CN105896119A - Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子及其制备方法 - Google Patents

Abstract

Al‑Fe‑Be‑RE铝合金电缆铜铝过渡端子，属于铜铝过渡端子的技术领域，包括与电缆导体连接的铝合金连接管、与铝合金连接管另一端连接的铜鼻子，在铝合金连接管与铜鼻子之间设置有铜铝过渡件，所述铜铝过渡件为柱状实心结构的铝合金。本发明还提供了制备该Al‑Fe‑Be‑RE铝合金电缆铜铝过渡端子的制备方法，本制备方法简单、易操作，制备的铜铝过渡端子电气性、机械性、抗蠕变性能优异，在温度不断变化的情况下，也具有可靠地连接性，具有优异的热稳定性和导电性，从铝合金电缆到连接管到铜鼻子的过渡平稳、温和。

Description

Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子及其制备方法

技术领域

本发明属于铜铝过渡端子的技术领域，涉及铝合金电缆用铜铝过渡端子，具体涉及一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子及其制备方法。本发明的铜铝过渡端子电气性、机械性、抗蠕变性能优异，质量可靠，不存在安全隐患。

背景技术

随着我国经济建设的高速发展，各行业对电力的需求持续增加，电线电缆行业的市场空间巨大。但在电线电缆产品结构中占主要成分的铜、铝导体本身存在着难以克服的缺点,因而需要设计制造铜铝过渡端子。

现有的铜铝过渡端子主要由铜鼻子和普通的铝连接管组成，其铜鼻子主要采用电工铜，连接管多采用普通铝材，如1350牌铝材，该普通铜铝过渡端子用于铝合金电缆存在以下缺陷：1、普通铝材长期在温度不断变化的作用下易发生蠕变，使其结构尺寸产生不可逆变化。2、圆柱形连接管用于低压电力电缆异形导体(如扇形、瓦型、半圆型)，由于二者形状相差太大，在接头时即使采取整形措施，也难以保证把导体做到圆整的外形，导致导体外表面和连接管内壁之间空隙不均匀，给电缆长期稳定运行带来隐患。3、电缆在使用安全性上主要是受制于端子连接稳定性，目前铝合金电缆主要使用的是铜铝过渡端子，铜鼻子材质为电工铜，连接管为纯铝并不是铝合金材料，这就导致了铝端子与铝合金导体压接后，在使用过程中存在安全隐患，同时铝导体的机械强度偏低，焊接性能差，接触电阻大，在工程项目中推广应用受到限制。4、现有的铜铝过渡端子是铝连接管与铜鼻子的直接焊接成一体结构，由于铝与铜的电阻率、载流能力的不同，由铝直接过渡到铜会引起电气现象，铜铝结合面断裂、易造成触电等危害，这种现有的铜铝过渡端子由铝合金电缆过渡到铝再过渡到铜，强制性、硬转接的过渡方式，存在严重的质量问题和安全隐患。5、目前市场上使用铜铝端子的生产工艺，普遍采用将铜、铝棒先焊接后冲压成型工艺，而铜棒在冲压成接近90°平面时，焊缝处铜截面向受冲压方向拉伸倾斜变形，再由于铝比铜的延展性好，故导致焊缝边上的铝同样往受冲压方向拉伸，使整个焊缝倾斜变形，导致铝截面周边的分子晶体结构变异，出现裂纹、松散等现象，影响整个焊接面的牢固度(DTL类型产品属于直接对焊缝冲压，焊缝影响更为严重)，而铜铝焊接面的牢固度又是整个连接器最为关键的所在。使用焊接不牢固、虚焊及焊接面分子晶体结构受影响的铜铝连接器时，易出现铜铝结合面断裂和电化腐蚀等现象，导致电力中断、触电及发生火灾事故。

还有的采用铝合金材质的连接管和铜鼻子，该种设计虽然在一定程度上对电力的输出有改善作用，但是该种过渡方式依然存在在结合面电阻增大，易发生短路、过烧和截面断裂的问题，在铜铝过渡区发生电化学反应和瓶颈效应。因而，为铝合金电缆产业的进一步发展，研究并解决铜铝过渡端子的技术方案是目前迫切需要解决的。

发明内容

本发明为解决现有技术中铜铝过渡端子因其电气性、机械性、抗蠕变性能力差，导致铝合金电缆在实际应用连接中存在着极大的质量问题和安全隐患的问题，提供了一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子及其制备方法。本发明的铜铝过渡端子电气性、机械性、抗蠕变性能优异，在温度不断变化的情况下，也具有可靠地连接性，具有优异的热稳定性和导电性，从铝合金电缆到连接管到铜鼻子的过渡平稳、温和。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管、与铝合金连接管另一端连接的铜鼻子，在铝合金连接管与铜鼻子之间设置有铜铝过渡件，所述铜铝过渡件为柱状实心结构的铝合金，所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 0.08-1.6％、Cu 0.4-1.2％、Mg0.08-0.3％、Co 0.05-0.3％、Be 0.03-0.2％、Ti 0.05-0.2％、Ba 0.01-0.2％、Zr0.1-0.3％、RE0.1-0.6％、Cr 0.001-0.003％、Bi 0.0001-0.0005％、Sb0.001-0.002％、As 0.001-0.002％、Ni 0.001-0.002％、余量为铝。该铜铝过渡件化学成分及比例的控制，改善了铜铝过渡区热膨胀系数，提高了抗过载能力，实现了铝合金连接管电流向铜鼻子的平稳过渡。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 0.8-1.1％、Cu 0.6-0.9％、Mg0.1-0.2％、Co 0.1-0.2％、Be 0.08-0.15％、Ti 0.08-0.16％、Ba 0.07-0.14％、Zr0.15-0.25％、RE 0.2-0.4％、Cr 0.0015-0.0025％、Bi 0.0002-0.0004％、Sb0.0013-0.0018％、As 0.0012-0.0016％、Ni 0.0014-0.0018％、余量为铝。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 1.0％、Cu 0.8％、Mg 0.15％、Co 0.15％、Be 0.1％、Ti 0.12％、Ba 0.1％、Zr 0.2％、RE 0.5％、Cr 0.002％、Bi 0.0003％、Sb 0.0015％、As 0.0015％、Ni 0.0016％、余量为铝。

所述的铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径，该设计主要由于铜铝过渡件的长度小于铝合金连接管的长度，为了保证铝合金连接管的电流向铜铝过渡件的平稳过渡，应保证传输电阻的稳定性，缓慢的降低电阻，故而发明人将铜铝过渡件的直径设计的比铝合金连接管的直径小，进一步优选的，铜铝过渡件的长度为铝合金连接管长度的1/4-1/3，铜铝过渡件的直径为铝合金连接管直径的1/3-1/2。

铝合金连接管的材质成分与所连接的电缆导体的材质成分相同，该设计使得铝合金连接管与电缆导体的过渡自然平稳，不会造成电流的跳级或大幅度的波动，降低了传输电阻，避免了经过多种媒介质导致的发热现象。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 0.1-1.8％、Cu 0.01-0.6％、Mg 0.01-0.5％、Co 0.08-0.45％、Be 0.05-0.3％、Ti 0.15-0.26％、Ba 0.05-0.28％、Zr 0.25-0.33％、RE0.1-0.6％、Cr 0.003-0.005％、余量为铝。本铝合金连接管可以适用于所有的铝合金电缆，本铝合金连接管无需考虑铝合金电缆的化学成分，通过控制本铝合金连接管各元素的比例，可以有效避免由于媒介质不同导致的发热现象，同样可以实现电缆导体和铝合金连接管的自然、平稳过渡，不会造成电流跳级和大幅度波动。

所述铝合金连接管为堵油型结构。

所述的铜鼻子的材质为T1纯铜或T2纯铜。

所述的铜鼻子为L型，包括与断路器连接的底板和与底板连接的连接柱，连接柱的另一端与铜铝过渡件连接。优选的，连接柱的直径与铜铝过渡件的直径相同。

一种制备Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子的方法，包括以下步骤：

A、半成品的铸造：取铝合金连接管的原料成分，熔融后浇铸成型，得到铝合金连接管半成品，取铜铝过渡件的原料成分，熔融后浇铸成型，得到铜铝过渡件半成品；

B、铜鼻子的铸造：取TI纯铜或T2纯铜，熔融后浇铸成型，得到铜鼻子；

C、优化处理：将步骤A得到的半成品依次经过均匀化处理、间歇式退火处理、时效处理，得到铝合金连接管、铜铝过渡件；

D、铜铝过渡端子的制备：采用摩擦焊接工艺将铝合金连接管、铜铝过渡件、铜鼻子焊接成一体结构，得到铜铝过渡端子。

步骤C中，优化处理具体操作包括：

C₁、铝合金连接管半成品的优化处理：将铝合金连接管半成品置于460-560℃温度下，均匀化处理7-20h；然后将均匀化处理后的铝合金连接管半成品进行间歇性退火处理，于290-360℃温度下，保温3-9h后降温，温度降至160-210℃后保温1-5h，冷却；然后将经过间歇性退火处理的铝合金连接管半成品于电场强度为5-15KV/cm的均匀电场中进行时效处理，控制时效处理的温度为260-330℃，时效处理的时间为6-22h；

C₂、铜铝过渡件半成品的优化处理：将铜铝过渡件半成品置于470-

540℃温度下，均匀化处理14-24h；然后将均匀化处理后的铜铝过渡件半成品进行间歇性退火处理，于310-340℃温度下，保温1-5h后降温，温度降至180-200℃后保温2-3h，冷却；然后将经过间歇性退火处理的铜铝过渡件半成品于电场强度为5-15KV/cm的均匀电场中进行时效处理，控制时效处理的温度为210-280℃，时效处理的时间为9-16h。

本发明的有益效果是：本发明在铜铝过渡端子上设计了铜铝过渡件，当由铝合金连接管过渡到铜鼻子时，由于增设了铜铝过渡件，使得铝合金连接管与铜鼻子之间的过渡更平稳，抗蠕变性增强，电力输出更稳定，同时由于铜铝过渡件的增设，提高了过流能力，消除了输电过程中铜铝过渡区传输的瓶颈效应，解决了铜铝过渡件存在的结构性问题，提高了连接的可靠性、降低了传输电阻、减少发热损耗、延长电力设施的寿命。且本发明的铜铝过渡端子在实际应用中极为灵活方便，具有广泛的适应性。

本发明的制备方法简单、易操作，制备的铜铝过渡端子成品率高、稳定性好，质量可靠。本制备方法的关键在于对铝合金连接管半成品和铜铝过渡件半成品的优化处理，通过优化处理解决了铝合金浇铸凝固时的枝晶偏析状况，消除了在晶界和晶内各组元分布不均匀的现象。通过均匀化处理促进了合金中共晶相溶解，使合金化学成分分布趋于均匀，组织达到会接近平衡状态，改善合金中所成相的形状和分布，提高合金的塑性，并提高合金元素(除铝以外的其他元素)在基体(铝)中的固溶度从而提高合金的强度，最终改善合金的加工性能和最终使用性能；本发明中均匀化处理的时间和温度是发明热经过长期的创造性研究总结得到的，在该均匀化处理时间和温度的情况下，实现了合金元素的扩散，枝晶偏析消除，从晶界至晶内的分布趋于平稳，晶界上的残留相也基本溶解。通过间歇式退火处理，降低了变形抗力，避免了过热、过烧现象，提高了铝合金的耐蚀性能，防止层状组织的生成，减弱成分间的各项异性，进一步提高铝合金的强度和塑性，消除了机械加工过程中产生的内应力和对微观结构的损伤，优化晶体结构，恢复线材的电性能，优化机械性能，使材料的拉伸性能、柔韧性能和抗疲劳性能保持较好的匹配；由于铝合金连接管半成品和铜铝过渡件半成品中含有Cr、Ti元素，经过间歇式退火处理，在本发明给出的退火条件下，形成Al₇Cr、Al₃Ti金属间化合物，他们可以稳定位错、亚晶界等亚结构，大幅提高了位错滑移所需的切应力，阻碍位错运动，有利于实现高温形变热处理，可促进时效过程中第二相分布均匀，为铜铝合金端子在应用过程中温度变化下可稳定作用提供保障。再将退火处理后的铝合金在均匀电场中进行时效处理，通过时效处理可以使整个材料的性能达到均匀分布，各项性能综合指标达到俱佳的匹配；由于铜元素的存在，在时效处理的过程中，可以强化铜与铝形成的θ相的固溶强化作用和弥散强化作用，提高了铝合金的拉伸强度和屈服强度，进一步改善了铝合金的机械性能。

本发明铝合金连接管和铜铝过渡件中各合金元素的性能分析如下：

本发明以铝为基，添加了微量的铁，铝能与铁形成Al₃Fe，析出的Al₃Fe弥散粒子抑制了合金的蠕变变形，部分Fe还与RE形成AlFeRE化合物析出，析出相AlFeRE能增强合金的抗疲劳性能和高温运行的耐热性能，且稀土化合物析出相还能提高屈服极限强度；添加的铜元素与铝形成θ相，而θ相起固溶强化和弥散强化作用，提高了铝合金的拉伸强度和屈服强度；稀土元素作为表面活性元素，可集中分布在晶界上，降低相与相之间的拉力，从而使晶粒细化。钡在合金中与铝反应形成Al₄Ba、Al₂Ba₃、AlBa₂等金属化合物，能够强化铝合金的高温性能，增强铝合金的耐热性能和抗疲劳性能。铍在合金中形成α、β弥散性高温强化相，可防止合金元素的氧化、烧损和吸气，提高合金的冶炼质量及表面氧化膜的致密度。铍还能使杂质铁由针状变为团粒状，可防止浇铸时砂型铸件与模型反冲。由于铍对氧和氮有高度亲和力，所以它在熔体脱气时是高效的，从而能够得到表面光洁度较好，强度较高，以及延展性得到改善的优质铸件。另一方面，合金中加入铍能使脆性的铁金属间晶体由大的针状形和层状形转变成小的等轴晶体，改善合金的强度和延展性，并能够允许铝合金中有较高的铁含量。铍能改善铝合金的流动性，使熔体的流动性增加，并能提高铝合金中抗拉强度和屈服极限。在铝合金中添加有高活性元素钴，钴与铝反应生成AlCo、Al₃Co₂、AlCo₂等多种弥散性高温强化相；钴与铁共存时在枝晶间形成Al₄(CoFe)等复杂的强化相，阻碍位错、阻止晶粒滑移，有效提高了合金室温和高温下的抗疲劳和抗蠕变性能，从而提高铝合金的耐热性。铬在合金中形成细小的弥散强化相，达到高温强化作用，提高合金在高温运行下的热稳定性。稀土元素作为表面活性元素，可集中分布在晶界上，降低相与相之间的拉力，从而使晶粒细化。本发明通过对合金元素的选择及含量的控制，有利于铝合金综合性能的提高，从而保证了电缆导体向铝合金连接管和铜铝过渡件的平稳过渡。Zr的加入，改善了铝合金材料的力学和焊接性能，保证了铝合金材料的高载荷和轻质化优点；锆和稀土元素的同时加入提高了铝合金腐蚀电位，降低了腐蚀电流密度，明显减小了铝合金的腐蚀速率，使合金的耐蚀性能得到显著提高。As的加入，通过砷、铁、铜多元合金化成分设计在保证铝合金导体高导电性的同时大幅度提高导体柔韧度，本发明采用砷元素能将铁、铜等元素优先结合形成化合物质点弥散分布，产生良好的第二相强化，促进铝合金表现出高柔韧度。

本发明中通过控制Cr-Ti-RE的用量比例，将其加入到铝合金中，能够显著细化晶粒、抑制再结晶，使多边化组织的稳定性上升，并使铝合金晶内和晶界沉淀相更加细小、均匀，有利于减小晶界与晶内的电极电位差，使腐蚀均匀，降低晶界腐蚀倾向，从而提高铜铝过渡端子的耐腐蚀性能，在保持铝合金优良导电性的同时，显著提高了铜铝过渡端子的强度抗蚀性能及焊接性能。

在铝基中添加了Fe、Mg、Co、Ba元素，能显著降低焊接裂纹倾向性，结合Cr-Ti-RE能有效抑制热影响区的再结晶，由基体的亚晶组织直接过渡到焊缝的铸态区，使本应具有再结晶组织的焊缝过渡区或热影响区不具有再结晶组织，铝合金中添加Fe、Mg、Co、Ba元素之后，在基体中析出大量细小、弥散分布、与基体共格的粒子，共格粒子具有较高的热稳定性，在合金的热影响区中仍然存在，而热影响区是焊接接头的薄弱部位，因此Fe、Mg、Co、Ba能显著降低铝合金的热裂缝敏感性，提高铜铝过渡端子的可焊性与焊缝强度以及其抗应力腐蚀性。

在铝基中添加铜、镍、钴，大大提高了铜铝之间的扩散互溶，有效阻止铜铝之间形成的脆性相，使铝合金与铜端面摩擦焊接时冶金结合，从而改善铜铝过渡端子的综合性能。在铝基中同时加入Be，可显著提高铝合金的抗腐蚀性，进一步改善铜铝过渡端子的综合性能。

在铜铝过渡件的化学成分中还添加了Bi、Sb、As、Ni，这些元素的加入，保证电流从铝合金连接管向铜鼻子的平稳过渡，其中镍与铜能无限固溶，在铝合金中添加镍，端子铜头的Cu向铝部分的Ni扩散互溶，同时铝部分所含的Ni向铜头一侧中的Cu扩散互溶，进一步有效阻止铝铜之间形成脆性相，大大提高了铝铜互溶，使铝合金与铜端面在摩擦焊时冶金结合，从而改善接头的综合性能，在本发明中铝合金中添加0.001-0.002％的镍，还能在铝表面形成一层一定厚度的致密腐蚀保护膜，减缓外界对其的腐蚀，进一步增加其抗腐蚀性能。铋为稳定的金属，在空气中稳定，锑在室温下的空气中是稳定的，但加热时能与氧气反应生成三氧化二锑，防止形成电池效应，避免合金表面产生电气化腐蚀，防止铜、铝过渡连接处的接触电阻增大发热氧化，甚至断裂，进一步保证铜铝过渡端子在温度变化时的稳定性。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是图1的A-A向剖视图

图3是实施例2的结构示意图。

图4是图3的A-A向剖视图。

图5是实施例3的结构示意图。

图6是图5的A-A向剖视图。

附图中，1代表铝合金连接管，2代表铜鼻子，3代表铜铝过渡件，4代表底板，5代表连接柱。

具体实施方式

本发明主要从以下方面对铜铝过渡端子进行创造性改进：1、改善环境污染(电化学效应)，从而提高铜铝过渡端子的寿命，铜铝两种金属的接触面与空气中的水分、二氧化碳和其他杂质的作用下易形成电解液，产生电池效应，产生电化腐蚀，造成铜、铝过渡连接处的电阻增大发热氧化，甚至断裂；2、结合部位电流承载能力的提高，保证工作的稳定性；3、加工工艺的改进，保证铜铝过渡端子的质量；4、铜铝过渡端子结构的改变(铜铝过渡件的设计)，提高了结构强度，避免了断裂损坏现象的发生下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1-2所示，一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈100-120°夹角设计，该设计是由于铜铝过渡端子通过长时间的导线牵引力以及自然等环境因素的影响，焊接面将承受弯曲内力，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 1.0％、Cu 0.8％、Mg 0.15％、Co 0.15％、Be 0.1％、Ti 0.12％、Ba 0.1％、Zr 0.2％、RE 0.5％、Cr 0.002％、Bi 0.0003％、Sb 0.0015％、As 0.0015％、Ni 0.0016％、余量为铝。

铝合金连接管的材质成分与所连接的电缆导体的材质成分相同。

所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管的IACS与铝合金电缆导体相同。

铜铝过渡件：导电率≥65％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥130MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率≥93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.25g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027491。

实施例2

如图3-4所示，一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈90°夹角设计，该设计夹角太小，不利于接线鼻子1的固定，夹角太大，连接处接触面积小，容易断裂，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径，连接柱5的直径大于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 0.08％、Cu0.4％、Mg 0.08％、Co 0.05％、Be 0.03％、Ti 0.05％、Ba 0.01％、Zr 0.1％、RE0.1％、Cr 0.001％、Bi 0.0001％、Sb 0.001％、As 0.001％、Ni 0.001％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 0.1％、Cu 0.01％、Mg 0.01％、Co 0.08％、Be 0.05％、Ti 0.15％、Ba 0.05％、Zr 0.25％、RE0.1％、Cr 0.003％、余量为铝。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥63％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥120MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率≥93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.31g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027552。

铜铝过渡件：铜铝过渡件：导电率≥65％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥130MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率≥93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.28g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027182。

实施例3

如图5-6所示，一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈90°夹角设计，该设计夹角太小，不利于接线鼻子1的固定，夹角太大，连接处接触面积小，容易断裂，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径，连接柱5的直径等于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 1.6％、Cu 1.2％、Mg 0.3％、Co 0.3％、Be 0.2％、Ti 0.2％、Ba 0.2％、Zr 0.3％、RE 0.6％、Cr 0.003％、Bi 0.0005％、Sb 0.002％、As 0.002％、Ni 0.002％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 1.8％、Cu 0.6％、Mg 0.5％、Co 0.45％、Be 0.3％、Ti 0.26％、Ba 0.28％、Zr 0.33％、RE 0.6％、Cr 0.005％、余量为铝。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥64％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥31％，抗拉强度≥130MPa，长期运行耐热温度≥250℃，耐热试验强度残存率达到96％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.29g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027457。

铜铝过渡件：导电率≥67％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥150MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到95％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.26g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026653。

实施例4

一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈100-120°夹角设计，该设计主要是由于铜铝过渡端子通过长时间的导线牵引力以及自然等环境因素的影响，焊接面将承受弯曲内力，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 0.2％、Cu 0.5％、Mg 0.1％、Co 0.1％、Be 0.05％、Ti 0.08％、Ba 0.03％、Zr 0.2％、RE 0.4％、Cr 0.002％、Bi 0.0004％、Sb 0.002％、As 0.002％、Ni 0.001％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 0.2％、Cu 0.08％、Mg 0.05％、Co 0.09％、Be 0.08％、Ti 0.16％、Ba 0.08％、Zr 0.25％、RE 0.5％、Cr 0.004％、余量为铝。

所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥64％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥140MPa，长期运行耐热温度≥240℃，耐热试验强度残存率达到93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.28g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027589。

铜铝过渡件：导电率≥68％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥35％，抗拉强度≥150MPa，长期运行耐热温度≥270℃，耐热试验强度残存率达到95％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.23g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026056。

实施例5

一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈90°夹角设计，该设计夹角太小，不利于接线鼻子1的固定，夹角太大，连接处接触面积小，容易断裂，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径，连接柱5的直径大于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 0.4％、Cu 0.6％、Mg 0.13％、Co 0.25％、Be 0.08％、Ti 0.1％、Ba 0.05％、Zr 0.3％、RE 0.5％、Cr 0.003％、Bi 0.0003％、Sb 0.002％、As 0.002％、Ni 0.0015％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 0.4％、Cu 0.2％、Mg 0.1％、Co 0.12％、Be 0.12％、Ti 0.17％、Ba 0.1％、Zr 0.25％、RE 0.4％、Cr 0.005％、余量为铝。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥63％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥120MPa，长期运行耐热温度≥210℃，耐热试验强度残存率达到93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027679。

铜铝过渡件：导电率≥66％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥150MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到95％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.25g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026832。

实施例6

一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈90°夹角设计，该设计夹角太小，不利于接线鼻子1的固定，夹角太大，连接处接触面积小，容易断裂，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径，连接柱5的直径等于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 0.6％、Cu 0.7％、Mg 0.15％、Co 0.23％、Be 0.1％、Ti 0.13％、Ba 0.08％、Zr 0.2％、RE 0.3％、Cr 0.002％、Bi 0.0002％、Sb 0.001％、As 0.001％、Ni 0.002％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 0.6％、Cu 0.25％、Mg 0.15％、Co 0.1％、Be 0.14％、Ti 0.18％、Ba 0.06％、Zr 0.26％、RE 0.3％、Cr 0.004％、余量为铝。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥65％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥120MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027793。

铜铝过渡件：导电率≥67％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥150MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到95％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.25g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026568。

实施例7

一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈100-120°夹角设计，该设计主要是由于铜铝过渡端子通过长时间的导线牵引力以及自然等环境因素的影响，焊接面将承受弯曲内力，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 0.8％、Cu 0.8％、Mg 0.17％、Co 0.2％、Be 0.13％、Ti 0.15％、Ba 0.1％、Zr 0.1％、RE 0.2％、Cr 0.001％、Bi 0.0001％、Sb 0.002％、As 0.002％、Ni 0.001％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 0.9％、Cu 0.35％、Mg 0.25％、Co 0.2％、Be 0.18％、Ti 0.2％、Ba 0.09％、Zr 0.28％、RE 0.1％、Cr 0.004％、余量为铝。

所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥65％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥120MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027356。

铜铝过渡件：导电率≥67％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥150MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到91％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.26g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026895。

实施例8

一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈90°夹角设计，该设计夹角太小，不利于接线鼻子1的固定，夹角太大，连接处接触面积小，容易断裂，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径，连接柱5的直径大于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 1.0％、Cu 0.9％、Mg 0.2％、Co 0.08％、Be 0.15％、Ti 0.18％、Ba 0.13％、Zr 0.1％、RE 0.1％、Cr 0.002％、Bi 0.0005％、Sb 0.002％、As 0.002％、Ni 0.001％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 1.1％、Cu 0.4％、Mg 0.3％、Co 0.25％、Be 0.1％、Ti 0.21％、Ba 0.2％、Zr 0.29％、RE 0.2％、Cr 0.005％、余量为铝。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥65％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥120MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027256。

铜铝过渡件：导电率≥68％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥150MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到91％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.26g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026952。

实施例9

一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈90°夹角设计，该设计夹角太小，不利于接线鼻子1的固定，夹角太大，连接处接触面积小，容易断裂，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径，连接柱5的直径等于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 1.2％、Cu 1.0％、Mg 0.23％、Co 0.17％、Be 0.18％、Ti 0.1％、Ba 0.15％、Zr 0.2％、RE 0.4％、Cr 0.003％、Bi 0.0004％、Sb 0.0015％、As 0.0015％、Ni 0.001％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 0.8％、Cu 0.3％、Mg 0.2％、Co 0.15％、Be 0.16％、Ti 0.19％、Ba 0.07％、Zr 0.27％、RE 0.2％、Cr 0.003％、余量为铝。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥64％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥110MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.32g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027857。

铜铝过渡件：导电率≥67％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥130MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到91％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.28g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026934。

实施例10

一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈100-120°夹角设计，该设计主要是由于铜铝过渡端子通过长时间的导线牵引力以及自然等环境因素的影响，焊接面将承受弯曲内力，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 1.4％、Cu 1.1％、Mg 0.25％、Co 0.15％、Be 0.1％、Ti 0.14％、Ba 0.18％、Zr 0.2％、RE 0.3％、Cr 0.002％、Bi 0.0003％、Sb 0.001％、As 0.001％、Ni 0.002％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：：Fe 1.3％、Cu 0.45％、Mg 0.35％、Co 0.3％、Be 0.15％、Ti 0.22％、Ba 0.23％、Zr 0.3％、RE 0.3％、Cr 0.004％、余量为铝。

所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥65％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥120MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027536。

铜铝过渡件：导电率≥67％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥150MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到91％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.26g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026672。

实施例11

一种Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管1另一端连接的铜鼻子2，所述铝合金连接管1为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管1设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，所述的铜鼻子2为L型，包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5，连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接，连接柱5与底板4呈90°夹角设计，该设计夹角太小，不利于接线鼻子1的固定，夹角太大，连接处接触面积小，容易断裂，为了进一步提高承压能力，避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂，在铝合金连接管1与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3，所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金，铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径，连接柱5的直径等于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。

所述的铜铝过渡件按重量百分比包含：Fe 1.3％、Cu 1.0％、Mg 0.27％、Co 0.13％、Be 0.15％、Ti 0.12％、Ba 0.08％、Zr 0.1％、RE 0.3％、Cr 0.001％、Bi 0.0002％、Sb 0.001％、As 0.001％、Ni 0.002％、余量为铝。

所述铝合金连接管按重量百分比包含：Fe 1.5％、Cu 0.5％、Mg 0.4％、Co 0.35％、Be 0.2％、Ti 0.23％、Ba 0.25％、Zr 0.31％、RE 0.4％、Cr 0.003％、余量为铝。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试，经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1：2003的标准，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率≥65％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥120MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到93％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.027658。

铜铝过渡件：导电率≥69％IACS，高于铝合金电缆导体，断裂伸长率≥30％，抗拉强度≥150MPa，长期运行耐热温度≥230℃，耐热试验强度残存率达到91％，400h耐腐蚀性能质量损失小于0.26g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≤0.026594。

本发明实施例1-11的进一步优化方案是：将铜鼻子2的材质选用T1纯铜，选用T1纯铜，相较于T2纯铜电阻极小，电损极低，电气性能提高，不易发生电力火灾。在使用寿命上，相同的状况下，选用T1纯铜的铜铝过渡端子比选用T2纯铜的使用寿命延长1/4，铜铝过渡端子的电气性能、机械性能、力学性能和耐腐蚀性能均大幅度提高。

本发明还提供了一种制备Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子的方法，包括以下步骤：

A、半成品的制备：取铝合金连接管的原料成分，熔融后浇铸成型，得到铝合金连接管半成品，取铜铝过渡件的原料成分，熔融后浇铸成型，得到铜铝过渡件半成品；

B、铜鼻子的制备：取TI纯铜或T2纯铜，熔融后浇铸成型，得到铜鼻子；

C、优化处理：具体操作包括：

①、铝合金连接管半成品的优化处理：将铝合金连接管半成品置于460-560℃(优选480-520℃)温度下，均匀化处理7-20h(优选10-14h)；然后将均匀化处理后的铝合金连接管半成品进行间歇性退火处理，于290-360℃(优选310-340℃)温度下，保温3-9h(优选5-8h)后降温，温度降至160-210℃(优选180-200℃)后保温1-5h(优选3-4h)，冷却；然后将经过间歇性退火处理的铝合金连接管半成品于电场强度为5-15KV/cm的均匀电场中进行时效处理，控制时效处理的温度为260-330℃(优选280-310℃)，时效处理的时间为6-22h(优选12-21h)，得到铝合金连接管；

②、铜铝过渡件半成品的优化处理：将铜铝过渡件半成品置于470-

540℃(优选500-530℃)温度下，均匀化处理14-24h(优选16-22h)；然后将均匀化处理后的铜铝过渡件半成品进行间歇性退火处理，于310-340℃(优选320-330℃)温度下，保温1-5h(优选2-3h)后降温，温度降至180-200℃(优选185-192℃)后保温2-3h，冷却；然后将经过间歇性退火处理的铜铝过渡件半成品于电场强度为5-15KV/cm的均匀电场中进行时效处理，控制时效处理的温度为210-280℃(优选230-250℃)，时效处理的时间为9-16h(优选10-14h)，得到铜铝过渡件；

D、铜铝过渡端子的制备：采用摩擦焊接工艺将铝合金连接管、铜铝过渡件、铜鼻子焊接成一体结构，得到铜铝过渡端子。

对铝合金进行均匀化处理，能够保证其强度和延展性具有较好的匹配，从而避免材料微观结构的破坏而进一步影响加工性能。为了保证受热均匀，优化合金的组织结构，避免合金在加工过程中由于升温或降温过快导致内部结构缺陷的产生，可以控制均匀化处理的升温速度为4-9℃/min。本发明采用间歇式分步退火处理，并逐步降温冷却，该种处理方式可以消除机械加工过程中产生的内应力和对微观结构的损伤，优化晶体结构，恢复线材的电性能，优化机械性能，使材料的拉伸性能、柔韧性能和抗疲劳性能方面保持较好的匹配。在退火处理技术的基础上进行时效处理，可以进一步弥补退火处理过程中热量传导不均，导致材料内外性能分布不均或局部缺陷的特点。通过时效处理可以使整个材料的性能达到均匀分布，各项性能综合指标达到俱佳的匹配。因此退火处理和时效处理，两者有效的结合，对于材料整体性能的优化起到了至关重要的作用，二者缺一不可。本发明优选在高强度的均匀电场中进行时效处理，第一方面改变了原子的排列、匹配和迁移，第二方面，提高了合金元素的固溶程度，诱发了T1相的均匀形核，提高了合金的屈服强度；使均匀化处理的样品进行时效处理后，析出相均匀弥散分布，合金的力学性能大大提高；第三方面，改变了细小晶体组织的析出形态和数量，使材料固态相变中发生形态、大小、分布等取向得以控制，从而控制材料的组织，最终获得优良的机械性能和电气性能。

对比实施例1

一种铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的纯铝连接管和与纯铝连接管连接的铜鼻子，所述铜鼻子采用T2纯铜，所述纯铝连接管为堵油型结构，内置导电膏体，纯铝连接管设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，铜鼻子包括与纯铝连接管连接的连接柱，和与连接柱连接的底板，底板上开设有螺栓孔。该铜铝过渡端子抗蠕变性差、在电力传输过程中易发生跳级和波动，造成短路和过烧，在通路过渡区易发生腐蚀，出现瓶颈效应，电气性能、机械性能差，铜铝结合处的接触电阻大，造成发热氧化和结合处断裂，使用寿命短。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行性能测试，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率45％IACS低于铝合金电缆导体，断裂伸长率10％，抗拉强度80MPa，长期运行耐热温度120℃，耐热试验强度残存率达到88％，400h耐腐蚀性能质量损失≥0.9g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值0.029635。

对比实施例2

一种铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管和与铝合金连接管连接的铜鼻子，所述铜鼻子采用T2纯铜，所述铝合金连接管为堵油型结构，内置导电膏体，铝合金连接管设置有内连接孔，电缆导体插入内连接孔中，所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状，铜鼻子包括与铝合金连接管连接的连接柱，和与连接柱连接的底板，底板上开设有螺栓孔。该铜铝过渡端子抗蠕变性差、在电力传输过程中易发生跳级和波动，造成短路和过烧，在通路过渡区易发生腐蚀，出现瓶颈效应，电气性能、机械性能差，铜铝结合处的接触电阻大，造成发热氧化和结合处断裂，使用寿命短。

其中铝合金连接管的化学成分为：铁0.048％；铜0.019％；锆0.03％；硅0.04％；钇0.28％；余量为铝。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行性能测试，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率55％IACS低于铝合金电缆导体，断裂伸长率12％，抗拉强度90MPa，长期运行耐热温度150℃，耐热试验强度残存率达到89％，400h耐腐蚀性能质量损失≥0.79g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≥0.028635。

对比实施例3

一种铜铝过渡端子，包括铜鼻子，和铜鼻子相连的铝连接管，所述铝连接管与电缆导体接头，铝连接管设置有内连接孔；所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形及和电缆截面相对应的形状，所述的铝连接管的化学组分质量百分比为：Si≤0.12，Fe0.35-0.75，Cu0.15-0.25，Mg≤0.05，Zn≤0.05，B0.001-0.04，其它元素单个≤0.03，其它元素总和≤0.1，Al余量。该铜铝过渡端子抗蠕变性差、在电力传输过程中易发生跳级和波动，造成短路和过烧，在通路过渡区易发生腐蚀，出现瓶颈效应，电气性能、机械性能差，铜铝结合处的接触电阻大，造成发热氧化和结合处断裂，使用寿命短。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行性能测试，具体检测参数如下：

铝合金连接管：抗拉强度(MPa)60-150，延伸率10％-20％，20℃电阻率(Ω·mm2/m)：平均值≤0.028264，IACS：61.0≤平均值≤62.8。

对比实施例4

一种铜铝连接端子，包括铝合金管和铜头，其特征在于，所述铝合金管按重量百分比包含：Fe 0.79％-0.8％，Cu 0.13％-0.15％，Sc 0.0029％-0.0068％，Ni0.1％-0.3％，Si0.061％-0.062％，Al及其他不可避免的杂质。该铜铝过渡端子抗蠕变性差、在电力传输过程中易发生跳级和波动，造成短路和过烧，在通路过渡区易发生腐蚀，出现瓶颈效应，电气性能、机械性能差，铜铝结合处的接触电阻大，造成发热氧化和结合处断裂，使用寿命短。

将上述实施例的铜铝过渡端子进行性能测试，具体检测参数如下：

铝合金连接管：导电率58％IACS低于铝合金电缆导体，断裂伸长率14％，抗拉强度100MPa，长期运行耐热温度160℃，耐热试验强度残存率达到88％，400h耐腐蚀性能质量损失≥0.85g/m²·hr，20℃电阻率(Ω·mm²/m)：平均值≥0.028745。

本发明的铜铝过渡端子最佳的制备方法是采用本发明的制备方法，本发明的铜铝过渡度端子同样可以采用现有的或常规的加工工艺进行加工，性能上依然高于对比实施例的性能，但相较于本发明的制备方法，从性能上略差。本发明的铝合金材料通过添加多种合金元素以及采用热处理技术，极大的提高了铝合金的耐热性能，使得铝合金材料长期运行温度在230℃，蠕变现象较小，抗拉强度保持90％的残存率，保障了在高温运行下机械性能改变较小，同时抗疲劳性能也获得了很好的提高，这样可避免用作连接端子时出现的不同程度的损失；且通过热处理技术使得合金的柔韧性相当好，大大提高了铝合金的延展性，延伸率超过30％，不会由于拉力作用而容易出现损失现象。本发明与对比实施例的铜铝过渡端子相比，在铜鼻子均采用T2纯铜的基础上，相较于对比实施例1抗蠕变性提高了30％，相较于对比实施例2-4抗蠕变性提高了10-20％，因而，本发明的铜铝过渡端子的安全性能更高；相较于对比实施例1抗腐蚀性提高了30％，相较于对比实施例2-4抗腐蚀性提高了10-15％，机械性能相较于对比实施例1提高了40％，相较于2-4提高了8-15％；电气性能相较于对比实施例1提高了20％，相较于2-4提高了10-15％；耐热性相较于对比实施例1提高了30％，相较于2-4提高了8-16％。

Claims (10)

1.Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，包括与电缆导体连接的铝合金连接管(1)、与铝合金连接管(1)另一端连接的铜鼻子(2)，其特征在于：在铝合金连接管(1)与铜鼻子(2)之间设置有铜铝过渡件(3)，所述铜铝过渡件(3)为柱状实心结构的铝合金，所述的铜铝过渡件(3)按重量百分比包含：Fe 0.08-1.6％、Cu0.4-1.2％、Mg 0.08-0.3％、Co 0.05-0.3％、Be 0.03-0.2％、Ti 0.05-0.2％、Ba 0.01-0.2％、Zr 0.1-0.3％、RE0.1-0.6％、Cr0.001-0.003％、Bi 0.0001-0.0005％、Sb 0.001-0.002％、As 0.001-0.002％、Ni0.001-0.002％、余量为铝。

2.根据权利要求1所述的Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，其特征在于：所述的铜铝过渡件(3)按重量百分比包含：Fe 0.8-1.1％、Cu0.6-0.9％、Mg 0.1-0.2％、Co 0.1-0.2％、Be 0.08-0.15％、Ti 0.08-0.16％、Ba0.07-0.14％、Zr 0.15-0.25％、RE 0.2-0.4％、Cr 0.0015-0.0025％、Bi0.0002-0.0004％、Sb 0.0013-0.0018％、As 0.0012-0.0016％、Ni0.0014-0.0018％、余量为铝。

3.根据权利要求1所述的Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，其特征在于：所述的铜铝过渡件(3)按重量百分比包含：Fe 1.0％、Cu 0.8％、Mg 0.15％、Co 0.15％、Be 0.1％、Ti 0.12％、Ba 0.1％、Zr 0.2％、RE 0.5％、Cr 0.002％、Bi 0.0003％、Sb 0.0015％、As 0.0015％、Ni 0.0016％、余量为铝。

4.根据权利要求1所述的Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，其特征在于：所述的铜铝过渡件(3)的直径小于铝合金连接管(1)的直径。

5.根据权利要求1所述的Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，其特征在于：铝合金连接管(1)的材质成分与所连接的电缆导体的材质成分相同。

6.根据权利要求1所述的Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，其特征在于：所述铝合金连接管(1)按重量百分比包含：Fe 0.1-1.8％、Cu0.01-0.6％、Mg 0.01-0.5％、Co 0.08-0.45％、Be 0.05-0.3％、Ti 0.15-0.26％、Ba 0.05-0.28％、Zr 0.25-0.33％、RE0.1-0.6％、Cr 0.003-0.005％、余量为铝。

7.根据权利要求1所述的Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，其特征在于：所述铝合金连接管(1)为堵油型结构。

8.根据权利要求1所述的Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，其特征在于：所述的铜鼻子(2)的材质为T1纯铜或T2纯铜。

9.根据权利要求1所述的Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子，其特征在于：所述的铜鼻子(2)为L型，包括与断路器连接的底板(4)和与底板(4)连接的连接柱(5)，连接柱(5)的另一端与铜铝过渡件(3)连接。

10.一种制备权利要求1所述Al-Fe-Be-RE铝合金电缆铜铝过渡端子的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、半成品的铸造：取铝合金连接管(1)的原料成分，熔融后浇铸成型，得到铝合金连接管半成品，取铜铝过渡件(3)的原料成分，熔融后浇铸成型，得到铜铝过渡件半成品；

B、铜鼻子的铸造：取TI纯铜或T2纯铜，熔融后浇铸成型，得到铜鼻子；

C、优化处理：将步骤A得到的半成品依次经过均匀化处理、间歇式退火处理、时效处理，得到铝合金连接管、铜铝过渡件，具体操作如下：

①、铝合金连接管半成品的优化处理：将铝合金连接管半成品置于460-560℃温度下，均匀化处理7-20h；然后将均匀化处理后的铝合金连接管半成品进行间歇性退火处理，于290-360℃温度下，保温3-9h后降温，温度降至160-210℃后保温1-5h，冷却；然后将经过间歇性退火处理的铝合金连接管半成品于电场强度为5-15KV/cm的均匀电场中进行时效处理，控制时效处理的温度为260-330℃，时效处理的时间为6-22h；

②、铜铝过渡件半成品的优化处理：将铜铝过渡件半成品置于470-540℃温度下，均匀化处理14-24h；然后将均匀化处理后的铜铝过渡件半成品进行间歇性退火处理，于310-340℃温度下，保温1-5h后降温，温度降至180-200℃后保温2-3h，冷却；然后将经过间歇性退火处理的铜铝过渡件半成品于电场强度为5-15KV/cm的均匀电场中进行时效处理，控制时效处理的温度为210-280℃，时效处理的时间为9-16h；

D、铜铝过渡端子的制备：采用摩擦焊接工艺将铝合金连接管、铜铝过渡件、铜鼻子焊接成一体结构，得到铜铝过渡端子。