RU2492258C1 - Жаростойкий сплав на основе алюминия для электрических проводов - Google Patents
Жаростойкий сплав на основе алюминия для электрических проводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2492258C1 RU2492258C1 RU2012125155/02A RU2012125155A RU2492258C1 RU 2492258 C1 RU2492258 C1 RU 2492258C1 RU 2012125155/02 A RU2012125155/02 A RU 2012125155/02A RU 2012125155 A RU2012125155 A RU 2012125155A RU 2492258 C1 RU2492258 C1 RU 2492258C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- earth metals
- aluminum
- beryllium
- rare
- Prior art date
Links
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии и электротехники, в частности к сплавам, используемым для изготовления электрических проводов. Сплав содержит, в мас.%: по крайней мере один металл, выбранный из группы редкоземельных металлов - 2,5-4,5, железо - 0,05-0,1, бериллий - 0,05-0,1, алюминий - остальное, причем структура сплава содержит включения эвтектических интерметаллидов редкоземельных металлов размером меньше 1 мкм. Технический результат заключается в повышении технологичности получения из сплава проволоки диаметром до 0.05 мм при сохранении высокого уровня жаростойкости и низкого уровня электросопротивления. 1 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, предназначенным для изготовления электрических проводов, работающих при температурах 250-300°С, когда требуется сочетание достаточно высокой прочности при комнатной и повышенных температурах и низкого электросопротивления.
Известен сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: железо 0,0001-0,20%; кремний 0,0001-0,10%; цинк 0,0001-0,10%; медь 0,0001-0,10%; никель 0,0001-0,10%; по крайней мере один редкоземельный металл, выбранный из группы, содержащей иттрий, гадолиний, диспрозий, церий, лантан 0,0001-0,20%; алюминий - остальное (Авторское свидетельство СССР №453455 кл. С22С 21/00, 1973).
Указанный сплав при высокой электропроводности и технологичности при изготовлении проволоки интенсивно разупрочняется с повышением температуры и может работать только до 100-150°С.
Известен сплав на основе алюминия содержащий 0,2-5 мас.% редкоземельных металлов, предназначенный для проводников электрического тока (пат. Японии №23078, кл. 10D16, 1964). Однако он может быть использован для работы только при температуры до 150°С.
Наиболее близким к данному изобретению по совокупности признаков является сплав следующего состава, мас.%:
- по крайней мере один металл, выбранный из группы редкоземельных металлов 5-20;
- железо 0,15-0,7;
- окись алюминия 0,1-1,0;
- алюминий - остальное (Авторское свидетельство СССР №548173, кл. С22С 21/00, 1974).
Данный известный сплав имеет высокие прочностные свойства при температурах 250-300°С и низкое электросопротивление, что позволяет изготавливать из него проволоку для электротехнических целей. Однако, указанный сплав обладает низкой технологичностью и из него можно изготавливать проволоку только диаметром до 0,5 мм, что не покрывает всю номенклатуру проводов.
Поставленная задача состояла в разработке сплава на основе алюминия, который обладал бы повышенной технологичностью, позволяющей изготавливать проволоку для проводов диаметром до 0.05 мм, с достаточной прочностью при комнатной температуре при сохранении повышенной жаропрочности до 250-300°С и низким электросопротивлением.
Технический результат достигается тем, что сплав на основе алюминия, содержащий железо и по крайней мере один металл, выбранный из группы редкоземельных металлов, дополнительно содержит бериллий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- по крайней мере один металл, выбранный из группы редкоземельных металлов 2,5-4,5;
- железо 0,05-0,1;
- бериллий 0,05-0,1;
- алюминий - остальное.
Причем размер включений эвтектических интерметаллидов редкоземельных металлов в алюминии в предлагаемом сплаве меньше 1 мкм. Это обстоятельство позволяет значительно повысить технологичность сплава, что обуславливает возможность изготовления из сплава проволоки диаметром менее 0,5 мм.
При повышении температуры расплава известного сплава наблюдается резкое взаимодействие рекоземельных металлов с кислородом воздуха, металл как бы «кипит» и редкоземельные металлы практически полностью выгорают из расплава.
Для устранения этого в сплав вводят добавку бериллия, которая взаимодействует с редкоземельными металлами и связывает их в тройную фазу Al3Р3МВе, которая, находясь в расплаве, препятствует взаимодействию редкоземельных металлов с кислородом воздуха. Содержание бериллия определяется содержанием редкоземельных металлов в сплаве. При содержании редкоземельных металлов в сплаве 2,5-4,5%, содержание бериллия должно быть 0,05-0,1%, так чтобы весь редкоземельный металл был связан в расплаве в тройную фазу Al3Р3МВе.
Если бериллия в сплаве будет меньше, чем 0,05%, то часть редкоземельных металлов не будет связана в тройной фазе и редкоземельные металлы будут гореть.
Если бериллия в сплаве будет больше 0,1%, то избыточный бериллий при плавке будет выделяться в окружающую атмосферу, отравляя ее и обслуживающий персонал.
Алюминий марки А99 в виде чушек помещают в электрическую печь и перегревают до образования расплава. После очистки поверхности расплава, вводят лигатуры Al-Fe и Al-Be из расчета получения нужного состава сплава.
После выдержки и перемешивании расплава в него вводят РЗМ (лантан) в виде чушки так, что бы химический состав расплава соответствовал сплаву согласно изобретению. Расплав перемешивают, выдерживают 30 минут, с поверхности удаляют шлак и отливают непосредственно с температурой плавления в виде литой проволочной заготовки диаметром 3,0 мм. Для литья используется специальная установка.
Из предложенного сплава были отлиты ряд сплавов в виде литой проволочной заготовки следующего состава, мас.%:
1) - 2,5; 3,5 и 4,5% лантана,
- 0,05; 0,08 и 0,1% железа и 0,05,
- 0,08 и 0,1% бериллия,
- остальное - алюминий;
2) - 2,5; 3,5 и 4,5% церия,
- 0,05,0,08 и 0,1% железа,
- 0,05; 0,08 и 0,1% бериллия,
- остальное - алюминий;
3) - 2,5; 3,5 и 4,5% иттрия,
- 0,05; 0,08 и 0,1% железа,
- 0,05; 0,08 и 0,1% бериллия,
- остальное алюминий.
Полученную литую проволочную заготовку подвергают отжигу при температуре 400°С в течение не менее 30 минут и волочат на многократной волочильной машине до диаметра 0,6 мм. Данную проволоку после смягчающего 30 минутного отжига при температуре 400°С волочили на многократной машине до требуемого диаметра: 0,2 мм; 0,1 мм; 0,08 мм; 0,05 мм.
Аналогичная технология используется для изготовления проволоки предлагаемого сплава с другими редкоземельными металлами (Се, Pr и т.д.) и их смесями. Механические свойства проволоки у всех сплавов очень близки и соответствуют требованиям технических условий.
Анализ микроструктуры литой проволочной заготовки из всех сплавов показал, что размер эвтектических выделений редкоземельных металлов в алюминии во всех случаях составил менее 1 мкм. Проволочную заготовку подвергают волочению с промежуточными отжигами до диаметра 50 мкм.
Из изготовленной проволоки диаметром до 0,05 мм были изготовлены провода, которые полностью закрыли всю номенклатуру проводов, применяемых в электротехнике.
Состав образцов сплава и типичные механические свойства и электросопротивление проволоки диаметром 0.05 мм приведены в таблице.
Состав сплава и свойства полученной проволоки | |||||||
Размер эвтектических включений | Диаметр проволоки, мм | Механические свойства | Электросопротивление, ρ, мк·Ом·см |
||||
Состав сплава | При 20°С | При 250°С | |||||
σв | δ, | σв | δ, | ||||
МПа | % | МПа | % | ||||
Алюминий, | |||||||
10% лантана, | ~10 мкм | ⌀ 0,5 мм, | 260 | 2,3 | 110 | 22 | 0,33 |
0,2% железа, | ⌀ 0,05 мм | ||||||
0,3% окиси алюминия - прототип | ~10 мкм | получить не удалось | - | - | - | - | - |
Алюминий, | |||||||
2,5% лантана, | |||||||
0,05% железа, | <1,0 мкм | ⌀ 0,05 мм | 255 | 2,8 | 105 | 28 | 0,3 |
0,05% берилия | |||||||
Алюминий, | |||||||
3,5% лантана, | |||||||
0,08% железа, | <1,0 мкм | ⌀ 0,05 мм | 257 | 2,7 | 106 | 27 | 0,3 |
0,08% берилия | |||||||
Алюминий, | |||||||
4,5% лантана, | |||||||
0,1% железа, | <1,0 мкм | ⌀ 0,05 мм | 253 | 2,8 | 107 | 26 | 0,3 |
0,1% берилия |
Механические свойства проволоки диаметром до 0.05 мм легированной церием и иттрием аналогичны свойствам проволоки легированной лантаном.
Из анализа данных таблицы следует, что предложенный сплав более технологичен, чем известный сплав (прототип), и позволяет изготавливать проволоку диаметром до 0.05 мм, а по механическим свойствам при комнатной и повышенной (250°С) температурах не уступает известному, существенно превосходя последний по электросопротивлению.
Claims (1)
- Жаропрочный сплав на основе алюминия для электрических проводов, содержащий железо и, по крайней мере, один металл, выбранный из группы редкоземельных металлов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бериллий при следующем соотношении компонентов, в мас.%: по крайней мере один металл, выбранный из группы редкоземельных металлов - 2,5-4,5, железо - 0,05-0,1, бериллий - 0,05-0,1, алюминий - остальное, причем размер включений эвтектических интерметаллидов редкоземельных металлов в микроструктуре сплава составляет меньше 1 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125155/02A RU2492258C1 (ru) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Жаростойкий сплав на основе алюминия для электрических проводов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125155/02A RU2492258C1 (ru) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Жаростойкий сплав на основе алюминия для электрических проводов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2492258C1 true RU2492258C1 (ru) | 2013-09-10 |
Family
ID=49164900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012125155/02A RU2492258C1 (ru) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Жаростойкий сплав на основе алюминия для электрических проводов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2492258C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616316C1 (ru) * | 2015-11-06 | 2017-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Проводниковый ультрамелкозернистый алюминиевый сплав и способ его получения |
RU2639165C1 (ru) * | 2016-11-29 | 2017-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ получения лигатуры "алюминий - гадолиний" |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU548173A1 (ru) * | 1974-08-23 | 1992-06-07 | Предприятие П/Я Г-4361 | Сплав на основе алюмини |
CN101974709A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-02-16 | 安徽欣意电缆有限公司 | 特软铝合金导体及其制备方法 |
RU2413023C2 (ru) * | 2009-03-13 | 2011-02-27 | Юрий Александрович Матвеев | Сплав на основе алюминия |
RU2415192C2 (ru) * | 2007-04-20 | 2011-03-27 | Петр Трофимович Обыденный | Алюминиевый сплав повышенной электрической проводимости |
-
2012
- 2012-06-18 RU RU2012125155/02A patent/RU2492258C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU548173A1 (ru) * | 1974-08-23 | 1992-06-07 | Предприятие П/Я Г-4361 | Сплав на основе алюмини |
RU2415192C2 (ru) * | 2007-04-20 | 2011-03-27 | Петр Трофимович Обыденный | Алюминиевый сплав повышенной электрической проводимости |
RU2413023C2 (ru) * | 2009-03-13 | 2011-02-27 | Юрий Александрович Матвеев | Сплав на основе алюминия |
CN101974709A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-02-16 | 安徽欣意电缆有限公司 | 特软铝合金导体及其制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616316C1 (ru) * | 2015-11-06 | 2017-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Проводниковый ультрамелкозернистый алюминиевый сплав и способ его получения |
RU2639165C1 (ru) * | 2016-11-29 | 2017-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ получения лигатуры "алюминий - гадолиний" |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104946936B (zh) | 一种架空导线用高导电率稀土硬铝单丝材料 | |
CN101914708B (zh) | 一种Al-Fe-Cu合金材料及其制备方法 | |
CN102021444B (zh) | 一种高导电耐热铝合金导线及其制备方法 | |
JP6266354B2 (ja) | 電気電子部品用銅合金 | |
CN101886198A (zh) | 电缆用高导电率铝合金材料及其制备方法 | |
JP2015048503A (ja) | 銅合金板材およびその製造方法並びに通電部品 | |
CN103474153B (zh) | 一种稀土铝合金电力电缆及生产工艺 | |
CN105838929B (zh) | 一种稀土铝合金导线及其制造方法 | |
JP2004149874A (ja) | 易加工高力高導電性銅合金 | |
CN106811630B (zh) | 一种铝合金及其制备方法和应用 | |
CN101345098B (zh) | 架空导线用铝导体 | |
JP5232917B2 (ja) | スパークプラグ | |
CN104894438A (zh) | 一种高导电率耐热铝合金单丝材料及其制备方法 | |
CN103343272A (zh) | 一种添加钙、铈的阻燃镁合金及其制备方法 | |
WO2020232990A1 (zh) | 高导电率耐热铝合金,其制备方法以及架空导线用合金铝杆 | |
JP2012162776A (ja) | 銅合金板材およびその製造方法 | |
CN101709401B (zh) | 硼、银、稀土元素添加Cu-Cr原位复合材料及其制备方法 | |
CN103667810A (zh) | Al-Fe-Cu-Mg铝合金、其制备方法以及铝合金电缆 | |
JP2005113259A (ja) | Cu合金およびその製造方法 | |
CN103667806A (zh) | Al-Fe-Ag铝合金、其制备方法以及铝合金电缆 | |
CN102358920A (zh) | 一种自耗电极电弧熔炼炉制备CuWCr复合材料的方法 | |
CN103255319A (zh) | 一种Al-Yb-Zr耐热铝合金及其热处理工艺 | |
Ha et al. | Oxide scale behavior and surface protection of Al–Mg alloys containing a trace of Ca | |
RU2492258C1 (ru) | Жаростойкий сплав на основе алюминия для электрических проводов | |
RU2541263C2 (ru) | Проводниковый термостойкий сплав на основе алюминия |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150619 |