和30％NaCl混合物。
进一步地，所吹入的精炼剂质量为熔炼的铝锭的质量的0.02～1％。
该发明的有益效果在于：本发明通过融化、合金化、净化、浇铸、轧制、淬火等工艺，提高铝的导电性能，增强铝的耐腐蚀性能，提高铝的机械性能，制造出高导电率柔软型电缆用铝合金材料，所制备的铝合金材料中的Si含量小于0.1％，Fe含量在0.45％～0.8％，Zn含量小于0.7％，其他杂质总量小于0.13％，电阻率小于0.0287Ω·mm2/m，断裂伸长率大于15％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例1
本实施例中的高导电柔软型铝合金材料制备方法，在500kg铝锭中加入1.2kg硼铝合金，9.8kg铁铝合金，在700℃条件下加热融化，保持融化铝液温度为700℃，然后分三批向铝液中投入2.96kg稀土-铝合金，融化结束，搅拌2min，以使铝液混合均匀。
升温加热上述铝液至730℃，采用0.2MPa压力的氮气，将1.32kg的精炼剂均匀吹入铝液内，搅拌3min。保温、静置15min后，除去表面杂质。采用浇铸机对铝液进行浇铸，形成铝锭坯，锭坯温度控制在510℃。经过轧机，将锭坯轧制成9.5mm直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在280℃，这样制成的铝合金Si含量为0.09％，Fe含量为0.65％，Zn含量为0.5％，其他杂质总量为0.11％，其电阻率为0.025Ω·mm2/m，断裂伸长率为23％。
上述实施例中，所述精炼剂为以质量百分比计23％的Na3AlF6，47％的KCl和30％NaCl混合物。
实施例2
本实施例中的高导电柔软型铝合金材料制备方法，将Si含量为0.04％，Fe含量为0.12％，其他杂质含量总和为0.018％的铝锭1000kg加热到700℃融化，加入30kg硼-铝合金、220kg的铁-铝合金与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度为720℃，融化过程中，分批加入10％含量的稀土-铝合金，保持720℃融化；融化结束，利用40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2min；提高温度至740℃，采用99.9999％的氮气将3kg精炼剂均匀吹入铝液中，然后40r/min的速度对混合铝液进行搅拌5min；保温、静置20min；除去铝液表面的杂质，然后通过浇铸机对铝液进行浇铸，形成铝锭坯，锭坯温度控制在520℃；经过轧机，将锭坯轧制成9.5mm直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在300℃，从而制备获得铝合金材料。所制备的铝合金材料中的Si含量为0.09％，Fe含量为0.65％，Zn含量为0.67％，其他杂质总量为0.11％，电阻率为0.0257Ω·mm2/m，断裂伸长率为25％。
上述实施例中，所述精炼剂为以质量百分比计23％的Na3AlF6，47％的KCl和30％NaCl混合物。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，其特征在于：所述工艺步骤为，将杂质含量符合要求的铝锭，加热到700℃融化，采用质量百分比为3％含量的硼-铝合金、22％的铁-铝合金与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度为700℃～720℃，融化过程中，分批加入10％含量的稀土-铝合金，保持700℃～720℃融化；融化结束，利用40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2min；提高温度至720℃～740℃，采用99.9999％的氮气将精炼剂均匀吹入铝液中，然后40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2～5min；保温、静置10～20min；除去铝液表面的杂质，然后通过浇铸机对铝液进行浇铸，形成铝锭坯，锭坯温度控制在500℃～520℃；经过轧机，将锭坯轧制成9.5mm直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在250℃～300℃，从而制备获得铝合金材料。
2.根据权利要求1所述的高导电柔软型铝合金材料制备方法，其特征在于：所述制备工艺步骤中，所采用的铝锭中的Si含量小于0.05％，Fe含量小于0.15％，其他杂质含量总和小于0.02％。
3.根据权利要求1所述的高导电柔软型铝合金材料制备方法，其特征在于：所述制备工艺步骤中，加入的精炼剂为以质量百分比计23％的Na3AlF6，47％的KCl和30％NaCl混合物。
4.根据权利要求1所述的高导电柔软型铝合金材料制备方法，其特征在于：所述制备工艺步骤中，所吹入的精炼剂质量为熔炼的铝锭的质量的0.02～1％。
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| CN110819853A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-21 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种高导电率软铝单丝及其制备方法 |
| CN110819852A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-21 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种耐热性好的高导电率软铝单丝及其制备方法 |
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