CN105908022A - 一种高导电率铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高导电率铝合金材料及其制备方法，该铝合金材料包括下列组分：Fe：0.45‑0.60wt％；Cu:0.15‑0.25wt％；Mg:0.01‑0.03wt％；B:0.01‑0.02wt％；Si:0.10‑0.15wt％；Zr:0.10‑0.15wt％；Ni:0.01‑0.06wt％；Zn：0.02‑0.07wt％；Cr0.002‑0.005wt％；Ti0.002‑0.004wt％；余量为Al及不可避免的杂质。本发明能有效解决传统导电铝合金所存在的导电性能和耐热性能差、生产过程中常出现断线情况、生产成本和使用成本高、导电性差等问题。

Description

一种高导电率铝合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝合金生产技术领域，具体涉及一种高导电率铝合金材料及其制备方法。

背景技术

如今，随着我国电力需求的快速增长，电力能源在传输过程中的要求也日益增高，优质的输电线路应具备输电距离远，输电容量大，低于自然灾害能力的强的特点，然后随着需求的提高，进一步从电导率、耐热性、抗弧垂特性对输电线提出了优质功能性的要求。

目前，用普通铝制造的铝导体材料，其导电性能和耐热性能表现不佳，并且生产过程中常出现断线现象，进而增加了高导电率铝合金材料的生产成本和使用成本。采用重熔用铝锭制备的铝导体材料，重熔用铝锭中含有铁、硅、铜等杂质，利用铁、硅、铜等杂质，有利于实现合金强化，但是这些元素常形成固强化，难以形成细小弥散强化，进而造成高导电率铝合金材料的强度上升而导电性下降、柔软性下降，进而降低了耐挠曲疲劳特性，进而使得纯铝系材料无法承受反复的弯曲应力。

发明内容

本发明旨在提供一种高导电率铝合金材料及其制备方法，以解决传统导电铝合金所存在的导电性能和耐热性能差、生产过程中常出现断线情况、生产成本和使用成本高、导电性差等问题。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

一种高导电率铝合金材料，该铝合金材料包括下列组分：Fe：0.45-0.60wt％；Cu:0.15-0.25wt％；Mg:0.01-0.03wt％；B:0.01-0.02wt％；Si:0.10-0.15wt％；Zr:0.10-0.15wt％；Ni:0.01-0.06wt％；Zn：0.02-0.07wt％；Cr0.002-0.005wt％；Ti0.002-0.004wt％；余量为Al及不可避免的杂质。

上述高导电率铝合金材料的制备方法包括以下步骤：

(1)熔炼铝液：烘炉后按比例取各组分原料投入熔炼炉进行阶梯式加热升温；首先是预热升温段，将炉温从室温加热至550℃，加热升温时间为1小时，保温30分钟；再进入快速升温段，将炉温从550℃升至800℃，升温时间为45分钟，保温10分钟；最后为熔化段，将炉温降至720℃，静置保温时间20分钟得到铝液；

(2)精炼铝合金：向精炼保温炉中加入炉料总重量25％的精炼剂进行精炼，扒渣后在730℃温度下进行保温静置后，通过喷吹方式将氮气弥散地吹入到精炼保温炉的铝合金熔体中，再将铝合金熔体通过过滤而得到洁净的铝合金熔体；

(3)连续浇铸：将上述洁净的铝合金熔体浇铸到模具中，浇铸速度为每小时3000-3200Kg，浇铸温度控制在710±5℃；型腔中的铝合金熔体经冷却结晶而形成连续不断的带状铝合金铸坯，该铝合金铸坯的温度控制在480-490℃；

(4)连续热轧：将带状铝合金铸坯连续喂入连轧机轧制成铝合金杆；在连续热轧路径上得到直径为φ9-10mm的圆杆；

(5)在线淬火：对铝合金圆杆沿其长度方向进行三段降温淬火，在在第一降温淬火段将铝合金圆杆的温度降至300-320℃，第二降温淬火段温度降至130-150℃，第三降温淬火段温度降至50-70℃，最终使铝合金圆杆温度至室温；

(6)对经淬火处理的铝合金圆杆进行表面干燥处理并收线成圈而成为铝合金电缆导体坯杆。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供的高导电率铝合金材料采用特定的合金配方和加工工艺，尤其是采用分段降温淬火，大大降低了导体材料在受热和压力下的“蠕变”倾向，添加的铁等元素产生高强度抗蠕变性能，即使在长时间过载和过热时，铝合金导体不会发生蠕变，确保连接稳定。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；

实施例：按比例分别取：

Fe：0.45-0.60wt％；Cu:0.15-0.25wt％；Mg:0.01-0.03wt％；B:0.01-0.02wt％；Si:0.10-0.15wt％；Zr:0.10-0.15wt％；Ni:0.01-0.06wt％；Zn：0.02-0.07wt％；Cr0.002-0.005wt％；Ti0.002-0.004wt％；余量为Al。

熔炼铝液：烘炉后按比例取各组分原料投入熔炼炉进行阶梯式加热升温；首先是预热升温段，将炉温从室温加热至550℃，加热升温时间为1小时，保温30分钟；再进入快速升温段，将炉温从550℃升至800℃，升温时间为45分钟，保温10分钟；最后为熔化段，将炉温降至720℃，静置保温时间20分钟得到铝液；精炼铝合金：向精炼保温炉中加入炉料总重量25％的精炼剂进行精炼，扒渣后在730℃温度下进行保温静置后，通过喷吹方式将氮气弥散地吹入到精炼保温炉的铝合金熔体中，再将铝合金熔体通过过滤而得到洁净的铝合金熔体；连续浇铸：将上述洁净的铝合金熔体浇铸到模具中，浇铸速度为每小时3000-3200Kg，浇铸温度控制在710±5℃；型腔中的铝合金熔体经冷却结晶而形成连续不断的带状铝合金铸坯，该铝合金铸坯的温度控制在480-490℃；连续热轧：将带状铝合金铸坯连续喂入连轧机轧制成铝合金杆；在连续热轧路径上得到直径为φ9-10mm的圆杆；在线淬火：对铝合金圆杆沿其长度方向进行三段降温淬火，在在第一降温淬火段将铝合金圆杆的温度降至300-320℃，第二降温淬火段温度降至130-150℃，第三降温淬火段温度降至50-70℃，最终使铝合金圆杆温度至室温；对经淬火处理的铝合金圆杆进行表面干燥处理并收线成圈而成为铝合金电缆导体坯杆。

Claims (2)

1.一种高导电率铝合金材料，其特征在于，该铝合金材料包括下列组分：Fe：0.45-0.60wt％；Cu:0.15-0.25wt％；Mg:0.01-0.03wt％；B:0.01-0.02wt％；Si:0.10-0.15wt％；Zr:0.10-0.15wt％；Ni:0.01-0.06wt％；Zn：0.02-0.07wt％；Cr0.002-0.005wt％；Ti0.002-0.004wt％；余量为Al及不可避免的杂质。

2.一种应用权利要求1所述高导电率铝合金材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

(1)熔炼铝液：烘炉后按比例取各组分原料投入熔炼炉进行阶梯式加热升温；首先是预热升温段，将炉温从室温加热至550℃，加热升温时间为1小时，保温30分钟；再进入快速升温段，将炉温从550℃升至800℃，升温时间为45分钟，保温10分钟；最后为熔化段，将炉温降至720℃，静置保温时间20分钟得到铝液；

(2)精炼铝合金：向精炼保温炉中加入炉料总重量25％的精炼剂进行精炼，扒渣后在730℃温度下进行保温静置后，通过喷吹方式将氮气弥散地吹入到精炼保温炉的铝合金熔体中，再将铝合金熔体通过过滤而得到洁净的铝合金熔体；

(3)连续浇铸：将上述洁净的铝合金熔体浇铸到模具中，浇铸速度为每小时3000-3200Kg，浇铸温度控制在710±5℃；型腔中的铝合金熔体经冷却结晶而形成连续不断的带状铝合金铸坯，该铝合金铸坯的温度控制在480-490℃；

(4)连续热轧：将带状铝合金铸坯连续喂入连轧机轧制成铝合金杆；在连续热轧路径上得到直径为φ9-10mm的圆杆；

(5)在线淬火：对铝合金圆杆沿其长度方向进行三段降温淬火，在在第一降温淬火段将铝合金圆杆的温度降至300-320℃，第二降温淬火段温度降至130-150℃，第三降温淬火段温度降至50-70℃，最终使铝合金圆杆温度至室温；

(6)对经淬火处理的铝合金圆杆进行表面干燥处理并收线成圈而成为铝合金电缆导体坯杆。