CN104862540B - 一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于合金材料领域，公开了一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料及其制备方法，所述的铝钛合金材料由以下成分按照重量百分比组成：Ti：0.05wt%—0.2wt%；Zr：0.01wt%—0.15wt%；B：0.1wt%—0.4wt%；Mn：0.01wt%—0.3wt%；Cr：0.01wt%—0.35wt%；Sr：0.015wt%—0.1wt%；稀土0.02wt%—1wt%；余量为Al。制备方法为：配料后将各组分在熔炼炉中制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，加工成符合要求的产品形状。本发明的铝钛合金材料抗应力腐蚀性能好，强度高，同时兼顾良好的导电性能。
Description
技术领域
本发明属于合金材料领域，涉及一种合金材料及其制备方法，特别是涉及一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料及其制备方法。
背景技术
电工材料很多领域都是采用铜作为电气设备的一部分，然而铜作为导电材料使用价格昂贵，而且铜的强度低、抗摩擦性能差有时候不能够满足一些特殊设备的要求。
接地是将电气设备的某些部位、电力系统的某点与大地相连，提供故障电流及雷电流的泄流通道，稳定电位，提供零电位参考点，以确保电力系统、电气设备的安全运行，同时确保电力系统运行人员及其他人员的人身安全。铜作为接地体具有良好的导电性和耐蚀性，但是铜由于价格昂贵不能得到普遍运用，而且容易导致偷窃行为的破坏，对于电力系统的安全造成巨大的威胁。镀锌钢作为接地体价格便宜然而耐蚀性能差，往往不能满足设计要求。
发明内容
要解决的技术问题：针对市场需求以及现有电工材料中存在的不足，本发明的目的在于提供一种含钛高强度耐蚀合金材料及其制备方法。此种材料抗应力腐蚀性能好，强度高，同时兼顾良好的导电性能。
技术方案：本发明公开了一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料，所述的铝钛合金材料由以下成分按照重量百分比组成：Ti：0.05wt%—0.2wt%；Zr：0.01wt%—0.15wt%；B：0.1wt%—0.4wt%；Mn：0.01wt%—0.3wt%；Cr：0.01wt%—0.35wt%；Sr：0.015wt%—0.1wt%；稀土0.02wt%—1wt%；余量为Al。
优选的，所述的一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料，所述的Ti重量百分比为：0.1wt%—0.15wt%。
优选的，所述的一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料，其特征在于，所述的稀土为La、Ce、Nd、Y、Sc中的至少一种。
进一步优选的，所述的一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料，其特征在于，所述的稀土为Nd和Sc的混合稀土，混合比为1：1。
所述的一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料的制备方法，步骤为：按照所述合金材料各组分的重量百分比配料，将各组分按配比在熔炼炉中制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，加工成符合要求的产品形状。
优选的，所述的一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料的制备方法，铸锭温度为700～725℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为4～8小时。
优选的，所述的一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料的制备方法，挤压温度400～460℃。
有益效果：本发明中加入钛、锆、硼可以细化晶粒，提高铸造表面品质，钛与铝形成铝钛化合物，形成过剩、沉淀强化相，提高合金的强度，同时由于元素的协同效能而不降低导电性能；加入锰可以改善抗蚀性和焊接性能，同时可以减少铁的有害影响；加入铬能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性；加入锶能减少铸锭均匀化时间，提高材料力学性能和塑性加工性，改善制品表面粗糙度；加入镧、铈、钕能更好地优化合金内部金属晶体结构，更好地提高了合金组织耐蚀性能的同时也大大改善了合金的物理机械性能；加入钇可提高合金导电率以及强度，加入钇可以改善合金的强度、硬度和耐热性能。
具体实施方式
实施例1
按重量百分比取Ti：0.2wt%；Zr：0.15wt%；B：0.4wt%；Mn：0.01wt%；Cr：0.35wt%；Sr：0.1wt%；La为1wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为725℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为8小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度460℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
实施例2
按重量百分比取Ti：0.05wt%；Zr：0.01wt%；B：0.1wt%；Mn：0.3wt%；Cr：0.01wt%；Sr：0.015wt%；Ce为0.02wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为700℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间48小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度400℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
实施例3
按重量百分比取Ti：0.2wt%；Zr：0.15wt%；B：0.4wt%；Mn：0.01wt%；Cr：0.35wt%；Sr：0.1wt%；Nd为0.5wt%、Y为1wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为725℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为4小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度400℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
实施例4
按重量百分比取Ti：0.05wt%；Zr：0.01wt%；B：0.1wt%；Mn：0.3wt%；Cr：0.01wt%；Sr：0.015wt%；Sc为0.02wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为700℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为8小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度460℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
实施例5
按重量百分比取Ti：0.1wt%；Zr：0.01wt%；B：0.1wt%；Mn：0.3wt%；Cr：0.01wt%；Sr：0.015wt%；Sc为0.02wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为700℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为8小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度460℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
实施例6
按重量百分比取Ti：0.15wt%；Zr：0.15wt%；B：0.4wt%；Mn：0.01wt%；Cr：0.35wt%；Sr：0.1wt%；Sc为1wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为700℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为8小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度460℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
实施例7
按重量百分比取Ti：0.12wt%；Zr：0.1wt%；B：0.3wt%；Mn：0.1wt%；Cr：0.15wt%；Sr：0.05wt%；、Nd为0.3wt%、Sc为0.3wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为710℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为6小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度430℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
对比例1
按重量百分比取Ti：0.2wt%；Zr：0.15wt%；B：0.4wt%；Mn：0.01wt%；Cr：0.35wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为725℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为8小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度460℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
对比例2
按重量百分比取Ti：0.12wt%；Zr：0.1wt%；B：0.3wt%；Mn：0.1wt%；Cr：0.15wt%；Sr：0.05wt%；余量为Al；配料后，将各组分按配比在熔炼炉中熔炼制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，铸锭温度为710℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为6小时，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，挤压温度430℃，挤压成60mm×6mm的扁材。
上述的各实施例和对比例制备得到的铝钛合金扁材的拉伸强度和电导率如下：
| 拉伸强度（MPa） | 电导率（IACS） | |
| 实施例1 | 231 | 80.9% |
| 实施例2 | 226 | 77.9% |
| 实施例3 | 257 | 82.7% |
| 实施例4 | 254 | 83.5% |
| 实施例5 | 299 | 89.3% |
| 实施例6 | 307 | 88.4% |
| 实施例7 | 364 | 95.5% |
对比例的扁材数据如下：
| 拉伸强度（MPa） | 电导率（IACS） | |
| 对比例1 | 177 | 71.8% |
| 对比例2 | 185 | 73.2% |
Claims (1)
1.一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料，其特征在于，所述的铝钛合金材料由以下成分按照重量百分比组成：Ti ：0.1wt%— 0.15wt% ；Zr ：0.01wt%— 0.15wt% ；B ：0.1wt%—0.4wt% ；Mn ：0.01wt%— 0.3wt% ；Cr ：0.01wt%— 0.35wt% ；Sr ：0.015wt%— 0.1wt% ；稀土0.02wt%— 1wt% ；余量为Al；
所述的稀土为Nd 和Sc 的混合稀土，混合比为1 ：1；
所述的一种高强度耐蚀电工用铝钛合金材料通过下述的制备方法制备得到：按照所述合金材料各组分的重量百分比配料，将各组分按配比在熔炼炉中制得合金，再通过深井铸造方式浇注成铝锭，采用热挤压工艺对铝锭进行挤压，加工成符合要求的产品形状；
铸锭温度为700 ～ 725℃，均匀化温度为495℃，均匀化时间为4 ～ 8 小时；挤压温度400 ～ 460℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Zhujiang Road Wuzhong District Mudu town of Suzhou city in Jiangsu province 215000 No. 888 building 3 room 108 Applicant after: Suzhou Lici Electronic Technology Co., Ltd. Address before: 215000 No. 70 East Zhongshan Road, Suzhou, Jiangsu, Wuzhong District Applicant before: Suzhou LiCeram Electronic Technology Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20171106 Address after: 518111, Guangdong, Shenzhen, Longgang District, Pinghu Avenue, Southern China Avenue, Southern China international leather and leather raw materials logistics area No. 5F195 Applicant after: Shenzhen Huai recycling materials Co., Ltd. Address before: Zhujiang Road Wuzhong District Mudu town of Suzhou city in Jiangsu province 215000 No. 888 building 3 room 108 Applicant before: Suzhou Lici Electronic Technology Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180829 Address after: 2350000 Huaibei Economic Development Zone, Huaibei City, Anhui Province Patentee after: Anhui Hua Huaixin Material Co. Ltd. Address before: 518111 South China International Leather Material Logistics Zone No.5F195, No.1 South China Avenue, Pinghu Street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: Shenzhen Huai recycling materials Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180109 Termination date: 20200508 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |