CN110218918A - 高导电率、耐热铝合金及其制备方法 - Google Patents

高导电率、耐热铝合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高导电率、耐热铝合金及其制备方法，属于铝基合金技术领域，其由下述质量百分比的成分制成：1.5‑3.2%Mg，0.7‑2.8%Si，0.2‑0.5%Ni，0.06‑0.25%Co，0.1‑0.2%Zr，0.1‑0.4%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。本发明高导电率、耐热铝合金，能够显著提高其导电率和耐热性能，使其更好地满足高压输电的要求。

Description

高导电率、耐热铝合金及其制备方法
技术领域
本发明属于铝基合金技术领域，具体涉及高导电率、耐热铝合金及其制备方法。
背景技术
电工铜和铝是电线电缆的主要导体材料。中国铜资源少，对外依存度高达70%，而中国的铝资源丰富，自给率高。近年来，我国大力提倡“以铝节铜”，相继出台了《GB/T30552-2014电缆导体用铝合金线》、《NB/T42051-2015额定电压0.6/1kV铝合金导体交联聚乙烯绝缘电缆》、《GBT31840-2015额定电压1kV到35kV铝合金芯挤包绝缘电力电缆》等多部铝合金的电缆标准。这些标准所涉及的铝合金导体成分序号（1-6)与美标ASTMB800-5规定的AA8000系列铝合金牌号（8016、8030、8076、8130、8176、8177)成分是相同的。
高压输电是目前主要供电形式，也是保证输电功率及减少输电过程电能损耗的必然选择。在高压输电过程中，高导电率、高强度及耐热性好的导线是必然选择，也是高效节能输电的主要形式。而基于目前情况，输电高导电率、耐热铝合金中常由于温度上升而使得导线各性质发生较大变化，造成输电过程能耗过大而影响输电效率。因此，研究一种更高性能的合金导体势在必行且意义重大，以实现输电效率的提高及保证安全。
公开号为CN105018801A的专利公开了一种高强高导耐热铝合金导线及其制备方法，其中，其组分质量百分比为：镁Mg0.60~0.90%，硅Si0.50~0.80%，硼B0.03~0.09%,混合稀土RE0.10~0.50%，锆Zr0.03~0.09%，钇Y0.03~0.09%，其余为铝。其制备方法是将工业纯铝熔化，向熔体中依次加入其他原料，于720℃保温，进行精炼、静置、扒渣、施加脉冲电流、铸造，得到铸棒；将铸棒挤压成铝合金杆材，固溶处理，拉丝机拉制成铝合金单线，时效处理，最终得到导线成品。本发明所制备出的铝合金导线强度大于275Mpa，导电率大于58%IACS，长期运行温度达到180℃。但是该高导铝合金导线的耐热性能一般，有待进一步提高。
公开号为CN108559884A的专利公开了提供了一种强度高、耐热铸造铝合金材料，由如下质量百分比的组分组成：Si7.2-7.8%，Fe≤0.45%，Cu3.1-3.6%，Mn0.2-0.5%，Mg0.25-0.4%，Zn0.2-0.3%，Cr≤0.04%，Ni0.1-0.25%，Ti0.12-0.2%，Sr0.004-0.01%，Pb≤0.1%，余量为Al和不可避免的杂质。该发明铝合金材料，强度高和耐热性能好，配方科学和经济，具有良好的铸造性能，特别适合用作发动机气缸盖铸造铝合金材料。该发明用作铝合金导线领域，强度和导电性均有待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种铝合金，以提高其导电率和耐热性能，使其更好地满足高压输电的要求。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：1.5-3.2%Mg，0.7-2.8%Si，0.2-0.5%Ni，0.06-0.25%Co，0.1-0.2%Zr，0.1-0.4%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
优选地，所述高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：1.8-2.3%Mg，1.5-2.1%Si，0.32-0.41%Ni，0.12-0.20%Co，0.13-0.18%Zr，0.2-0.3%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
优选地，所述高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.1%Mg，1.8%Si，0.35%Ni，0.16%Co，0.14%Zr，0.23%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
优选地，所述高导电率、耐热铝合金的制备方法，包括如下步骤：
S1：准备铝锭和其它各元素的中间合金，将铝锭熔化成铝熔液，使该铝熔液温度保持在730℃以上，多次通入氮气去杂质，保温10-15分钟，添加各其它元素的中间合金，并将铝合金熔液升温至805-810℃，待全部融化后，精炼处理；
S2：将步骤S1得到的铝合金熔液浇入模具中，凝固后快速冷却；
S3：将步骤S2得到的铝合金依次进行固溶处理、挤压处理和时效处理，得到铝合金成品。
优选地，所述精炼处理是将精炼剂加入铝合金熔液中，所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠20-30%、硝酸钠50-60%、碳酸钠15-20%。
优选地，所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠26%、硝酸钠58%、碳酸钠16%。
优选地，所述固溶处理是将所述铝合金以0.53-0.61℃/min的速度升温至510-515℃，保温2-3小时后，淬火。
优选地，所述挤压处理的温度120-130℃，挤压速度9.2-9.5mm/s。
优选地，所述挤压速度为9.38mm/s。
优选地，所述时效处理的温度205-210℃，时间8-10小时。
自20世纪60年代以来，我国科研工作者一直致力于高导、高强的耐热铝合金导线的研究，何超（何超. 浅谈耐热铝合金导线的应用[J]. 沿海企业与科技, 2009(10):176-178.）基于对我国耐热铝合金导线的应用，指出耐热导线今后的改进方向，通过改进合金配方，在保证耐热性能的同时提高耐热铝合金的强度。但是众多学者在长期的研究及探索中发现要实现这样的预期并不是一件容易的事情，例如，学者在研究中发现，在铝制导体中加入镧、锶等金属，有利于改变铝材中杂质的结晶及结构状态，可促使杂质从铝材内部析出而提高耐热性能及导电能力；不同硅含量的Mg-9%Al-x%Si合金，随Si量的增多，合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率下降，硬度提高；在纯铝加入Fe、Cu、Si等金属等，可使各金属之间配合能够更好得以实现，利于导电金属材料的研制与开发，等等。这些研究表明，不同金属元素和/或非金属元素对纯铝的性能影响是不同的，而且不同元素之间还存在着相互的配合关系，例如形成不同的合金相、晶体结构等，仅根据单一元素的利害，很难权衡各元素之间的关系。
此外，目前应用的Al-Si系合金、Al-Cu-Mg系合金等，尽管在提高强度及耐热性能方面发挥了重要的作用，但也使得部分性能有所降低，如Al-Si系合金虽然提高了导体的耐热性能，但导电性能有所降低（吴明埝,缪姚军.间隙型增容导线在线路改造上的应用[J].电线电缆.2012(01)）。并且，黄崇祺的研究也进一步（黄崇祺. 架空电力线路用导体材料的研究现状和发展方向[J]. 有色金属材料与工程, 2018, 39(3):1-10.）指出，要求铝合金导体材料及其架空线既要有高强度又要有高导电率是矛盾的，最多能做到两者适当的平衡。也就是说，合金最终体现的性能与预期之间是存在一定差距的，这种差距的存在客观上印证了合金中各元素之间的复杂关系，其根本上阻碍了最优性能合金的获得，但同时也是本领域学者不断探索的动力之所在。
基于目前情况，输电铝合金导线中常由于温度上升而使得导线各性质发生较大变化，造成输电过程能耗过大而影响输电效率。因此，研究一种更高性能的合金导体势在必行且意义重大，以实现输电效率的提高及保证安全。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明从铝合金组成及其制作工艺两方面进行改进，从而开发出高导电率、耐热铝合金，本发明铝合金的导电率为60.5-61.7%IACS，抗拉强度为356-372MPa，耐热性能良好，在200℃长期（400h）耐热性能以及250℃短期（1h）耐热性能均大于90%。
首先，在铝合金组成方面：Mg和Si是Al-Mg-Si系合金的主要元素，Mg元素和Si元素可以形成Mg2Si强化相和Mg5Si6强化相，从而提高合金的抗拉强度和导电性能。铝合金中添加适量的Ni元素，能够增加抗拉强度以及耐热性，但是有导电率的影响，因此必须严格控制其添加量，本发明铝合金中Ni 元素含量为0.32-0.41%。Co元素的加入能够强化本发明铝合金的耐热性能，但是加入量超限则对抗拉强度的提高没有益处，且对长期耐热性能提高有限。Zr元素能够细化晶粒，提高铝合金的综合性能，并能在一定程度上降低杂质Fe对铝合金的危害，而且现有研究表明在铝合金中添加Zr元素，会产生高熔点Al3Zr相，导致铝合金的耐热性能增加，但是Zr元素的添加会使得制作难度增加，且增加导体的高温电阻，这对获得高导耐热铝合金而言是不利的，这也对铝合金的组成及其工艺提出了更为严格的要求，既需使Zr元素发挥其增加铝合金耐热性的特点，同时还要弥补其所引起的铝合金高温电阻增加以及制作工艺严苛的缺陷，本发明在多年探索和研究下，较好地解决了上述问题，获得了Zr元素含量合适，而且导电性以及耐热性能良好的铝合金，且制作工艺条件温和，易于实施。同时，在铝合金中添加Y元素，能细化晶粒，提高合金强度，并能抑制再结晶、细化再结晶晶粒。由于铝的性质比较活泼，易氧化后在铝基体中形成氧杂质，通过添加Y元素后，能使合金中形成具有吸附氧杂质作用的化合物，并能使合金的非晶形成能力大大提高。
其次，对于铝合金制备工艺：①熔炼步骤分两阶段，第一阶段是将铝锭熔化成铝熔液，熔炼温度保持在730℃以上，保温10-15分钟，第二阶段是添加各其它元素的中间合金，熔炼温度为805-810℃，通过合理控制熔炼温度，并进行相应的去杂和精炼处理，大幅减少了合金的夹杂和气孔缺陷等，对提高铝合金的耐热及导电性能具有显著的作用。②本发明固溶处理温度控制在510-515℃，升温速度为0.53-0.61℃/min，温度太高或升温太快易使铝合金晶粒粗大，还可能发生过烧，温度过低或升温太慢又不能达到良好的固溶效果。③本发明对固溶处理后的铝合金进行了挤压处理，挤压温度120-130℃，挤压速度9.2-9.5mm/s，在该处理过程中，晶粒受到挤压变形时，晶粒破碎成许多细小的亚晶，亚晶的晶界上由多个滑移面同时作用，晶界对滑移面造成了很大的阻力，位错滑移面很难到另一个亚晶中去，停留在晶界附近，使强度提高。④时效过程的强化效果受时效温度、时效时间以及固溶效果等因素的影响。因此本发明控制时效强化的过程参数为：时效温度205-210℃，时间8-10小时。通过上述工艺及其步骤的优化及改进，使得制备工艺易于实施，操控简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。
本发明提供了高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：1.5-3.2%Mg，0.7-2.8%Si，0.2-0.5%Ni，0.06-0.25%Co，0.1-0.2%Zr，0.1-0.4%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
其中，不可避免的杂质包括Fe、Cu、V、Mn、Ti等，单种杂质的成分含量小于0.01%。
作为本发明的一种优选实施方式，所述高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：1.8-2.3%Mg，1.5-2.1%Si，0.32-0.41%Ni，0.12-0.20%Co，0.13-0.18%Zr，0.2-0.3%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
作为本发明的一种优选实施方式，所述高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.1%Mg，1.8%Si，0.35%Ni，0.16%Co，0.14%Zr，0.23%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
本发明还提供了一种上述高导电率、耐热铝合金的制备方法，包括如下步骤：
S1：准备铝锭和其它各元素的中间合金，将铝锭熔化成铝熔液，使该铝熔液温度保持在730℃以上，多次通入氮气去杂质，保温10-15分钟，添加各其它元素的中间合金，并将铝合金熔液升温至805-810℃，待全部融化后，精炼处理；
S2：将步骤S1得到的铝合金熔液浇入模具中，凝固后快速冷却；
S3：将步骤S2得到的铝合金依次进行固溶处理、挤压处理和时效处理，得到铝合金成品。
本发明中，中间合金包括Al-Mg合金，Al-Si中间合金，Al-Ni中间合金，Al-Co中间合金，Al-Zr中间合金，Al-Y中间合金。
步骤S1中，所述温度保持在730℃以上，即温度≥730℃，作为优选，该温度为730-750℃。所述多次通入氮气优选为2-3次通入氮气。现有研究表明，熔炼温度的正确选择对材料性能影响非常大。熔炼过程中温度的控制保证了铝合金中各元素充分溶解。温度过低时，熔化速度慢，加重了气体在合金液中的溶解，且此温度下合金液黏度高，不利于夹渣的下沉、上浮和气体的上浮，导致了材料中存在夹杂和气孔，降低了材料性能，尤其是断裂延伸率和导电率；温度过离时，合金液容易过热，铝液空气、炉气等相互作用，虽然加快了反应速度，但也加重了合金液中气体的溶解，使材料产生气孔和夹渣，降低铝合金的性能，因此必须选择合适的熔炼温度。本发明通过合理控制熔炼温度，并进行相应的去杂和精炼处理，大幅减少了合金的夹杂和气孔缺陷等，对提高铝合金的耐热及导电性能具有显著的作用。
所述精炼处理是将精炼剂加入铝合金熔液中，所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠20-30%、硝酸钠50-60%、碳酸钠15-20%。本发明精炼剂成分在高温条件下易与氢反应，且与夹渣吸附力强，起到净化、去杂的效果。作为精炼剂的优选方案，所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠26%、硝酸钠58%、碳酸钠16%。
所述固溶处理是将所述铝合金以0.53-0.61℃/min的速度升温至510-515℃，保温2-3小时后，淬火。固溶处理是使溶质原子均匀地溶入铝基体中，以获得过饱和的固溶体，为后续的时效做准备。
所述挤压处理的温度120-130℃，挤压速度9.2-9.5mm/s；作为优选，所述挤压速度为9.38mm/s。
所述时效处理的温度205-210℃，时间8-10小时。现有研究表明，时效过程的强化效果受时效温度、时效时间以及固溶效果等因素的影响。因此在实际研究过程中，合理控制上述参数，并且充分考虑前续步骤的处理结果对时效处理的影响，都是非常关键的。
将实施例1-8及对比例1-8所得铝合金拉成直径为3.0mm的单丝，并进行如下性能测试，每组测试做三个平行样，取均值：①在DNS200型电子拉伸机上进行室温拉伸，拉伸速度是2mm/min，检测室温抗拉强度。②在QJ44型直流双臂电桥上测定导电率。③将铝合金在200℃持续加热400小时，然后冷却至室温，在DNS200型电子拉伸机上进行室温拉伸，拉伸速度是2mm/min，检测铝合金的抗拉强度，用该抗拉强度值与初始值进行比较，检测铝合金的强度保持率。④将铝合金在250℃持续加热1小时，然后冷却至室温，在DNS200型电子拉伸机上进行室温拉伸，拉伸速度是2mm/min，检测铝合金的抗拉强度，用该抗拉强度值与初始值进行比较，检测铝合金的强度保持率。
实施例1
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.1%Mg，1.8%Si，0.35%Ni，0.16%Co，0.14%Zr，0.23%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
上述高导电率、耐热铝合金的制备方法，包括如下步骤：
S1：准备铝锭和其它各元素的中间合金，将铝锭熔化成铝熔液，使该铝熔液温度保持在730℃，2次通入氮气去杂质，保温10分钟，添加各其它元素的中间合金，并将铝合金熔液升温至805℃，待全部融化后，精炼处理；
S2：将步骤S1得到的铝合金熔液浇入模具中，凝固后快速冷却；
S3：将步骤S2得到的铝合金依次进行固溶处理、挤压处理和时效处理，得到铝合金成品。
其中，所述精炼处理是将精炼剂加入铝合金熔液中，所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠26%、硝酸钠58%、碳酸钠16%。
所述固溶处理是将所述铝合金以0.53℃/min的速度升温至510℃，保温2小时后，淬火。
所述挤压处理的温度120℃，挤压速度9.2mm/s。
所述时效处理的温度205℃，时间10小时。
实施例1铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
实施例2
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：1.8%Mg，1.5%Si，0.32%Ni，0.12%Co，0.13%Zr，0.2%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
上述高导电率、耐热铝合金的制备方法，包括如下步骤：
S1：准备铝锭和其它各元素的中间合金，将铝锭熔化成铝熔液，使该铝熔液温度保持在735℃，2次通入氮气去杂质，保温12分钟，添加各其它元素的中间合金，并将铝合金熔液升温至808℃，待全部融化后，精炼处理；
S2：将步骤S1得到的铝合金熔液浇入模具中，凝固后快速冷却；
S3：将步骤S2得到的铝合金依次进行固溶处理、挤压处理和时效处理，得到铝合金成品。
其中，所述精炼处理是将精炼剂加入铝合金熔液中，所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠20%、硝酸钠60%、碳酸钠20%。
所述固溶处理是将所述铝合金以0.55℃/min的速度升温至512℃，保温2.5小时后，淬火。
所述挤压处理的温度125℃，挤压速度9.38mm/s。
所述时效处理的温度208℃，时间9小时。
实施例2铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
实施例3
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.3%Mg，2.1%Si，0.41%Ni，0.20%Co，0.18%Zr，0.3%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
上述高导电率、耐热铝合金的制备方法，包括如下步骤：
S1：准备铝锭和其它各元素的中间合金，将铝锭熔化成铝熔液，使该铝熔液温度保持在740℃，3次通入氮气去杂质，保温15分钟，添加各其它元素的中间合金，并将铝合金熔液升温至810℃，待全部融化后，精炼处理；
S2：将步骤S1得到的铝合金熔液浇入模具中，凝固后快速冷却；
S3：将步骤S2得到的铝合金依次进行固溶处理、挤压处理和时效处理，得到铝合金成品。
其中，所述精炼处理是将精炼剂加入铝合金熔液中，所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠30%、硝酸钠55%、碳酸钠15%。
所述固溶处理是将所述铝合金以0.61℃/min的速度升温至515℃，保温3小时后，淬火。
所述挤压处理的温度130℃，挤压速度9.5mm/s。
所述时效处理的温度210℃，时间8小时。
实施例3铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
实施例4
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.0%Mg，1.64%Si，0.38%Ni，0.14%Co，0.15%Zr，0.27%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
该实施例高导电率、耐热铝合金的制备方法，与实施例1不同的是：
所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠30%、硝酸钠50%、碳酸钠20%。
所述挤压处理的温度123℃，挤压速度9.27mm/s。
实施例4铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
实施例5
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：1.5%Mg，0.7%Si，0.2%Ni，0.06%Co，0.1%Zr，0.1%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
实施例5铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
实施例6
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：3.2%Mg，2.8%Si，0.5%Ni，0.25%Co，0.2%Zr，0.4%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
实施例6铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
实施例7
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.5%Mg，1.2%Si，0.24%Ni，0.08%Co，0.12%Zr，0.15%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
实施例7铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
实施例8
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.9%Mg，2.5%Si，0.45%Ni，0.23%Co，0.19%Zr，0.34%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
实施例8铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
对比例1
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.1%Mg，1.8%Si，0.35%Ni，0.16%Co，0.14%Zr，0.23%Y，0.05%Mn，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
该对比例高导电率、耐热铝合金的制备方法，参阅实施例1，不再赘述。其中，步骤S1中的中间合金还包括Al-Mn中间合金。
对比例1铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
该对比例与实施例1相比，限定Mn含量为0.05%，所得铝合金的抗拉强度降低，而且250℃短期（1h）耐热性能低于90%，显示出本发明铝合金Mn含量的增加不利于提高抗拉强度和耐热性能，因此应严格控制Mn含量。
对比例2
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.1%Mg，1.8%Si，0.35%Ni，0.16%Co，0.14%Zr，0.23%Y，0.05%Cu，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
该对比例高导电率、耐热铝合金的制备方法，参阅实施例1，不再赘述。其中，步骤S1中的中间合金还包括Al-Cu中间合金。
对比例2铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
该对比例与实施例1相比，限定Cu含量为0.05%，所得铝合金的抗拉强度下降显著，而且200℃长期（400h）耐热性能和250℃短期（1h）耐热性能均低于90%，显示出本发明铝合金Cu含量的增加不利于提高抗拉强度和耐热性能，因此应严格控制铝合金中的Cu含量。
对比例3
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：1.4%Mg，0.7%Si，0.2%Ni，0.06%Co，0.1%Zr，0.1%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
对比例3铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
该对比例中Mg含量低于本发明铝合金中的下限值，其余元素及其含量不变，所得铝合金的抗拉强度和耐热性能具有显著的下降，导电率也有所下降，显示本发明镁的合理添加对铝合金的综合性能具有显著影响，添加量少则会导致铝合金综合性能下降。
对比例4
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：3.2%Mg，2.8%Si，0.5%Ni，0.25%Co，0.21%Zr，0.4%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
该对比例上述高导电率、耐热铝合金的制备方法，参阅实施例1，不再赘述。
对比例4铝合金测得的综合性能如下表所示：
。
该对比例中Zr含量高于本发明铝合金中的下限值，其余元素及其含量不变，所得铝合金的导电率降至56.1%IACS，250℃短期（1h）耐热性能低于90%，即显示对本发明铝合金而言，Zr含量的继续增加并不能提高铝合金的抗拉强度以及耐热性能，反而会导致其性能降低，因此，本发明铝合金中的Zr含量应进行合理控制，不能超过上限。
对比例5
高导电率、耐热铝合金，由下述质量百分比的成分制成：2.1%Mg，1.8%Si，0.35%Ni，0.16%Co，0.14%Zr，0.23%Y，0.09%B，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
该对比例高导电率、耐热铝合金的制备方法，参阅实施例1，不再赘述。其中，步骤S1中的中间合金还包括Al-B中间合金。
对比例5合金测得的综合性能如下表所示：
。
该对比例与实施例1相比，限定B含量为0.09%，所得铝合金的抗拉强度降低，而且耐热性能显著下降，显示出本发明在铝合金成分种增加B元素对于抗拉强度、导电率及耐热性没有改善和提高作用。
对比例6
该对比例将实施例1高导电率、耐热铝合金的制备方法中的步骤S1改变为：
S1’：准备铝锭和其它各元素的中间合金，置于熔炼炉中，向熔炼炉内通入氮气排空空气，对熔炼炉加热，使温度升至790℃，得到铝合金熔液，并对所得铝合金熔液进行精炼处理。
对比例6合金测得的综合性能如下表所示：
。
该对比例主要改变了熔炼的具体步骤，将铝锭和其它各元素一起熔炼，熔炼温度为790℃，并进行了精炼处理，结果所得铝合金的抗拉强度、导电率以及200℃长期（400h）耐热性能均下降，因此合理的熔炼步骤及其参数有助于显著提升铝合金的综合性能。
对比例7
该对比例将实施例1高导电率、耐热铝合金的制备方法中的步骤S3改变为：
S3’：将步骤S2得到的铝合金依次进行固溶处理和时效处理，得到铝合金成品。
对比例7合金测得的综合性能如下表所示：
。
该对比例省略了挤压处理步骤，即将固溶处理后的铝合金直接进行时效处理，结果显示，铝合金的抗拉强度显著下降，说明本发明挤压处理步骤能够明显地提升铝合金的抗拉强度。
对比例8
该对比例将实施例1高导电率、耐热铝合金的制备方法中的步骤S2-S3改变为：
S3’’：将步骤S2得到的铝合金依次进行固溶处理、挤压处理和时效处理，得到铝合金成品，其中：
所述固溶处理是将所述铝合金以0.65℃/min的速度升温至520℃，保温2小时后，淬火。
所述时效处理的温度220℃，时间12小时。
对比例8合金测得的综合性能如下表所示：
。
该对比例较之本发明实施例1，改变了固溶处理和时效处理的工艺参数，将固溶处理过程中的升温速率提至0.65℃/min，温度改变为520℃，时效处理过程中的温度改变为220℃，所得铝合金的抗拉强度显著下降，250℃短期（1h）耐热性能低于90%。
对比例1-8的导电率较之本发明具有不同程度的降低，尽管降低幅度都在10%IACS以内，但是由此导致的电阻损耗以及带来的能损费用却不容忽视。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.高导电率、耐热铝合金，其特征在于：由下述质量百分比的成分制成：1.5-3.2%Mg，0.7-2.8%Si，0.2-0.5%Ni，0.06-0.25%Co，0.1-0.2%Zr，0.1-0.4%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高导电率、耐热铝合金，其特征在于：1.8-2.3%Mg，1.5-2.1%Si，0.32-0.41%Ni，0.12-0.20%Co，0.13-0.18%Zr，0.2-0.3%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的高导电率、耐热铝合金，其特征在于：2.1%Mg，1.8%Si，0.35%Ni，0.16%Co，0.14%Zr，0.23%Y，余量为Al及总含量≤0.03%的不可避免的杂质。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高导电率、耐热铝合金制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：准备铝锭和其它各元素的中间合金，将铝锭熔化成铝熔液，使该铝熔液温度保持在730℃以上，多次通入氮气去杂质，保温10-15分钟，添加各其它元素的中间合金，并将铝合金熔液升温至805-810℃，待全部融化后，精炼处理；
S2：将步骤S1得到的铝合金熔液浇入模具中，凝固后快速冷却；
S3：将步骤S2得到的铝合金依次进行固溶处理、挤压处理和时效处理，得到铝合金成品。
5.根据权利要求4所述的高导电率、耐热铝合金制备方法，其特征在于：所述精炼处理是将精炼剂加入铝合金熔液中，所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠20-30%、硝酸钠50-60%、碳酸钠15-20%。
6.根据权利要求5所述的高导电率、耐热铝合金制备方法，其特征在于：所述精炼剂的重量百分比组成为：氟硅酸钠26%、硝酸钠58%、碳酸钠16%。
7.根据权利要求6所述的高导电率、耐热铝合金制备方法，其特征在于：所述固溶处理是将所述铝合金以0.53-0.61℃/min的速度升温至510-515℃，保温2-3小时后，淬火。
8.根据权利要求7所述的高导电率、耐热铝合金制备方法，其特征在于：所述挤压处理的温度120-130℃，挤压速度9.2-9.5mm/s。
9.根据权利要求8所述的高导电率、耐热铝合金制备方法，其特征在于：所述挤压速度为9.38mm/s。
10.根据权利要求9所述的高导电率、耐热铝合金制备方法，其特征在于：所述时效处理的温度205-210℃，时间8-10小时。
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