CN109706348A - 用于电缆桥架的铝合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电缆桥架技术领域,具体涉及一种用于电缆桥架的铝合金及其制备方法;以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.35~0.68%、Mg 0.13~0.45%、Sb 0.03~0.09%、Cu 0.23~0.35%、Zr 0.13~0.19%、Fe 0.54~0.75%、Nb 0.15~0.35%、V 0.22~0.39%、稀土元素0.008~0.015%,其余为Al和不可避免的杂质;本发明提供的用于电缆桥架的铝合金,通过在熔体混合物中掺入发泡剂,从而形成具有微细泡孔的铝合金件,有效的降低了该铝合金加工成型得到的电缆桥架的自身重量,方便了电缆桥架的安装固定;各种金属元素在铝合金中形成的弥散相,并产生协同作用,起到细化铸态晶粒,强化钉扎位错的作用,因此可以达到较好的强度和断裂韧性,确保了该铝合金电缆桥架使用的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电缆桥架技术领域,具体涉及一种用于电缆桥架的铝合金及其制备方法。
背景技术
电缆桥架是一种用于敷设电缆的常用支撑保护装置,对电缆桥架内敷设的电缆起到保护及引导走线的作用。现有技术中,电缆桥架主要包括有钢制桥架,铝合金桥架、不锈钢桥架、玻璃钢桥架等,在市面上的使用都较为广泛,钢制桥架、铝合金桥架和不锈钢桥架都具有很好的机械性能,但是在长期使用中其抗腐蚀和耐火性能较差,并且桥架自身的重量较大,使用不方便,成本也较高,不利于产品的推广;玻璃钢桥架具有自身重量轻,抗腐蚀性能好,以及造价低廉的优势,但是玻璃钢桥架的机械性能差,容易变形损坏,使用寿命难以保证。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种用于电缆桥架的铝合金,该铝合金具有重量轻、造价成本低的优点。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种用于电缆桥架的铝合金,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.35~0.68%、Mg 0.13~0.45%、Sb 0.03~0.09%、Cu 0.23~0.35%、Zr 0.13~0.19%、Fe 0.54~0.75%、Nb 0.15~0.35%、V 0.22~0.39%、稀土元素0.008~0.015%,其余为Al和不可避免的杂质。
本发明人经过深入的研究后发现,现有技术中的铝合金电缆桥架仍具有自身重量较大而使用不方便的缺点,本发明的发明人发现,通过本发明提供的铝合金来加工成型电缆桥架,可以有效的降低电缆桥架的自身重量,方便电缆桥架的安装固定;并且该电缆桥架的机械性能、抗腐蚀性和耐火性均能满足使用要求。
根据本发明,本发明中所述的用于电缆桥架的铝合金中各组分元素的含量可以在较宽的范围内选择,优选条件下,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.41~0.55%、Mg 0.16~0.35%、Sb 0.04~0.05%、Cu0.28~0.32%、Zr 0.15~0.17%、Fe 0.58~0.65%、Nb 0.21~0.32%、V 0.23~0.34%、稀土元素0.009~0.011%,其余为Al和不可避免的杂质。
更为优选的,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.46%、Mg 0.23%、Sb 0.04%、Cu 0.30%、Zr 0.16%、Fe 0.62%、Nb0.28%、V 0.27%、稀土元素0.010%,其余为Al和不可避免的杂质。
本发明中,所述的稀土元素选自钪、钇、铌、镧系元素中的至少一种。
本发明还提供了一种用于电缆桥架的铝合金的制备方法,包括以下步骤:
(1)将纯铝锭加入到中频感应炉中进行熔炼,熔炼温度为700~720℃,熔炼时间为20~30min;然后降温至650~670℃,保温处理2~3h,得到铝溶液;
将铝溶液升温至850~870℃,按比例加入锰锭、镁锭、锑锭,铜锭、锆锭、铁锭、铌锭、钒锭和稀土金属;开启电路振动装置使得合金组分充分混合,然后以5~10℃/min的速度冷却至680~685℃,在溶液中加入除渣剂,调节熔体混合物的成分;
(2)向熔体混合物中加入其重量1.2~1.5%的发泡剂,再将该熔体混合物在真空条件下铸造成型,得到铝合金锭;
将铝合金锭在500~520℃的温度下进行均匀化热处理,保温10~12h,然后空冷至室温,即得所述的铝合金。
步骤(1)中,所述的除渣剂包括以下重量份的物质混合而成:Na3AlF6 15~30份、Na2SiF6 8~20份、Na2CO3 5~18份。
步骤(2)中,所述的发泡剂选自氢化钛、氢化锆中的至少一种。
与现有技术相比,本发明具有以下技术效果:
本发明提供的用于电缆桥架的铝合金,通过在熔体混合物中掺入发泡剂,从而形成具有微细泡孔的铝合金件,有效的降低了该铝合金加工成型得到的电缆桥架的自身重量,方便了电缆桥架的安装固定;
此外,发明人发现,通过本发明提供的铝合金,即便是在发泡处理后也能保证较好的强度和断裂韧性,发明人推测,各种金属元素在铝合金中形成的弥散相,并产生协同作用,起到细化铸态晶粒,强化钉扎位错的作用,因此可以达到较好的强度和断裂韧性,确保了该铝合金电缆桥架使用的可靠性。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐明本发明。
本发明中所有的原料,对其来源没有特别限定,在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明中所有的原料,对其纯度没有特别限定,本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
实施例1
一种铝合金,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.46%、Mg 0.23%、Sb 0.04%、Cu 0.30%、Zr 0.16%、Fe 0.62%、Nb0.28%、V 0.27%、钪0.003%、钇0.007%,其余为Al和不可避免的杂质。
该铝合金的制备方法包括以下步骤:
(1)将纯铝锭加入到中频感应炉中进行熔炼,熔炼温度为715℃,熔炼时间为30min;然后降温至660℃,保温处理3h,得到铝溶液;
将铝溶液升温至860℃,按比例加入锰锭、镁锭、锑锭,铜锭、锆锭、铁锭、铌锭、钒锭和稀土金属;开启电路振动装置使得合金组分充分混合,然后以8℃/min的速度冷却至680℃,在溶液中加入除渣剂,调节熔体混合物的成分;
所述的除渣剂包括以下重量份的物质混合而成:Na3AlF6 20份、Na2SiF6 15份、Na2CO3 12份;
(2)向熔体混合物中加入其重量1.2%的氢化钛,再将该熔体混合物在真空条件下铸造成型,得到铝合金锭;
将铝合金锭在500℃的温度下进行均匀化热处理,保温10h,然后空冷至室温,即得所述的铝合金。
实施例2
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.41%、Mg 0.16%、Sb0.04%、Cu 0.28%、Zr 0.15%、Fe 0.58%、Nb 0.21%、V 0.23%、钪0.003%、钇0.006%,其余为Al和不可避免的杂质;
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
实施例3
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.55%、Mg 0.35%、Sb0.05%、Cu 0.32%、Zr 0.17%、Fe 0.65%、Nb 0.32%、V 0.34%、钪0.004%、钇0.007%,其余为Al和不可避免的杂质;
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
实施例4
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.35%、Mg 0.13%、Sb0.03%、Cu 0.23%、Zr 0.13%、Fe 0.54%、Nb 0.15%、V 0.22%、钪0.003%、钇0.005%,其余为Al和不可避免的杂质;
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
实施例5
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.68%、Mg 0.45%、Sb0.09%、Cu 0.35%、Zr 0.19%、Fe 0.75%、Nb 0.35%、V 0.39%、钪0.005%、钇0.010%,其余为Al和不可避免的杂质;
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
实施例6
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,所述的除渣剂包括以下重量份的物质混合而成:Na3AlF6 15份、Na2SiF6 8份、Na2CO3 5份;
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
实施例7
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,所述的除渣剂包括以下重量份的物质混合而成:Na3AlF6 30份、Na2SiF6 20份、Na2CO3 18份;
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
对比例1
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,在其制备方法中,步骤(2)中,不向熔体混合物中加氢化钛,而是直接将熔体混合物在真空条件下铸造成型,得到铝合金锭;
其余不变,得到所述的铝合金。
对比例2
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.38%、Mg 0.10%、Sb0.05%、Cu 0.38%、Zr 0.11%、Fe 0.48%、Nb 0.25%、V 0.27%、钪0.003%、钇0.005%,其余为Al和不可避免的杂质;
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
对比例3
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.46%、Mg 0.23%、Sb0.04%、Cu 0.30%、Zr 0.16%、Fe 0.62%、V 0.27%、钪0.003%、钇0.007%,其余为Al和不可避免的杂质。
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
对比例4
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.46%、Mg 0.23%、Sb0.04%、Cu 0.30%、Fe 0.62%、Nb 0.28%、V 0.27%、钪0.003%、钇0.007%,其余为Al和不可避免的杂质。
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
对比例5
如实施例1提供的铝合金及其制备方法,不同的是,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.46%、Mg 0.23%、Sb0.04%、Cu 0.30%、Zr 0.16%、Fe 0.62%、Nb 0.28%、钪0.003%、钇0.007%,其余为Al和不可避免的杂质。
其余不变,按照实施1的制备方法制备得到所述的铝合金。
利用实施例1-7、对比例1-5制备得到的铝合金加工成型为电缆桥架,测试强度及密度特征,将其记录到表1中。
表1:
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种用于电缆桥架的铝合金,其特征在于:以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.35~0.68%、Mg0.13~0.45%、Sb0.03~0.09%、Cu 0.23~0.35%、Zr 0.13~0.19%、Fe 0.54~0.75%、Nb 0.15~0.35%、V 0.22~0.39%、稀土元素0.008~0.015%,其余为Al和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的用于电缆桥架的铝合金,其中,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn0.41~0.55%、Mg 0.16~0.35%、Sb 0.04~0.05%、Cu 0.28~0.32%、Zr 0.15~0.17%、Fe 0.58~0.65%、Nb0.21~0.32%、V 0.23~0.34%、稀土元素0.009~0.011%,其余为Al和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的用于电缆桥架的铝合金,其中,以铝合金的总量为基准,按重量百分比计,所述用于电缆桥架的铝合金包含以下元素:Mn 0.46%、Mg 0.23%、Sb0.04%、Cu 0.30%、Zr 0.16%、Fe 0.62%、Nb 0.28%、V 0.27%、稀土元素0.010%,其余为Al和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的用于电缆桥架的铝合金,其中,所述的稀土元素选自钪、钇、铌、镧系元素中的至少一种。
5.一种如权利要求1~4任意一项所述的用于电缆桥架的铝合金的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将纯铝锭加入到中频感应炉中进行熔炼,熔炼温度为700~720℃,熔炼时间为20~30min;然后降温至650~670℃,保温处理2~3h,得到铝溶液;
将铝溶液升温至850~870℃,按比例加入锰锭、镁锭、锑锭,铜锭、锆锭、铁锭、铌锭、钒锭和稀土金属;开启电路振动装置使得合金组分充分混合,然后以5~10℃/min的速度冷却至680~685℃,在溶液中加入除渣剂,调节熔体混合物的成分;
(2)向熔体混合物中加入其重量1.2~1.5%的发泡剂,再将该熔体混合物在真空条件下铸造成型,得到铝合金锭;
将铝合金锭在500~520℃的温度下进行均匀化热处理,保温10~12h,然后空冷至室温,即得所述的铝合金。
6.根据权利要求5所述的用于电缆桥架的铝合金的制备方法,其中,步骤(1)中,所述的除渣剂包括以下重量份的物质混合而成:Na3AlF6 15~30份、Na2SiF6 8~20份、Na2CO3 5~18份。
7.根据权利要求5所述的用于电缆桥架的铝合金的制备方法,其中,步骤(2)中,所述的发泡剂选自氢化钛、氢化锆中的至少一种。
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