CN110373575A - 一种电缆用铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆用铝合金及其制备方法。钙电缆用铝合金包括如下按重量百分比计的组分：铁1～2％、锰1～2％、钒0.1～1％、硅0.01～0.1％、锆0.01～0.1％、锗0.01～0.1％、铋0.001～0.1％、镱0.01～0.1％、钇0.01～0.3％、锶0.001～0.1％、镧0.001～0.1％、钆0.001～0.1％，其余为铝。本发明通过优化各组分的配比，并通过熔炼、铸造、固溶和时效处理等工艺后得到铝合金，该铝合金不仅具有良好的导电性能，还具有优异的拉伸性能、抗蠕变性能、抗疲劳性能和抗弯曲性能。

Description

一种电缆用铝合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域，特别涉及一种电缆用铝合金及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，电力系统的大发展、大规模的基础建设，我国对电线电缆的需求量快速增长。目前我国电线电缆的导体材料大部分采用铜导体，但是由于我国铜资源紧张，铜价居高不下，铜导体材料占据铜电线电缆成本的70％以上，导致制造铜电线电缆的成本太大；若使用纯铝导体材料，经过我国长时间的使用发现纯铝导体材料长期运行或电流过载后会发生较大的蠕变，导致接触电阻增大，易引起事故，且弯曲性能不好，易开裂或折断，同样易引起事故。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。目前，在电线电缆领域，而铝合金电缆自从问世以来就以有成本低、重量轻、抗腐蚀性强、安全性能高等优点，已逐步呈现出以铝代铜的趋势。虽然新开发的铝合金能够保证在长时间过载和过热时保持连续性能稳定，但是其导电率和耐高温的性能仍然需要进一步提高。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种电缆用铝合金及其制备方法，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种电缆用铝合金，按重量百分比计，包括：铁1～2％、锰1～2％、钒0.1～1％、硅0.01～0.1％、锆0.01～0.1％、锗0.01～0.1％、铋0.001～0.1％、镱0.01～0.1％、钇0.01～0.3％、锶0.001～0.1％、镧0.001～0.1％、钆0.001～0.1％，其余为铝。
优选的，所述电缆用铝合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铁、锰、钒、硅、锆、锗、铋、镱、钇、锶、镧、钆、铝加入熔炼炉中，升温至700～750℃并保温熔炼1～3h，再升温至900～950℃保温熔炼30～50min，浇铸得到铸锭；
(2)将步骤(1)所得的铸锭在50～80℃的冷却水中快速淬灭，然后热轧，再冷却后获得热轧铝合金杆；
(3)将步骤(2)所得的热轧铝合金杆进行固溶处理，再冷却至室温得到固溶铝合金杆；
(4)将步骤(3)所得的固溶铝合金杆进行时效处理得电缆用铝合金。
进一步优选的，所述步骤(2)中，所述热轧的步骤具体包括：将铸锭在620～650℃下进行第一次热轧，在在550～570℃下进行第二次热轧。
进一步优选的，所述步骤(3)中固溶处理的步骤具体包括：加热至400～410℃，保温15～30min，再升温至440～450℃，保温30～60min，再升温至470～480℃，保温60～90min，升温至485～490℃，保温150～180min。
进一步优选的，所述步骤(4)中，所述时效处理的步骤具体包括：在150～160℃人工时效处理5～8h。
优选的，所述电缆用铝合金，按重量百分比计，包括：铁1.2～1.5％、锰1.1～1.4％、钒0.3～0.7％、硅0.03～0.05％、锆0.04～0.07％、锗0.02～0.05％、铋0.02～0.05％、镱0.03～0.08％、钇0.2～0.3％、锶0.03～0.08％、镧0.02～0.05％、钆0.05～0.1％，其余为铝。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明以铝为基底，混合了铁、锰、钒、硅、锆、锗等多种金属，特别添加了镱、钇、锶、镧、钆等稀土组分改性合金，通过优化各组分的配比，并通过熔炼、铸造、固溶和时效处理等工艺后得到铝合金，该铝合金不仅具有良好的导电性能，还具有优异的拉伸性能、抗蠕变性能、抗疲劳性能和抗弯曲性能。另外，经试验证明，在铝合金的稀土组分中，组分钇的重量占比最好不小于50％，最佳取值区间在57.1～60％。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.4％、锰1.2％、钒0.5％、硅0.04％、锆0.06％、锗0.03％、铋0.03％、镱0.05％、钇0.25％、锶0.05％、镧0.03％、钆0.07％，其余为铝。
将铁、锰、钒、硅、锆、锗、铋、镱、钇、锶、镧、钆、铝加入熔炼炉中，升温至740℃并保温熔炼2.5h，再升温至935℃保温熔炼40min，浇铸得到铸锭；将所得的铸锭在60℃的冷却水中快速淬灭，然后热轧，再冷却后获得热轧铝合金杆；将所得的热轧铝合金杆加热至405℃，保温20min，再升温至445℃，保温40min，再升温至475℃，保温75min，升温至485℃，保温160min，再冷却至室温得到固溶铝合金杆；将所得的固溶铝合金杆在155℃人工时效处理6h，得电缆用铝合金。
实施例2
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.4％、锰1.2％、钒0.5％、硅0.04％、锆0.06％、锗0.03％、铋0.03％、镱0.03％、钇0.3％、锶0.03％、镧0.02％、钆0.07％，其余为铝；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
实施例3
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.4％、锰1.2％、钒0.5％、硅0.04％、锆0.06％、锗0.03％、铋0.03％、镱0.05％、钇0.2％、锶0.03％、镧0.02％、钆0.05％，其余为铝；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
实施例4
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.4％、锰1.2％、钒0.5％、硅0.04％、锆0.06％、锗0.03％、铋0.03％、镱0.04％、钇0.27％、锶0.06％、镧0.03％、钆0.1％，其余为铝；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
实施例5
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.4％、锰1.2％、钒0.5％、硅0.04％、锆0.06％、锗0.03％、铋0.03％、镱0.08％、钇0.28％、锶0.03％、镧0.02％、钆0.05％，其余为铝；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
为了进一步说明本发明的有益效果，本发明对上述实施例所得的铝合金产品的拉伸性能、抗蠕变性能、抗疲劳性能和抗弯曲性能等进行了测试，测试结果如下表1所示。
表1 性能测试结果
由表1中实施例1～5的性能检测数据可知，实施例4所得的铝合金的拉伸性能、抗蠕变性能、抗疲劳和弯曲性能均比其它实施例差，而实施例3和5所得的铝合金的综合性能明显由于其它实施例所得的铝合金的综合性能；这说明：在稀土组分中，组分钇的重量占比最好不小于50％，最佳取值区间在57.1～60％。
实施例6
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.2％、锰1.1％、钒0.3％、硅0.03％、锆0.04％、锗0.02％、铋0.02％、镱0.05％、钇0.2％、锶0.03％、镧0.02％、钆0.05％，其余为铝；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
经测试，本实施例制得的电缆用铝合金的性能测试参数如下：电阻率为0.028022Ω·mm2/m，导电率为63.1％IACS，断裂伸长率为15.5％，在120℃、120MPa的条件下，1～100h的平均蠕变速度为0.93×10-2％/h，90°疲劳弯折次数达到36次。
实施例7
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.5％、锰1.4％、钒0.6％、硅0.05％、锆0.05％、锗0.04％、铋0.03％、钇0.2％、锶0.03％、镧0.02％、钆0.05％，其余为铝；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
经测试，本实施例制得的电缆用铝合金的性能测试参数如下：电阻率为0.027982Ω·mm2/m，导电率为62.9％IACS，断裂伸长率为15.1％，在120℃、120MPa的条件下，1～100h的平均蠕变速度为0.93×10-2％/h，90°疲劳弯折次数达到37次。
实施例8
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.3％、锰1.3％、钒0.7％、硅0.04％、锆0.07％、锗0.05％、铋0.05％、镱0.05％、钇0.2％、锶0.03％、镧0.02％、钆0.05％，其余为铝；；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
经测试，本实施例制得的电缆用铝合金的性能测试参数如下：电阻率为0.028125Ω·mm2/m，导电率为63.2％IACS，断裂伸长率为15.3％，在120℃、120MPa的条件下，1～100h的平均蠕变速度为0.91×10-2％/h，90°疲劳弯折次数达到37次。
实施例9
准备下述按重量百分比计的组分：铁1.0％、锰1.0％、钒0.1％、硅0.03％、锆0.04％、锗0.02％、铋0.02％、镱0.05％、钇0.2％、锶0.03％、镧0.02％、钆0.05％，其余为铝；；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
经测试，本实施例制得的电缆用铝合金的性能测试参数如下：电阻率为0.027565Ω·mm2/m，导电率为62.6％IACS，断裂伸长率为13.7％，在120℃、120MPa的条件下，1～100h的平均蠕变速度为0.94×10-2％/h，90°疲劳弯折次数达到34次。
实施例10
准备下述按重量百分比计的组分：铁2.0％、锰2.0％、钒0.1％、硅0.03％、锆0.04％、锗0.02％、铋0.02％、镱0.05％、钇0.2％、锶0.03％、镧0.02％、钆0.05％，其余为铝；；然后按照实施例1的制备方法制得电缆用铝合金。
经测试，本实施例制得的电缆用铝合金的性能测试参数如下：电阻率为0.027578Ω·mm2/m，导电率为61.46％IACS，断裂伸长率为11.4％，在120℃、120MPa的条件下，1～100h的平均蠕变速度为0.98×10-2％/h，90°疲劳弯折次数达到33次。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电缆用铝合金，其特征在于，按重量百分比计，包括：铁1～2％、锰1～2％、钒0.1～1％、硅0.01～0.1％、锆0.01～0.1％、锗0.01～0.1％、铋0.001～0.1％、镱0.01～0.1％、钇0.01～0.3％、锶0.001～0.1％、镧0.001～0.1％、钆0.001～0.1％，其余为铝。
2.根据权利要求1所述的电缆用铝合金，其特征在于，所述电缆用铝合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铁、锰、钒、硅、锆、锗、铋、镱、钇、锶、镧、钆、铝加入熔炼炉中，升温至700～750℃并保温熔炼1～3h，再升温至900～950℃保温熔炼30～50min，浇铸得到铸锭；
(2)将步骤(1)所得的铸锭在50～80℃的冷却水中快速淬灭，然后热轧，再冷却后获得热轧铝合金杆；
(3)将步骤(2)所得的热轧铝合金杆进行固溶处理，再冷却至室温得到固溶铝合金杆；
(4)将步骤(3)所得的固溶铝合金杆进行时效处理得电缆用铝合金。
3.根据权利要求2所述的电缆用铝合金，其特征在于，所述步骤(2)中，所述热轧的步骤具体包括：将铸锭在620～650℃下进行第一次热轧，在在550～570℃下进行第二次热轧。
4.根据权利要求2所述的电缆用铝合金，其特征在于，所述步骤(3)中固溶处理的步骤具体包括：加热至400～410℃，保温15～30min，再升温至440～450℃，保温30～60min，再升温至470～480℃，保温60～90min，升温至485～490℃，保温150～180min。
5.根据权利要求2所述的电缆用铝合金，其特征在于，所述步骤(4)中，所述时效处理的步骤具体包括：在150～160℃人工时效处理5～8h。
6.根据权利要求1所述的电缆用铝合金，其特征在于，所述电缆用铝合金，按重量百分比计，包括：铁1.2～1.5％、锰1.1～1.4％、钒0.3～0.7％、硅0.03～0.05％、锆0.04～0.07％、锗0.02～0.05％、铋0.02～0.05％、镱0.03～0.08％、钇0.2～0.3％、锶0.03～0.08％、镧0.02～0.05％、钆0.05～0.1％，其余为铝。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000087166A (ja) * 1998-09-08 2000-03-28 Mitsubishi Alum Co Ltd 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP2000239775A (ja) * 1999-02-22 2000-09-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 成形性と耐クリープ性に優れた密閉型角型電池用アルミニウム合金製ケース材料、その製造方法、前記ケース材料を用いた密閉型角型電池用アルミニウム合金製ケース、前記ケースを用いた密閉型角型電池
US6736911B1 (en) * 1999-07-09 2004-05-18 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Aluminum alloy, aluminum alloy foil, container and method of preparing aluminum alloy foil
CN102041418A (zh) * 2011-01-28 2011-05-04 江苏中天科技股份有限公司 一种制造57%导电率的中强度铝合金线方法
CN103451498A (zh) * 2013-09-06 2013-12-18 国家电网公司 一种架空导线用中强度铝合金线
CN103695727A (zh) * 2013-12-27 2014-04-02 安徽欣意电缆有限公司 Al-Fe-Cu-V-Ag铝合金、其制备方法以及铝合金电缆
CN103725931A (zh) * 2013-12-27 2014-04-16 安徽欣意电缆有限公司 Al-Fe-V铝合金、其制备方法以及铝合金电缆
CN104781432A (zh) * 2013-03-29 2015-07-15 古河电器工业株式会社 铝合金导体、铝合金绞线、被覆电线、线束以及铝合金导体的制造方法
CN108441712A (zh) * 2018-03-06 2018-08-24 淮北富士特铝业有限公司 一种高耐候性铝合金型材及其生产工艺

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000087166A (ja) * 1998-09-08 2000-03-28 Mitsubishi Alum Co Ltd 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP2000239775A (ja) * 1999-02-22 2000-09-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 成形性と耐クリープ性に優れた密閉型角型電池用アルミニウム合金製ケース材料、その製造方法、前記ケース材料を用いた密閉型角型電池用アルミニウム合金製ケース、前記ケースを用いた密閉型角型電池
US6736911B1 (en) * 1999-07-09 2004-05-18 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Aluminum alloy, aluminum alloy foil, container and method of preparing aluminum alloy foil
CN102041418A (zh) * 2011-01-28 2011-05-04 江苏中天科技股份有限公司 一种制造57%导电率的中强度铝合金线方法
CN104781432A (zh) * 2013-03-29 2015-07-15 古河电器工业株式会社 铝合金导体、铝合金绞线、被覆电线、线束以及铝合金导体的制造方法
CN103451498A (zh) * 2013-09-06 2013-12-18 国家电网公司 一种架空导线用中强度铝合金线
CN103695727A (zh) * 2013-12-27 2014-04-02 安徽欣意电缆有限公司 Al-Fe-Cu-V-Ag铝合金、其制备方法以及铝合金电缆
CN103725931A (zh) * 2013-12-27 2014-04-16 安徽欣意电缆有限公司 Al-Fe-V铝合金、其制备方法以及铝合金电缆
CN108441712A (zh) * 2018-03-06 2018-08-24 淮北富士特铝业有限公司 一种高耐候性铝合金型材及其生产工艺

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