專利名稱：高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金導(dǎo)電線芯，屬于有色金屬材料，特別是一種高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯，可以用來(lái)制造電線電纜、電器開(kāi)關(guān)組件等，本發(fā)明還涉及所述鋁合金導(dǎo)電線芯的制造方法。
背景技術(shù)：
電線電纜、電器開(kāi)關(guān)組件等用的鋁合金導(dǎo)電線芯其電阻率、力學(xué)性能等質(zhì)量指標(biāo)是至關(guān)重要的，電阻率的大小直接影響鋁合金導(dǎo)電線芯制成的電線電纜、電器開(kāi)關(guān)組件的導(dǎo)電效果，電阻率主要由原材料的化學(xué)元素成分所決定，特別是在鋁合金中增加銅、鐵， 電線電纜韌性差而且硬，重量也大，容易使電線電纜、電器開(kāi)關(guān)組件的導(dǎo)電效果差，壽命短。普通電工鋁防氧化能力差，強(qiáng)度低，柔韌性、強(qiáng)度較差。CN101525709A公開(kāi)了一種高延伸率鋁合金材料及其制備方法。所述鋁合金材料含有重量百分比為0. 30-1. 20%的鐵， 0.03-0. 10%的硅，0.01-0. 30%的稀土元素，其余為鋁以及不可避免的雜質(zhì)。所述鋁合金由原料經(jīng)過(guò)熔鑄工藝和半退火處理而制成。CN18881069A公開(kāi)了一種地下電纜外包覆層用的鋁合金及其線材的制作方法，所述的鋁合金為鎂鋅錫錳稀土鋁合金，組分的質(zhì)量百分含量是Mg :0. 05 1. 00 ；Zn :0. 01 0. 80 ；Sn :0. 01 3. 00 ；Mn :0. 01 0. 50 ；Ce :0. 01 0. 50 ；La 0. 01 0. 50 ；Nd :0. 01 0. 50 ；余量為Al和彡0. 15的雜質(zhì)總量。合金熔煉溫度700-75(TC，澆鑄溫度690-730°C，在精煉階段加入1_2%。的精練劑，經(jīng)三道軋制后加工成。CN101880799A公開(kāi)了一種鋁鐵鋅鎂稀土合金電線及其制造方法，該鋁合金包含合金元素及百分含量為0. 3-1. 2wt%的鐵，0. 01-0. 3wt%的鋅，0. 01-0. 4wt%的鎂以及稀土元素， 稀土元素由鈰、鑭、釹、釔中的一種或幾種組成，總含量0. 1-1. 5wt%，其余為鋁及不可避免的雜質(zhì)。該鋁合金線的制造方法為，經(jīng)熔煉、鑄軋成鋁合金桿，再在保溫罩中240-320°C下、 10-20小時(shí)的保溫處理，再拉絲、擠包絕緣，或經(jīng)熔煉、鑄軋成鋁合金桿，由鋁合金桿拉制成鋁合金線，再在退火爐中340-380°C下、5-10小時(shí)的半退火處理。CN101604563A公開(kāi)了一種電力電纜的耐熱鋁合金導(dǎo)線的制造方法，該鋁合金導(dǎo)線以不同含量的鎂、銅、鐵、硅、硼、富鈰稀土、鋯、釔、鈷等為合金化元素；其制作工藝如下將上述合金化元素加入豎爐的熔鋁中，熔煉后鑄成鑄條進(jìn)行熱軋，然后進(jìn)行冷拉制加工，在冷拉制過(guò)程中進(jìn)行退火處理，在最終的冷拉制之前進(jìn)行再結(jié)晶熱處理，之后再進(jìn)行微量的冷拉制加工。CN101923909A公開(kāi)了一種電纜用鋁鐵鈷稀土合金導(dǎo)體材料及其制造方法，合金成分含量Fe，Co，富鑭稀土，Si， 其它單個(gè)雜質(zhì)<0.01wt%，且總量<0. 15wt%，其余為鋁及不可避免的雜質(zhì)。制造方法為 將純度大于99. 70wt%的鋁錠加入豎爐中，在不同溫度階段加入鋁鐵中間合金、鋁鈷中間合金和鋁稀土中間合金進(jìn)行熔煉，對(duì)熔體凈化處理后，進(jìn)行鑄條軋制成合金。CN101886198A 公開(kāi)了一種電纜用高導(dǎo)電率鋁合金材料及其制備方法。所述鋁合金材料含有重量百分比為0. 25-0. 80%的鐵元素，0. 02-0. 15%的硼元素，0. 1% -1.5%的稀土元素，其余為鋁以及不可避免的雜質(zhì)。所述鋁合金采用純度大于99. 80wt%的鋁錠，加入鋁鐵中間合金、鋁硼中間合金和鋁稀土中間合金，經(jīng)過(guò)熔鑄工藝和退火處理而制成。CN101948971A公開(kāi)了一種電纜用耐熱型鋁合金導(dǎo)體材料及其制備方法，該鋁合金的組成及重量百分含量為0. 3 1.Fe、0. 01 0.Cu、0. 01 0.Mg，Ca,Mo, Sb 中的一種、兩種或三
種，總量為0. 01 0. 3wt%,0. 05 0. 8wt%的稀土元素，稀土元素由k、Y和Er中的一種或多種組成，Si彡0. lwt%，其它雜質(zhì)總含量彡0. 15wt%，其余為Al。CN101974709A公開(kāi)了一種特軟鋁合金導(dǎo)體及其制備方法，以重量百分比計(jì)，該鋁合金導(dǎo)體材料的組成為0. 3 1. 5wt%&Fe，0. 001 0.Be，0. 005 0.Cu，0. 1 1.稀土，Si 的
含量< 0. 08wt%，不可避免的雜質(zhì)的總含量< 0. 15wt%，其余為鋁。該鋁合金通過(guò)熔煉、連鑄連軋制，拉制成鋁合金線，將此鋁合金線放入退火爐中再經(jīng)380 420°C X20 40h的退火處理制得，退火需在密封的氮?dú)獗Ｗo(hù)的保溫設(shè)備中進(jìn)行。CN101937733A公開(kāi)了一種民用鋁合金導(dǎo)體、布線及其制備方法，其制造方法為，在豎爐中加入鋁錠、鋁鐵中間合金、鋁硼中間合金以及鋁稀土中間合金，熔煉后鑄成鑄條，再經(jīng)軋機(jī)軋制成鋁合金桿，鋁合金桿經(jīng)冷拉制成鋁合金單絲，再經(jīng)退火處理，退火處理后對(duì)鋁合金線進(jìn)行擠包絕緣，絕緣材料為硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣，絕緣中加入低鹵或無(wú)鹵阻燃劑，鋁合金布線在擠包絕緣結(jié)束后進(jìn)行溫水交聯(lián)或蒸汽交聯(lián)處理。CN101587757A公開(kāi)了一種含稀土元素釔的鋁合金導(dǎo)線及其制備方法，具體成分及其重量百分比為Si 0. 5% 0. 7%，Mg 0. 6% 0. 9%，F(xiàn)e 0. 0. 2%， Y 0.2% 0.8%，Al余量。其制備方法是將各元素按合金設(shè)計(jì)成分比例配好，經(jīng)熔化、鑄造、均勻化處理，擠壓、拉絲制成鋁合金線材，經(jīng)繞卷后制備線纜，并經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)效熱處理后得到強(qiáng)度、電導(dǎo)率均良好的鋁合金導(dǎo)線。CN101921932A公開(kāi)了一種電焊機(jī)電纜用導(dǎo)電線芯鋁合金及其制造方法，該導(dǎo)電線芯采用鋁合金材料，鋁合金包含如下成分0. 4 l.Owt % 的 Fe 或 Co，0. 1 0. 5wt % 的 Cu, 0. 1 0. 5wt % 的 Mg, 0. 005 0. Iwt % 的 Be，0. 05 的稀土。該合金通過(guò)熔煉、鑄條、軋制、中間退火、拉制、束絞、退火，獲得鋁合金線束。 CN102021442A公開(kāi)了一種特細(xì)鋁合金線的制備方法，該鋁合金線由Al、狗、Mg、Cu、Sb元素組成，還包含0. 1-1. 2wt%的混合稀土。該鋁合金材料具有較好的強(qiáng)度和拉伸性能，通過(guò)熔煉、鑄條、軋制、拉制，可以拉制成0. Imm或更細(xì)的鋁合金線，以上這些技術(shù)對(duì)于本發(fā)明如何使鋁合金導(dǎo)電線芯具有較高的導(dǎo)電率、柔韌性并且強(qiáng)度高、重量輕、耐氧化并未給出具體的指導(dǎo)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯，該鋁合金導(dǎo)電線芯具有較高的導(dǎo)電率、柔韌性，并且強(qiáng)度高，重量輕，耐氧化，使用安全，穩(wěn)定性
尚ο為此，本發(fā)明還要提供所述鋁合金導(dǎo)電線芯的制造方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯，其技術(shù)方案是所述的鋁合金導(dǎo)電線芯材料中各組分的質(zhì)量百分含量是Fe 0. 15 1. 2 ；Zn 0. 3 0. 4 ；Mn 0. 05 0. 7 ；Si 0. 16 0. 5 ；La 0. 01 0. 07 ；Sm 0. 01 0. 05 ；Nd 0. 01 0. 05 ；Pm 0. 01 0. 06 ；Be :1· 5 3 ；余量為Al和< 0. 5的雜質(zhì)總量；
所述的鋁合金導(dǎo)電線芯的制造方法包括如下工藝步驟①先將i e、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1600 1700°C使其熔化，保溫15 25分鐘；②保溫時(shí)間到后，再降溫到1400 1360°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、 Nd, Pm四種金屬原料，保溫10 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Si三種金屬原料，再加溫至1300 1360°C，底吹氬氣進(jìn)行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0. 5 lkg/cm2，同時(shí)在攪拌中保溫15 30分鐘；④保溫時(shí)間到后，熔化液靜置5 10分鐘，取出熔化液中的雜質(zhì)，開(kāi)始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機(jī)的模具中，通過(guò)擠壓機(jī)擠出，達(dá)到所要求的導(dǎo)電線芯的直徑，擠壓機(jī)的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口， 在擠出口處鋁錠的溫度為400 500°C，擠壓機(jī)擠出導(dǎo)電線芯的速度為10 30米/分鐘。上述技術(shù)方案中，所述的鋁合金導(dǎo)電線芯材料中各組分的質(zhì)量百分含量可以優(yōu)選如下Fe 0. 6 0. 8 ；Zn 0. 3 0. 4 ；Mn :0· 3 0. 5 ；Si 0. 2 0. 3 ；La 0. 03 0. 05 ；Sm 0. 02 0. 03 ；Nd 0. 02 0. 04 ；Pm 0. 03 0. 04 ；Be :2. 0 2. 5 ；余量為Al和< 0. 5的雜質(zhì)總量。所述的高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯的制造方法，它的優(yōu)選方案包括如下工藝步驟①先將i e、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1650 1680°C使其熔化，保溫15 20分鐘；②保溫時(shí)間到后，再降溫到1390 1380°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、 Nd, Pm四種金屬原料，保溫12 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Si三種金屬原料，再加溫至1300 1330°C，底吹氬氣進(jìn)行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0.6 0. Skg/cm2,同時(shí)在攪拌中保溫 20 25分鐘；④保溫時(shí)間到后，熔化液靜置5 8分鐘，取出熔化液中的雜質(zhì)，開(kāi)始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機(jī)的模具中，通過(guò)擠壓機(jī)擠出，達(dá)到所要求的導(dǎo)電線芯的直徑，擠壓機(jī)的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口，在擠出口處鋁錠的溫度為420 460°C，擠壓機(jī)擠出導(dǎo)電線芯的速度為20 25米/分鐘。本發(fā)明(鋁合金導(dǎo)電線芯)可以按常規(guī)技術(shù)制造電線電纜、電器開(kāi)關(guān)組件等。附表為銅纜、鋁合金電纜、用本發(fā)明制造的電纜綜合性能分析，見(jiàn)附表。附表銅纜、鋁合金電纜、用本發(fā)明制造的電纜綜合性能分析
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯，其特征在于所述的鋁合金導(dǎo)電線芯材料中各組分的質(zhì)量百分含量是Fe 0. 15 1. 2 ；Zn 0. 3 0. 4 ；Mn 0. 05 0. 7 ； Si 0. 16 0. 5 ；La 0. 01 0. 07 ；Sm 0. 01 0. 05 ； Nd 0. 01 0. 05 ；Pm :0. 01 0. 06 ；Be :1. 5 3 ； 余量為Al和<0.5的雜質(zhì)總量； 所述的鋁合金導(dǎo)電線芯的制造方法包括如下工藝步驟①先將狗、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1600 1700°C使其熔化， 保溫15 25分鐘；②保溫時(shí)間到后，再降溫到1400 1360°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、Nd、 Pm四種金屬原料，保溫10 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn三種金屬原料，再加溫至1300 1360°C， 底吹氬氣進(jìn)行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0. 5 lkg/cm2，同時(shí)在攪拌中保溫15 30分鐘；④保溫時(shí)間到后，熔化液靜置5 10分鐘，取出熔化液中的雜質(zhì)，開(kāi)始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機(jī)的模具中，通過(guò)擠壓機(jī)擠出，達(dá)到所要求的導(dǎo)電線芯的直徑，擠壓機(jī)的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口，在擠出口處鋁錠的溫度為400 500°C，擠壓機(jī)擠出導(dǎo)電線芯的速度為10 30米/分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯，其特征在于所述的鋁合金導(dǎo)電線芯材料中各組分的質(zhì)量百分含量是Fe 0. 6 0. 8 ；Zn 0. 3 0. 4 ；Mn :0· 3 0. 5 ； Si 0. 2 0. 3 ；La 0. 03 0. 05 ；Sm 0. 02 0. 03 ； Nd 0. 02 0. 04 ；Pm 0. 03 0. 04 ；Be :2. 0 2. 5 ； 余量為Al和< 0. 5的雜質(zhì)總量。
3.—種權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯的制造方法，其特征在于它包括如下工藝步驟①先將i^、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1600 1700°C使其熔化， 保溫15 25分鐘；②保溫時(shí)間到后，再降溫到1400 1360°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、Nd、 Pm四種金屬原料，保溫10 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn三種金屬原料，再加溫至1300 1360°C， 底吹氬氣進(jìn)行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0. 5 lkg/cm2，同時(shí)在攪拌中保溫15 30分鐘；④保溫時(shí)間到后，熔化液靜置5 10分鐘，取出熔化液中的雜質(zhì)，開(kāi)始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機(jī)的模具中，通過(guò)擠壓機(jī)擠出，達(dá)到所要求的導(dǎo)電線芯的直徑，擠壓機(jī)的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口，在擠出口處鋁錠的溫度為400 500°C，擠壓機(jī)擠出導(dǎo)電線芯的速度為10 30米/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯的制造方法，其特征在于它包括如下工藝步驟①先將i^、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1650 1680°C使其熔化， 保溫15 20分鐘；②保溫時(shí)間到后，再降溫到1390 1380°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、Nd、 Pm四種金屬原料，保溫12 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn三種金屬原料，再加溫至1300 1330°C， 底吹氬氣進(jìn)行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0. 6 0. 8kg/cm2,同時(shí)在攪拌中保溫20 25分鐘；④保溫時(shí)間到后，熔化液靜置5 8分鐘，取出熔化液中的雜質(zhì)，開(kāi)始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機(jī)的模具中，通過(guò)擠壓機(jī)擠出，達(dá)到所要求的導(dǎo)電線芯的直徑，擠壓機(jī)的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口，在擠出口處鋁錠的溫度為420 460°C，擠壓機(jī)擠出導(dǎo)電線芯的速度為20 25米/分鐘。
全文摘要
一種高強(qiáng)度耐氧化鋁合金導(dǎo)電線芯及其制造方法，鋁合金導(dǎo)電線芯材料中各組分的質(zhì)量百分含量是Fe0.15～1.2；Zn0.3～0.4；Mn0.05～0.7；Si0.16～0.5；La0.01～0.07；Sm0.01～0.05；Nd0.01～0.05；Pm0.01～0.06；Be1.5～3；余量為Al和≤0.5的雜質(zhì)總量。制造方法包括如下步驟先將Fe、Si、Mn三種原料加入熔化爐中，加溫使其熔化，保溫；再降溫，再往熔化液中加入La、Sm、Nd、Pm四種原料，保溫使其熔化；再往熔化液中加入鋁、鈹、鋅三種原料，再加溫，底吹氬氣進(jìn)行攪拌，保溫；制成鋁錠，將鋁錠送入模具中，通過(guò)擠壓機(jī)擠出，達(dá)到所要求的導(dǎo)電線芯的直徑。它具有較高的導(dǎo)電率、柔韌性，強(qiáng)度高，重量輕，耐氧化，使用安全，穩(wěn)定性高。
文檔編號(hào)H01B1/02GK102354541SQ20111017178
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者江建秋 申請(qǐng)人:河北科力特電纜有限公司