CN106702219A - 一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体及其制备方法 - Google Patents

一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体及其制备方法，涉及有色金属材料领域，按质量百分比包括下述组分：Fe：0.4‑0.8%；Cu：0.10‑0.35%；Mg：0.01‑0.20%；Si：≤0.15%；B：≤0.05%；Al：余量；所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体的制备方法，使用连铸连轧法、模铸法、半连续铸造后挤压法、半连续铸造后轧制法、挤压铸造法、压铸法中的任一种方法制备；本发明的铝合金导体不需要添加稀土、锆、锰、锌等元素，很大程度地降低了制造成本，且机械性能和导电性能优异，尤其是抗蠕变性能优异。

Description

一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体及其制备方法
技术领域
本发明涉及有色金属材料领域，尤其是涉及一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体及其制备方法。
背景技术
公知的，铜是电力行业如电线电缆中最为重要的原料，而我国铜资源贫乏，铜价过高以及铜缆安装成本高从而限制了电线电缆的发展，另外，我国的铝资源储量丰富，而电线电缆中“以铝代铜”在欧美等发达地区已被成功应用了40多年，以铝代替铜用作电线电缆用导体已经成为一种趋势；最初的电线电缆产品中采用的是纯铝导体，纯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，更因纯铝导体的抗蠕变性能差，导致铝导体电力电缆在工程应用上频繁出现故障；后来逐渐发展成的铝合金导体，在电性能、耐腐蚀性能和机械性能方面较为优异，但是在抗疲劳和高温蠕变性能方面还是比较差，从而容易出现质量问题，影响了铝合金材料的使用寿命或带来安全隐患。
此外，国内铝合金电缆行业发展还要认真解决在应用中遇到的瓶颈，即连接技术问题：(1)、连接端子与铝合金电缆性能不一致，通常涉及制造的铜铝过渡端子主要由铜鼻子和普通铝连接管组成，其鼻子多采用电工铜、连接管多采用1350牌号的普通铝材；(2)、1350牌号普铝长期在温度不断变化的作用下易发生蠕变，不但使其结构尺寸产生不可逆变化，而且引发了因蠕变引起的松弛问题；可见，导电性能、力学性能、尤其是抗蠕变性能是电线电缆中“以铝代铜”中的重要因素，因此提供一种导电性能强、力学性能优异的抗蠕变铝合金导体，成为本领域技术人员的基本诉求。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体及其制备方法，实现了机械性能和导电性能优异，尤其是抗蠕变性能优异，且不需要添加稀土、锆、锰、锌等元素，很大程度地降低了制造成本的目的。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体，按质量百分比包括下述组分：
Fe：0.4-0.8％；
Cu：0.10-0.35％；
Mg：0.01-0.20％；
Si：≤0.15％；
B：≤0.05％；
Al：余量。
所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体，其化学组分质量百分比优选为：Fe0.4-0.8％，Cu0.15-0.30％，Mg0.03-0.15％，Si≤0.15％，B≤0.05％，Al为余量。
一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体的制备方法，使用连铸连轧法、模铸法、半连续铸造后挤压法、半连续铸造后轧制法、挤压铸造法、压铸法中的任一种方法制备。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体，机械性能优良，退火态抗拉强度(Mpa)：60-115；半退火或不退火态抗拉强度(Mpa)：80-150；延伸率≥10％；导电性能优良，20℃导电率：59-61％IACS；蠕变性能优异：90℃、76Mpa蠕变50小时后，蠕变变形量<0.3％；且本发明的铝合金导体不需要添加稀土、锆、锰、锌等元素，很大程度地降低了制造成本。
附图说明
图1是电工纯铝8030合金的抗压蠕变曲线图；
图2是本发明1#(Al-Fe-Cu-Mg)合金的抗压蠕变曲线图；
图3是本发明2#(Al-Fe-Cu-Mg)合金的抗压蠕变曲线图；
图4是本发明3#(Al-Fe-Cu-Mg)合金的抗压蠕变曲线图；
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
本发明所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体，按质量百分比包括下述组分：
Fe：0.4-0.8％；
Cu：0.10-0.35％；
Mg：0.01-0.20％；
Si：≤0.15％；
B：≤0.05；
Al：余量。
所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体，其化学组分质量百分比优选为：Fe0.4-0.8％，Cu0.15-0.30％，Mg0.03-0.15％，Si≤0.15％，B≤0.05％，Al为余量。
一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体的制备方法，使用连铸连轧法、模铸法、半连续铸造后挤压法、半连续铸造后轧制法、挤压铸造法、压铸法中的任一种方法制备。
实施例1：
本发明所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体：
1#合金，其化学组分质量百分比如表1所述为：Fe0.5-0.7％，Cu0.1-0.2％，Mg0.09-0.11％，Si≤0.15％，B≤0.05％，Al余量。
1#合金的机械性能如表2所示：
退火态抗拉强度：90-100Mpa；
半退火或不退火态抗拉强度：100-110Mpa；
延伸率≥10％；
1#合金的导电性能如表2所示：
20℃导电率：59-60％IACS。
1#合金的蠕变性能如图2所示：
90℃、76Mpa蠕变50小时后蠕变变形量：0.14％。
同样蠕变条件下，图1中电工纯铝、8030合金的蠕变变形量分别是5.3％和3.4％，可见，1#合金的蠕变变形量低于电工纯铝、8030合金。
本实施例所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体的制备方法：采用连铸连轧法、模铸法、半连续铸造后挤压法、半连续铸造后轧制法、挤压铸造法、压铸法中中的任一种方法制备。
实施例2
2#合金，其化学组分质量百分比如表1所述为：Fe0.5-0.7％，Cu0.1-0.2％，Mg0.05-0.07％，Si≤0.15％，B≤0.05％，Al余量。
2#合金的机械性能如表2所示：
退火态抗拉强度：90-100Mpa；
半退火或不退火态抗拉强度：120-150Mpa
延伸率≥10％；
2#合金的导电性能如表2所示：
20℃导电率：59.5-60.5％IACS；
2#合金的蠕变性能如图3所示：
90℃、76Mpa蠕变50小时后蠕变变形量：0.13％；
同样蠕变条件下，图1中电工纯铝、8030合金的蠕变变形量分别是5.3％和3.4％，可见，2#合金的蠕变变形量均于电工纯铝、8030合金；
本实施例所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体的制备方法：采用连铸连轧法、模铸法、半连续铸造后挤压法、半连续铸造后轧制法、挤压铸造法、压铸法中的任一种方法制备。
实施例3
3#合金，其化学组分质量百分比如表1所述为：Fe0.5-0.7％，Cu0.1-0.2％，Mg0.02-0.04％，Si≤0.15％，B≤0.05％，Al余量。
3#合金的机械性能如表2所示：
退火态抗拉强度：90-100Mpa；
半退火或不退火态抗拉强度：110-130Mpa；
延伸率≥10％；
3#合金的导电性能如表2所示：
20℃导电率：59.5-60.5％IACS；
3#合金的蠕变性能如图4所示：
90℃、76Mpa蠕变50小时后蠕变变形量：0.23％；
同样蠕变条件下，图1中电工纯铝、8030合金的蠕变变形量分别是5.3％和3.4％，可见，3#合金的蠕变变形量低于电工纯铝、8030合金；
本实施例所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体的制备方法：采用连铸连轧法、模铸法、半连续铸造后挤压法、半连续铸造后轧制法、挤压铸造法、压铸法中的任一种方法制备。
表1抗蠕变Al-Fe-Cu-Mg铝合金化学成分(质量分数，％)
合金 Fe Cu Mg Si B Al
1# 0.5-0.7 0.1-0.2 0.09-0.11 0.04 0.02 Bal.
2# 0.5-0.7 0.1-0.2 0.05-0.07 0.06 0.02 Bal.
3# 0.5-0.7 0.1-0.2 0.02-0.04 0.06 0.02 Bal.
8030 0.3-0.8 0.15-0.3 0.005 0.06 0.02 Bal.
电工纯铝 ≤0.4 ≤0.05 / ≤0.1 ≤0.05 Bal.
表2抗蠕变Al-Fe-Cu-Mg铝合金力学性能及20℃导电率
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (3)

1.一种电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体，其特征是：按质量百分比包括下述组分：
Fe：0.4-0.8%；
Cu：0.10-0.35%；
Mg：0.01-0.20%；
Si：≤0.15%；
B：≤0.05%；
Al：余量。
2.根据权利要求1所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体，其特征是：其化学组分质量百分比优选为：Fe0.4-0.8%，Cu0.15-0.30%，Mg0.03-0.15%，Si≤0.15%，B≤0.05%，Al为余量。
3.根据权利要求1所述的电缆或电缆连接件用抗蠕变铝合金导体的制备方法，其特征是：使用连铸连轧法、模铸法、半连续铸造后挤压法、半连续铸造后轧制法、挤压铸造法、压铸法中的任一种方法制备。
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