[发明专利]一种稀土铝合金导体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电线电缆导体材料领域，具体涉及一种稀土铝合金导体及其制备方法。

背景技术

在电工圆铝杆的生产中，有几项质量指标是非常重要的：其一是电阻率，电阻率的大小直接影响到最终产品-电线电缆的导电效果，决定电阻率的因素主要和原材料的化学成分相关，特别是在铝合金中，如果增加铜、铁等其它杂质元素，将会使电线电缆的导电效果变差；其二是力学性能，普通电工铝作为导体时电线电缆的延伸率、柔韧性和抗蠕变性能都较差，且使用安全稳定性低；其三是抗腐蚀能力，普通的电工铝抗腐蚀性不强，使用寿命相对较短。由上述可知，开发耐腐蚀的稀土铝合金杆是电线电缆发展的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土铝合金导体，采用本发明中的稀土铝合金导体制成的电线电缆具有较好的机械性能和优越的导电性能，且使用安全稳定性高，抗腐能力强。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种稀土铝合金杆，按重量百分比含量，其包括下列组分：0.20～0.35％的铜，0.12～0.20％的稀土元素，0.05～0.15％的铁，0.02～0.10％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质。

本发明的另外一个目的是提供一种制备稀土铝合金导体的方法，包括如下步骤：

1)向冲天炉中加入91～97重量份的铝、0.1～0.85重量份的铁铝合金、0.75～3.50重量份的铜铝合金以及0.8～2.8重量份的稀土铝合金，加热熔化流入保温炉，提升铝液温度750～800℃。

2)向保温炉炉内加入0.25～0.55重量份的硼铝合金并充分搅拌。

3)向保温炉投加0.04～0.06重量份的粉末精炼剂，精炼8～12分钟。

4)静置保温25～35分钟后，进行连铸连轧。

本发明所得的稀土铝合金导体为新型的Al-Cu系耐腐蚀合金材料，具有如下优点：

1)本发明中铜的含量控制在0.20～0.35％之间，能提高铝合金的抗拉强度，同时提高伸长率，易于拉制加工。

2)本发明中铁元素含量控制在0.05～0.15％之间，能提高铝合金的强度，同时还提高了铝合金的抗蠕变性和热稳定性。

3)本发明中硅的含量控制在0.02％-0.10％之间，保证了一定量的硅对铝合金强度的增强作用。

4)本发明中的稀土元素能降低铝固溶体中硅的含量，从而将铁，尤其是硅对铝合金导电率的影响减小至非常低的水平，同时稀土元素的加入还改善了铝合金材料中晶体的组织结构，提高了铝合金的工艺性能，有利于铝合金的加工处理。再者极大提高了铝合金的抗腐蚀能力，增加了使用寿命。

5)本发明中的稀土元素以铈和镧为主，能够良好的实现4)中的性能。

6)本发明中的硼元素可与Ti、V、Mn、Cr等杂质元素反应，形成化合物后被沉淀排除，从而降低Ti、V、Mn、Cr等杂质元素对铝合金导电率的影响，有利于提高铝合金的导电率。

7)本发明中制备的稀土铝合金导体改善了拉制、绞制过程中应力作用对导体组织结构的不利影响，本发明的稀土铝合金杆强度提高10％，延伸率达到30％，抗腐蚀能力提高1.5倍，而电阻率保持在0.02810Ω·mm²/m之内。

具体实施方式

实施例1：

一、熔铸工艺

1、配料

8480kg的铝锭(99.70％铝含量、0.05％Si含量、0.07％Fe含量)、80Kg铜铝合金(26％Cu含量)、117kg稀土铝合金(10％稀土含量)、28kg硼铝合金(3.5％B含量)、10kg精炼剂(NaCl·KCl·Na₃AlF₆·ZnCl₂)。

本实施例中铝锭中的铁含量已足以使制备得到的稀土铝合金导体中的铁含量满足要求，故本实施例不再另行添加铁铝合金。

2、加料方式

加料时铜铝合金、稀土铝合金随铝锭搭配均匀分批地从冲天炉加入，以保证成分尽可能的均匀。

3、保温工艺

由铝锭、铜铝合金以及稀土铝合金熔化后得到的铝合金液体流入保温炉时温度控制在720～750℃；所述的进入保温炉中的铝合金液体的容积为其铝合金液体总容积的一半时加入三分之一重量的硼铝合金，当所述的铝合金液体全部进入保温炉中后，向前述铝合金液体中加入另外三分之二的硼铝合金时温度应提升至750～800℃，此时升高温度有利于硼铝合金的熔融，从而提高了硼化处理效果。

4、硼化处理

4.1保温炉铝合金液体充满一半时加入10kg硼铝合金。