CN105018803B - 一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料及其制备方法，所述的铝合金导线材料包括Ge0.04%‑0.09%、Sr0.08%‑0.14%、Ta0.05%‑0.15%、Re0.1%‑0.4%、Mn0.2%‑0.6%、Rh0.1%‑0.3%、Mo0.2%‑0.6%、Ti0.4%‑1.0%、Sn0.5%‑0.9%、Mg3.5%‑6.5%、Cu 4.5%‑8.5%、余量为Al；制备方法步骤包括高温熔炼炉内熔炼、合金液体浇注为合金锭、轧制为合金杆、拉伸为铝合金导线。制备得到的铝合金导线材料具有拉伸强度高、抗弯折次数多、导电率高的特点。
Description
技术领域
本发明属于电力电缆材料领域，涉及一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料及其制备方法。
背景技术
铝合金电缆相比于铜电缆具有很多优点，如：1、铝合金电缆反弹性能比铜电缆小40%； 2、铝合金电缆的柔韧性能比铜电缆高25%；3、铝合金电缆有很好的弯曲性能，敷设半径远远小于铜电缆的要求，因此更容易进行敷设和端子连接；4、铝合金特殊配方与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向，用铝合金导体制造的电器连接与铜导体制造的连接一样稳定；5、铝合金电缆的膨胀系数比铜电缆略高，它比铜膨胀或收缩更多一点，因此铝合金导体不能用铜连接器来连接，为保证运行安全应使用过渡连接器来连接。当铝合金材料用于电缆导线时，也需要具备较好的拉伸强度、抗弯强度，因而需要提高铝合金导线材料的以上指标。
发明内容
要解决的技术问题：电缆用铝合金导线的抗弯折次数、拉伸强度、导电率是影响铝合金导线性能的主要因素，常规的铝合金导线的抗弯折次数、拉伸强度和导电率都较低，本发明的目的是公开一种具有具有抗弯折、抗拉伸、导电效果好的铝合金导线材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明公开了一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，所述的抗折耐拉伸的铝合金导线材料由下述重量百分比的成分组成：
Ge 0.04wt%-0.09wt%、
Sr 0.08wt%-0.14wt%、
Ta 0.05wt%-0.15wt%、
Re 0.1wt%-0.4wt%、
Mn 0.2wt%-0.6wt%、
Rh 0.1wt%-0.3wt%、
Mo 0.2wt%-0.6wt%、
Ti 0.4wt%-1.0wt%、
Sn 0.5wt%-0.9wt%、
Mg 3.5wt%-6.5wt%、
Cu 4.5wt%-8.5wt%、
余量为Al。
所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，优选由下述重量百分比的成分组成：
Ge 0.06wt%-0.08wt%、
Sr 0.10wt%-0.13wt%、
Ta 0.07wt%-0.12wt%、
Re 0.2wt%-0.3wt%、
Mn 0.3wt%-0.5wt%、
Rh 0.2wt%-0.3wt%、
Mo 0.3wt%-0.5wt%、
Ti 0.6wt%-0.9wt%、
Sn 0.6wt%-0.8wt%、
Mg 4.5wt%-5.5wt%、
Cu 5.5wt%-7.5wt%、
余量为Al。
一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料的制备方法，步骤如下：
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.04wt%-0.09wt%、Sr0.08wt%-0.14wt%、Ta0.05wt%-0.15wt%、Re0.1wt%-0.4wt%、Mn0.2wt%-0.6wt%、Rh0.1wt%-0.3wt%、Mo0.2wt%-0.6wt%、Ti0.4wt%-1.0wt%、Sn0.5wt%-0.9wt%、Mg3.5wt%-6.5wt%、Cu 4.5wt%-8.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至620-650℃，在该温度下熔炼30min-90min；
（2）升高高温熔炼炉内温度至910-945℃，在该温度下再熔炼90min-180min；
（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；
（4）将合金锭在温度为420-460℃下将合金锭轧制为合金杆；
（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料的制备方法，所述的步骤（1）中先将高温熔炼炉升温至640℃。
所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料的制备方法，所述的步骤（1）中熔炼60min。
所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料的制备方法，所述的步骤（2）中升高高温熔炼炉内温度至925℃。
所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料的制备方法，所述的步骤（2）中再熔炼150min。
所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料的制备方法，所述的步骤（4）中在440℃下将合金锭轧制为合金杆。
有益效果：铝合金导线材料中金属成分的种类及其含量对铝合金材料的性能有较大的作用，本发明的铝合金导线材料中的Re和Mn单独加入至铝合金材料中对其性能的改进作用显著的低于同时加入Re和Mn的作用，两种材料的加入共同提高了制备的铝合金导线材料的抗弯折、抗拉伸、导电性能。
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
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.09wt%、Sr0.14wt%、Ta0.05wt%、Re0.4wt%、Mn0.2wt%、Rh0.1wt%、Mo0.6wt%、Ti0.4wt%、Sn0.9wt%、Mg3.5wt%、Cu 8.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至650℃，在该温度下熔炼90min；（2）升高高温熔炼炉内温度至910℃，在该温度下再熔炼180min；（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；（4）将合金锭在温度为460℃下将合金锭轧制为合金杆；（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
实施例1的铝合金导线材料的导电率为83.9%IACS，弯折次数为29次，拉伸强度为127MPa。
实施例2
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.04wt%、Sr0.08wt%、Ta0.15wt%、Re0.1wt%、Mn0.6wt%、Rh0.3wt%、Mo0.2wt%、Ti1.0wt%、Sn0.5wt%、Mg6.5wt%、Cu 4.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至620℃，在该温度下熔炼30min；（2）升高高温熔炼炉内温度至945℃，在该温度下再熔炼90min；（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；（4）将合金锭在温度为420℃下将合金锭轧制为合金杆；（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
实施例2的铝合金导线材料的导电率为81.7%IACS，弯折次数为31次，拉伸强度为134MPa。
实施例3
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.07wt%、Sr0.11wt%、Ta0.10wt%、Re0.3wt%、Mn0.4wt%、Rh0.2wt%、Mo0.4wt%、Ti0.8wt%、Sn0.7wt%、Mg5wt%、Cu 6.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至640℃，在该温度下熔炼60min；（2）升高高温熔炼炉内温度至925℃，在该温度下再熔炼150min；（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；（4）将合金锭在温度为440℃下将合金锭轧制为合金杆；（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
实施例3的铝合金导线材料的导电率为85.3%IACS，弯折次数为38次，拉伸强度为154MPa。
实施例4
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.06wt%、Sr0.13wt%、Ta0.12wt%、Re0.3wt%、Mn0.3wt%、Rh0.2wt%、Mo0.3wt%、Ti0.9wt%、Sn0.6wt%、Mg5.5wt%、Cu 5.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至650℃，在该温度下熔炼90min；（2）升高高温熔炼炉内温度至910℃，在该温度下再熔炼180min；（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；（4）将合金锭在温度为460℃下将合金锭轧制为合金杆；（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
实施例4的铝合金导线材料的导电率为83.9%IACS，弯折次数为33次，拉伸强度为141MPa。
实施例5
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.08wt%、Sr0.10wt%、Ta0.07wt%、Re0.2wt%、Mn0.5wt%、Rh0.3wt%、Mo0.5wt%、Ti0.6wt%、Sn0.8wt%、Mg4.5wt%、Cu 7.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至620℃，在该温度下熔炼30min；（2）升高高温熔炼炉内温度至945℃，在该温度下再熔炼90min；（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；（4）将合金锭在温度为420℃下将合金锭轧制为合金杆；（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
实施例5的铝合金导线材料的导电率为83.4%IACS，弯折次数为34次，拉伸强度为143MPa。
对比例1
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.09wt%、Sr0.14wt%、Ta0.05wt%、Re0.4wt%、Rh0.1wt%、Mo0.6wt%、Ti0.4wt%、Sn0.9wt%、Mg3.5wt%、Cu 8.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至650℃，在该温度下熔炼90min；（2）升高高温熔炼炉内温度至910℃，在该温度下再熔炼180min；（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；（4）将合金锭在温度为460℃下将合金锭轧制为合金杆；（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
对比例1的铝合金导线材料的导电率为83.4%IACS，弯折次数为21次，拉伸强度为114MPa。
对比例2
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.09wt%、Sr0.14wt%、Ta0.05wt%、Mn0.2wt%、Rh0.1wt%、Mo0.6wt%、Ti0.4wt%、Sn0.9wt%、Mg3.5wt%、Cu 8.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至650℃，在该温度下熔炼90min；（2）升高高温熔炼炉内温度至910℃，在该温度下再熔炼180min；（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；（4）将合金锭在温度为460℃下将合金锭轧制为合金杆；（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
对比例2的铝合金导线材料的导电率为83.6%IACS，弯折次数为20次，拉伸强度为111MPa。
对比例3
（1）配料：按重量百分比分别取Ge0.09wt%、Sr0.14wt%、Ta0.05wt%、Rh0.1wt%、Mo0.6wt%、Ti0.4wt%、Sn0.9wt%、Mg3.5wt%、Cu 8.5wt%、余量为Al；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至650℃，在该温度下熔炼90min；（2）升高高温熔炼炉内温度至910℃，在该温度下再熔炼180min；（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；（4）将合金锭在温度为460℃下将合金锭轧制为合金杆；（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
对比例3的铝合金导线材料的导电率为83.2%IACS，弯折次数为16次，拉伸强度为98MPa。
Claims (7)
1.一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，其特征在于，所述的抗折耐拉伸的铝合金导线材料由下述重量百分比的成分组成：
Ge 0.04wt%-0.09wt%、
Sr 0.08wt%-0.14wt%、
Ta 0.05wt%-0.15wt%、
Re 0.1wt%-0.4wt%、
Mn 0.2wt%-0.6wt%、
Rh 0.1wt%-0.3wt%、
Mo 0.2wt%-0.6wt%、
Ti 0.4wt%-1.0wt%、
Sn 0.5wt%-0.9wt%、
Mg 3.5wt%-6.5wt%、
Cu 4.5wt%-8.5wt%、
余量为Al；
所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料通过下述的制备方法制备得到：
（1） 配料：按重量百分比分别取Ge0.04wt%-0.09wt%、Sr0.08wt%-0.14wt%、
Ta0.05wt%-0.15wt%、Re0.1wt%-0.4wt%、Mn0.2wt%-0.6wt%、Rh0.1wt%-0.3wt%、
Mo0.2wt%-0.6wt%、Ti0.4wt%-1.0wt%、Sn0.5wt%-0.9wt%、Mg3.5wt%-6.5wt%、Cu
4.5wt%-8.5wt%、余量为Al ；将上述的成分投到高温熔炼炉内，先将高温熔炼炉升温至620-650℃，在该温度下熔炼30min-90min ；
（2）升高高温熔炼炉内温度至910-945℃，在该温度下再熔炼90min-180min ；
（3）将步骤（2）的合金液体浇注为合金锭；
（4）将合金锭在温度为420-460℃下将合金锭轧制为合金杆；
（5）再将合金杆拉伸为铝合金导线。
2.根据权利要求1 所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，其特征在于，所述的抗折耐拉伸的铝合金导线材料由下述重量百分比的成分组成：
Ge 0.06wt%-0.08wt%、
Sr 0.10wt%-0.13wt%、
Ta 0.07wt%-0.12wt%、
Re 0.2wt%-0.3wt%、
Mn 0.3wt%-0.5wt%、
Rh 0.2wt%-0.3wt%、
Mo 0.3wt%-0.5wt%、
Ti 0.6wt%-0.9wt%、
Sn 0.6wt%-0.8wt%、
Mg 4.5wt%-5.5wt%、
Cu 5.5wt%-7.5wt%、
余量为Al。
3.根据权利要求1所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，其特征在于，所述的步骤（1）中先将高温熔炼炉升温至640℃。
4.根据权利要求1所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，其特征在于，所述的步骤（1）中熔炼60min。
5.根据权利要求1所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，其特征在于，所述的步骤（2）中升高高温熔炼炉内温度至925℃。
6.根据权利要求1所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，其特征在于，所述的步骤（2）中再熔炼150min。
7.根据权利要求1所述的一种抗折耐拉伸的铝合金导线材料，其特征在于，所述的步骤（4）中在440℃下将合金锭轧制为合金杆。
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