一種鋁合金導(dǎo)體材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁合金導(dǎo)體材料及其制備方法，該鋁合金材料包括下列組分：Fe：0.45?0.60wt％；Cu:0.15?0.25wt％；Mg:0.01?0.03wt％；B:0.01?0.02wt％；Si:0.10?0.15wt％；Zr:0.10?0.15wt％；Ag:0.01?0.02wt％；Ni:0.01?0.06wt％；Zn：0.02?0.07wt％；Mn：0.001?0.003wt％；Cr0.002?0.005wt％；Ga0.01?0.02wt％；Ti0.002?0.004wt％；余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明能有效解決傳統(tǒng)導(dǎo)電鋁合金所存在的導(dǎo)電性能和耐熱性能差、生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)斷線情況、生產(chǎn)成本和使用成本高、導(dǎo)電性差等問題。
【專利說明】
一種鋁合金導(dǎo)體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金導(dǎo)體材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，隨著我國電力需求的快速增長，電力能源在傳輸過程中的要求也日益增高，優(yōu)質(zhì)的輸電線路應(yīng)具備輸電距離遠(yuǎn)，輸電容量大，低于自然災(zāi)害能力的強(qiáng)的特點(diǎn)，然后隨著需求的提高，進(jìn)一步從電導(dǎo)率、耐熱性、抗弧垂特性對輸電線提出了優(yōu)質(zhì)功能性的要求。
[0003]目前，用普通鋁制造的鋁導(dǎo)體材料，其導(dǎo)電性能和耐熱性能表現(xiàn)不佳，并且生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，進(jìn)而增加了鋁合金導(dǎo)體材料的生產(chǎn)成本和使用成本。采用重熔用鋁錠制備的鋁導(dǎo)體材料，重熔用鋁錠中含有鐵、硅、銅等雜質(zhì)，利用鐵、硅、銅等雜質(zhì)，有利于實(shí)現(xiàn)合金強(qiáng)化，但是這些元素常形成固強(qiáng)化，難以形成細(xì)小彌散強(qiáng)化，進(jìn)而造成鋁合金導(dǎo)體材料的強(qiáng)度上升而導(dǎo)電性下降、柔軟性下降，進(jìn)而降低了耐撓曲疲勞特性，進(jìn)而使得純鋁系材料無法承受反復(fù)的彎曲應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種鋁合金導(dǎo)體材料及其制備方法，以解決傳統(tǒng)導(dǎo)電鋁合金所存在的導(dǎo)電性能和耐熱性能差、生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)斷線情況、生產(chǎn)成本和使用成本高、導(dǎo)電性差等冋題。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種鋁合金導(dǎo)體材料，該鋁合金材料包括下列組分:Fe: 0.45-0.60wt %；Cu:0.15-0.25wt% ；Mg:0.01-0.03wt% ；B:0.01-0.02wt%；S1:0.10-0.15wt% ；Zr:0.10-0.15wt% ；Ag:0.01-0.02wt% ；N1:0.01-0.06wt% ； Zn: 0.02-0.07wt % ； Mn: 0.001-0.003wt % ；Cr0.002-0.005wt% ；Ga0.01-0.02wt% ；T1.002-0.004wt% ;余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。
[0007]所述雜質(zhì)的總量彡0.15wt%。
[0008]上述鋁合金導(dǎo)體材料的制備方法包括以下步驟:
[0009](I)熔煉鋁液:烘爐后按比例取各組分原料投入熔煉爐進(jìn)行階梯式加熱升溫;首先是預(yù)熱升溫段，將爐溫從室溫加熱至500°C，加熱升溫時(shí)間為I小時(shí)，保溫30分鐘；再進(jìn)入快速升溫段，將爐溫從500°C升至8(KTC，升溫時(shí)間為45分鐘，保溫10分鐘；最后為熔化段，將爐溫降至720°C，靜置保溫時(shí)間20分鐘得到鋁液；
[0010](2)精煉鋁合金:向精煉保溫爐中加入爐料總重量25 %的精煉劑進(jìn)行精煉，扒渣后在730°C溫度下進(jìn)行保溫靜置后，通過噴吹方式將氮?dú)鈴浬⒌卮等氲骄珶挶貭t的鋁合金熔體中，再將鋁合金熔體通過過濾而得到潔凈的鋁合金熔體；
[0011](3)連續(xù)澆鑄:將上述潔凈的鋁合金熔體澆鑄到模具中，澆鑄速度為每小時(shí)3000-3200Kg，澆鑄溫度控制在710 ± 5 °C ;型腔中的鋁合金熔體經(jīng)冷卻結(jié)晶而形成連續(xù)不斷的帶狀鋁合金鑄坯，該鋁合金鑄坯的溫度控制在480-490°C ;
[0012](4)連續(xù)熱乳:將帶狀鋁合金鑄坯連續(xù)喂入連乳機(jī)乳制成鋁合金桿;在連續(xù)熱乳路徑上得到直徑為Φ 9-10mm的圓桿；
[0013](5)在線淬火:對鋁合金圓桿沿其長度方向進(jìn)行三段降溫淬火，在在第一降溫淬火段將鋁合金圓桿的溫度降至300-320°C，第二降溫淬火段溫度降至130-150°C，第三降溫淬火段溫度降至50-70°C，最終使鋁合金圓桿溫度至室溫；
[0014](6)對經(jīng)淬火處理的鋁合金圓桿進(jìn)行表面干燥處理并收線成圈而成為鋁合金電纜導(dǎo)體還桿。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鋁合金導(dǎo)體材料采用特定的合金配方和加工工藝，尤其是采用分段降溫淬火，大大降低了導(dǎo)體材料在受熱和壓力下的“蠕變”傾向，添加的鐵等元素產(chǎn)生高強(qiáng)度抗蠕變性能，即使在長時(shí)間過載和過熱時(shí)，鋁合金導(dǎo)體不會(huì)發(fā)生蠕變，確保連接穩(wěn)定。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，但所要求的保護(hù)范圍并不局限于所述；
[0018]實(shí)施例:按比例分別取
[0019]Fe:0.45-0.60wt% ；
[0020]Cu:0.15-0.25wt% ；
[0021]Mg:0.01-0.03wt% ；
[0022]B:0.01-0.02wt% ；
[0023]S1:0.10-0.15wt% ；
[0024]Zr:0.10-0.15wt% ；
[0025]Ag:0.01-0.02wt% ；
[0026]N1:0.01-0.06wt% ；
[0027]Zn:0.02-0.07wt% ；
[0028]Mn:0.001-0.003wt% ；
[0029]Cr0.002-0.005wt% ；
[0030]Ga0.01-0.02wt% ；
[0031]T1.002-0.004wt 余量為 Al。
[0032]上述鋁合金導(dǎo)體材料的制備方法包括以下步驟:熔煉鋁液:烘爐后按比例取各組分原料投入熔煉爐進(jìn)行階梯式加熱升溫;首先是預(yù)熱升溫段，將爐溫從室溫加熱至500°C，加熱升溫時(shí)間為I小時(shí)，保溫30分鐘;再進(jìn)入快速升溫段，將爐溫從500°C升至800°C，升溫時(shí)間為45分鐘，保溫10分鐘；最后為熔化段，將爐溫降至720°C，靜置保溫時(shí)間20分鐘得到鋁液;精煉鋁合金:向精煉保溫爐中加入爐料總重量25%的精煉劑進(jìn)行精煉，扒渣后在7300C溫度下進(jìn)行保溫靜置后，通過噴吹方式將氮?dú)鈴浬⒌卮等氲骄珶挶貭t的鋁合金熔體中，再將鋁合金熔體通過過濾而得到潔凈的鋁合金熔體;連續(xù)澆鑄:將上述潔凈的鋁合金熔體澆鑄到模具中，澆鑄速度為每小時(shí)3000-3200如，澆鑄溫度控制在710±5°(:;型腔中的鋁合金熔體經(jīng)冷卻結(jié)晶而形成連續(xù)不斷的帶狀鋁合金鑄坯，該鋁合金鑄坯的溫度控制在480-490°C;連續(xù)熱乳:將帶狀鋁合金鑄坯連續(xù)喂入連乳機(jī)乳制成鋁合金桿;在連續(xù)熱乳路徑上得到直徑為Φ9-10πιπι的圓桿;在線淬火:對鋁合金圓桿沿其長度方向進(jìn)行三段降溫淬火，在在第一降溫淬火段將鋁合金圓桿的溫度降至300-320°C，第二降溫淬火段溫度降至130-150°C，第三降溫淬火段溫度降至50-70°C，最終使鋁合金圓桿溫度至室溫;對經(jīng)淬火處理的鋁合金圓桿進(jìn)行表面干燥處理并收線成圈而成為鋁合金電纜導(dǎo)體坯桿。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁合金導(dǎo)體材料，其特征在于，該鋁合金材料包括下列組分:Fe:0.45-0.60wt% ；Cu:0.15-0.25wt% ；Mg:0.01-0.03wt% ；B:0.01-0.02wt%；S1:0.10-0.15wt% ；Zr:0.10-0.15wt% ；Ag:0.01-0.02wt% ；N1:0.01-0.06wt% ；Zn:0.02-0.07wt% ；Mn:0.001-0.003wt% ；Cr0.002-0.005wt% ；Ga0.01-0.02wt% ;Ti0.002-0.004wt% ;余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金導(dǎo)體材料，其特征在于:所述雜質(zhì)的總量<0.15wt%。3.—種應(yīng)用權(quán)利要求1所述鋁合金導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于:該制備方法包括以下步驟: (1)熔煉鋁液:烘爐后按比例取各組分原料投入熔煉爐進(jìn)行階梯式加熱升溫;首先是預(yù)熱升溫段，將爐溫從室溫加熱至500°C，加熱升溫時(shí)間為I小時(shí)，保溫30分鐘;再進(jìn)入快速升溫段，將爐溫從500°C升至800°C，升溫時(shí)間為45分鐘，保溫10分鐘；最后為熔化段，將爐溫降至720°C，靜置保溫時(shí)間20分鐘得到鋁液； (2)精煉鋁合金:向精煉保溫爐中加入爐料總重量25%的精煉劑進(jìn)行精煉，扒渣后在730°C溫度下進(jìn)行保溫靜置后，通過噴吹方式將氮?dú)鈴浬⒌卮等氲骄珶挶貭t的鋁合金熔體中，再將鋁合金熔體通過過濾而得到潔凈的鋁合金熔體； (3 )連續(xù)澆鑄:將上述潔凈的鋁合金熔體澆鑄到模具中，澆鑄速度為每小時(shí)3000-3200Kg，澆鑄溫度控制在710 ± 5 °C ;型腔中的鋁合金熔體經(jīng)冷卻結(jié)晶而形成連續(xù)不斷的帶狀鋁合金鑄坯，該鋁合金鑄坯的溫度控制在480-490°C ; (4)連續(xù)熱乳:將帶狀鋁合金鑄坯連續(xù)喂入連乳機(jī)乳制成鋁合金桿;在連續(xù)熱乳路徑上得到直徑為Φ 9-10mm的圓桿； (5)在線淬火:對鋁合金圓桿沿其長度方向進(jìn)行三段降溫淬火，在在第一降溫淬火段將鋁合金圓桿的溫度降至300-320°C，第二降溫淬火段溫度降至130-150°C，第三降溫淬火段溫度降至50-70°C，最終使鋁合金圓桿溫度至室溫； (6)對經(jīng)淬火處理的鋁合金圓桿進(jìn)行表面干燥處理并收線成圈而成為鋁合金電纜導(dǎo)體坯桿。
【文檔編號(hào)】C22C1/02GK105908023SQ201610510681
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】安詩濤
【申請人】貴州德江韞韜科技有限責(zé)任公司