CN104946937A

CN104946937A - 一种铝合金工程电缆材料及其制备方法

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Publication number: CN104946937A
Application number: CN201510383769.0A
Authority: CN
Inventors: 邹黎清
Original assignee: SUZHOU KEMAO ELECTRONIC MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU KEMAO ELECTRONIC MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2015-09-30

Abstract

本发明公开了一种铝合金工程电缆材料及其制备方法，所述的铝合金工程电缆材料包括Rb、Ca、Ru、Pd、Sc、Sr、V、Sb、Zr、Re、Ni、余量为Al；所述的铝合金工程电缆材料的制备方法包括高温熔炉内熔炼、高温浇注为铝合金铸锭、轧制成为铝合金棒、拉伸成为铝合金电缆材料。制备得到的铝合金材料的各项性能非常适合工程电缆的应用。

Description

一种铝合金工程电缆材料及其制备方法

技术领域

本发明属于电缆材料领域，涉及一种铝合金工程电缆材料及其制备方法。

背景技术

铝合金导体的导电率是常用基准材料铜（IACS）的61%，其导电导热性能仅次于银、铜和金。因此成为目前国内外广泛应用、产量最大的导电材料。铝合金工程电缆具有较多的优点，如铝合金电缆比国内同等品质的铜电缆约低20%，符合中国 “建设节约型社会”的基本国策，符合建筑工程的“四新”原则。由于铝合金电缆的重量仅为铜电缆的一半，反弹性能比铜电缆少40%，柔韧性比铜电缆小25%，使用铝合金电缆可以降低施工单位的安装成本，一般性的建筑项目看节约安装费用20%以上，大跨度的建筑项目可节约安装施工费用40%。应用于工程电缆中时，铝合金材料具有较多的优点，但是仍然需要提高铝合金电缆的导电率、抗拉强度、断裂伸长率，才能适应各种条件下工程电缆的使用。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种工程电缆用铝合金材料及其制备方法，有效的提高工程电缆用铝合金材料的导电率、拉伸强度和断裂伸长率，避免工程电缆用铝合金材料由于其自身机械性能差所导致的电缆受损的情况产生。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明公开了一种铝合金工程电缆材料及其制备方法，所述的铝合金工程电缆材料由以下成分按照重量百分比组成：

Rb 0.1wt%-0.5wt%、

Ca 0.5wt%-1.3wt%、

Ru 0.3wt%-0.6wt%、

Pd 0.05wt%-0.1wt%、

Sc 0.2wt%-0.6wt%、

Sr 0.3wt%-0.8wt%、

V 0.2wt%-0.9wt%、

Sb 0.4wt%-1.0wt%、

Zr 0.2wt%-0.6wt%、

Re 0.1wt%-0.5wt%、

Ni 2.9wt%-4.9wt%、

余量为Al。

进一步的，所述的一种铝合金工程电缆材料，由以下成分按照重量百分比组成：

Rb 0.2wt%-0.4wt%、

Ca 0.7wt%-1.1wt%、

Ru 0.4wt%-0.5wt%、

Pd 0.06wt%-0.09wt%、

Sc 0.3wt%-0.5wt%、

Sr 0.5wt%-0.7wt%、

V 0.4wt%-0.8wt%、

Sb 0.6wt%-0.8wt%、

Zr 0.3wt%-0.5wt%、

Re 0.2wt%-0.4wt%、

Ni 3.2wt%-4.4wt%、

余量为Al。

所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，步骤如下：

步骤1）分别取铝合金工程电缆材料的组成材料，重量百分比为Rb为0.1wt%-0.5wt%、Ca为0.5wt%-1.3wt%、Ru为0.3wt%-0.6wt%、Pd为0.05wt%-0.1wt%、Sc为0.2wt%-0.6wt%、Sr为0.3wt%-0.8wt%、V为0.2wt%-0.9wt%、Sb为0.4wt%-1.0wt%、Zr为0.2wt%-0.6wt%、Re为0.1wt%-0.5wt%、Ni为2.9wt%-4.9wt%、余量为Al；将上述的各种材料在高温熔炉内熔炼，按照升温速率为60-80℃/min的速度将高温熔炉内温度升为700-730℃，熔炼2h，再保持升温速率不变升高至945-985℃，在该温度下再熔炼1h；

步骤2）将熔炼炉内金属液高温浇注为铝合金铸锭；

步骤3）再将铝合金铸锭轧制成为铝合金棒，轧制温度为555-575℃；

步骤4）最后将铝合金棒高温下拉伸成为铝合金电缆材料。

所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，步骤1）中升温速率为70℃/min。

所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，步骤1）中先将熔炼炉温度升高为715℃。

所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，步骤1）中再将熔炼炉内温度升高为965℃。

所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，步骤3）中轧制温度为565℃。

有益效果：制备的铝合金工程电缆材料用于工程电缆中，可显著提高铝合金工程电缆的抗拉强度、断裂伸长率和导电率，抗拉强度达到了160MPa以上，断裂伸长率在20%以上，并且也保持了60%IACS以上的导电率，具有非常理想的机械性能，适用于工程电缆材料。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

步骤1）分别取铝合金工程电缆材料的组成材料，重量百分比为Rb为0.5wt%、Ca为0.5wt%、Ru为0.6wt%、Pd为0.05wt%、Sc为0.6wt%、Sr为0.8wt%、V为0.2wt%、Sb为1.0wt%、Zr为0.6wt%、Re为0.1wt%、Ni为4.9wt%、余量为Al；将上述的各种材料在高温熔炉内熔炼，按照升温速率为80℃/min的速度将高温熔炉内温度升为730℃，熔炼2h，再保持升温速率不变升高至985℃，在该温度下再熔炼1h；

步骤2）将熔炼炉内金属液高温浇注为铝合金铸锭；

步骤3）再将铝合金铸锭轧制成为铝合金棒，轧制温度为575℃；

步骤4）最后将铝合金棒高温下拉伸成为铝合金电缆材料。

实施例1的铝合金工程电缆材料的抗拉强度为166MPa，断裂伸长率为22%，电缆材料的导电率为61%IACS。

实施例2

步骤1）分别取铝合金工程电缆材料的组成材料，重量百分比为Rb为0.1wt%、Ca为1.3wt%、Ru为0.3wt%、Pd为0.1wt%、Sc为0.2wt%、Sr为0.3wt%、V为0.9wt%、Sb为0.4wt%、Zr为0.2wt%、Re为0.5wt%、Ni为2.9wt%、余量为Al；将上述的各种材料在高温熔炉内熔炼，按照升温速率为60℃/min的速度将高温熔炉内温度升为700℃，熔炼2h，再保持升温速率不变升高至945℃，在该温度下再熔炼1h；

步骤2）将熔炼炉内金属液高温浇注为铝合金铸锭；

步骤3）再将铝合金铸锭轧制成为铝合金棒，轧制温度为555℃；

步骤4）最后将铝合金棒高温下拉伸成为铝合金电缆材料。

实施例2的铝合金工程电缆材料的抗拉强度为169MPa，断裂伸长率为23%，电缆材料的导电率为62%IACS。

实施例3

步骤1）分别取铝合金工程电缆材料的组成材料，重量百分比为Rb为0.2wt%、Ca为0.7wt%、Ru为0.4wt%、Pd为0.09wt%、Sc为0.3wt%、Sr为0.5wt%、V为0.4wt%、Sb为0.8wt%、Zr为0.3wt%、Re为0.4wt%、Ni为4.4wt%、余量为Al；将上述的各种材料在高温熔炉内熔炼，按照升温速率为80℃/min的速度将高温熔炉内温度升为730℃，熔炼2h，再保持升温速率不变升高至985℃，在该温度下再熔炼1h；

步骤2）将熔炼炉内金属液高温浇注为铝合金铸锭；

步骤4）最后将铝合金棒高温下拉伸成为铝合金电缆材料。

实施例3的铝合金工程电缆材料的抗拉强度为175MPa，断裂伸长率为25%，电缆材料的导电率为64%IACS。

实施例4

步骤1）分别取铝合金工程电缆材料的组成材料，重量百分比为Rb为0.4wt%、Ca为1.1wt%、Ru为0.5wt%、Pd为0.06wt%、Sc为0.5wt%、Sr为0.7wt%、V为0.8wt%、Sb为0.6wt%、Zr为0.5wt%、Re为0.2wt%、Ni为3.2wt%、余量为Al；将上述的各种材料在高温熔炉内熔炼，按照升温速率为60℃/min的速度将高温熔炉内温度升为700℃，熔炼2h，再保持升温速率不变升高至945℃，在该温度下再熔炼1h；

步骤2）将熔炼炉内金属液高温浇注为铝合金铸锭；

步骤4）最后将铝合金棒高温下拉伸成为铝合金电缆材料。

实施例4的铝合金工程电缆材料的抗拉强度为177MPa，断裂伸长率为24%，电缆材料的导电率为65%IACS。

实施例5

步骤1）分别取铝合金工程电缆材料的组成材料，重量百分比为Rb为0.3wt%、Ca为0.9wt%、Ru为0.4wt%、Pd为0.08wt%、Sc为0.4wt%、Sr为0.6wt%、V为0.6wt%、Sb为0.7wt%、Zr为0.4wt%、Re为0.3wt%、Ni为3.7wt%、余量为Al；将上述的各种材料在高温熔炉内熔炼，按照升温速率为70℃/min的速度将高温熔炉内温度升为715℃，熔炼2h，再保持升温速率不变升高至965℃，在该温度下再熔炼1h；

步骤2）将熔炼炉内金属液高温浇注为铝合金铸锭；

步骤3）再将铝合金铸锭轧制成为铝合金棒，轧制温度为565℃；

步骤4）最后将铝合金棒高温下拉伸成为铝合金电缆材料。

实施例5的铝合金工程电缆材料的抗拉强度为192MPa，断裂伸长率为27%，电缆材料的导电率为69%IACS。

对比例1

步骤1）分别取铝合金工程电缆材料的组成材料，重量百分比为Rb为0.5wt%、Ca为0.5wt%、Ru为0.6wt%、Pd为0.05wt%、Sc为0.6wt%、Sr为0.8wt%、Zr为0.6wt%、Re为0.1wt%、Ni为4.9wt%、余量为Al；将上述的各种材料在高温熔炉内熔炼，按照升温速率为80℃/min的速度将高温熔炉内温度升为730℃，熔炼2h，再保持升温速率不变升高至985℃，在该温度下再熔炼1h；

步骤2）将熔炼炉内金属液高温浇注为铝合金铸锭；

步骤4）最后将铝合金棒高温下拉伸成为铝合金电缆材料。

对比例1的铝合金工程电缆材料的抗拉强度为143MPa，断裂伸长率为14%，电缆材料的导电率为57%IACS。

Claims

1.一种铝合金工程电缆材料，其特征在于，所述的铝合金工程电缆材料由以下成分按照重量百分比组成：

Rb 0.1wt%-0.5wt%、

Ca 0.5wt%-1.3wt%、

Ru 0.3wt%-0.6wt%、

Pd 0.05wt%-0.1wt%、

Sc 0.2wt%-0.6wt%、

Sr 0.3wt%-0.8wt%、

V 0.2wt%-0.9wt%、

Sb 0.4wt%-1.0wt%、

Zr 0.2wt%-0.6wt%、

Re 0.1wt%-0.5wt%、

Ni 2.9wt%-4.9wt%、

余量为Al。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金工程电缆材料，其特征在于，所述的铝合金工程电缆材料由以下成分按照重量百分比组成：

Rb 0.2wt%-0.4wt%、

Ca 0.7wt%-1.1wt%、

Ru 0.4wt%-0.5wt%、

Pd 0.06wt%-0.09wt%、

Sc 0.3wt%-0.5wt%、

Sr 0.5wt%-0.7wt%、

V 0.4wt%-0.8wt%、

Sb 0.6wt%-0.8wt%、

Zr 0.3wt%-0.5wt%、

Re 0.2wt%-0.4wt%、

Ni 3.2wt%-4.4wt%、

余量为Al。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤如下：

步骤2）将熔炼炉内金属液高温浇注为铝合金铸锭；

步骤4）最后将铝合金棒高温下拉伸成为铝合金电缆材料。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤1）中升温速率为70℃/min。

5.根据权利要求3所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤1）中先将熔炼炉温度升高为715℃。

6.根据权利要求3所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤1）中再将熔炼炉内温度升高为965℃。

7.根据权利要求3所述的一种铝合金工程电缆材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤3）中轧制温度为565℃。