[发明专利]一种高导电率稀土铝合金线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电线电缆导体用材料领域，具体地，本发明涉及一种高导电率稀土铝合金线及其制备方法。

背景技术

目前电线电缆导体绝大部分采用铜导体，由于我国铜资源相对匮乏，铜价居高不下，铜导体占铜电缆成本的约70％，制造铜电缆的成本太高。铝合金电缆相对于铜电缆，其重量更轻，便于敷设，至少可以减少20%-40%的安装费用。然而铝合金导体的导电率是铜导体导电率的61.5%，载流量是铜导体的79%，每单位体积的铜导体导电率要大大优于铝合金导体的导电率。

如何在保证铝合金力学、韧性、耐腐蚀性能的前提下提高铝合金线的电导率，减少输电损，成为目前铝合金导线最为迫切的技术需求。

发明内容

针对现有的铝合金导线存在的缺陷，本发明一个目的是提供一种高导电率稀土铝合金线，该稀土铝合金线同时具有优异的导电率、耐腐蚀性、耐磨性、韧性，作为导线使用性能优良、安全可靠。

本发明的另一个目的是提供上述高导电率稀土铝合金线的制备方法。

本发明的再一个目的是提供上述高导电率稀土铝合金线的用途。

为了实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种高导电率稀土铝合金线，其由包含下列组分的稀土铝合金材料制成：0.05-0.5wt%的Ag，0.01-0.1wt%的Si，0.01-0.2wt%的Fe，0.01-0.1wt%的Zn，0.01-0.03wt%的Ga，0.05-0.25wt%的稀土元素，其余为铝和不可避免的杂质，

其中，所述稀土元素包含下列组分：0.02-0.1wt%的Ce，0.02-0.05wt%的Nd，0.005-0.01wt%的Pr，0.0001-0.001wt%的Sm，0.0001-0.02wt%的La，

所述不可避免的杂质的单种杂质元素的含量为0-0.01wt%，其杂质的总含量为0-0.03wt%。

进一步地，上述稀土铝合金材料包含下列组分：0.2-0.5wt%的Ag，0.01-0.05wt%的Si，0.01-0.1wt%的Fe，0.01-0.05wt%的Zn，0.01-0.02wt%的Ga，0.05-0.25wt%的稀土元素，其余为铝和不可避免的杂质。

更进一步地，上述稀土铝合金材料包含下列组分：0.2wt%的Ag，0.04wt%的Si，0.05wt%的Fe，0.01wt%的Zn，0.01wt%的Ga，0.2wt%的稀土元素，其余为铝和不可避免的杂质。

本发明提供的技术方案主要通过控制铝合金线包含的金属元素的种类和含量使该铝合金的导电率达到101.2％IACS(导电率)。

本发明的另一个技术方案还提供了一种上述稀土铝合金线的制备方法，该方法包括以下步骤：

（a）将铝锭加入熔炉中，在3.5-4.5h内将温度从室温升至665-680℃，保温80-100min，加入上述合金元素，保温30-50min，以上步骤在吹氮气且搅拌的条件下进行；

（b）通过连铸、连轧制成φ9.5mm铝合金杆，将其铝合金杆进行三次拉拔，第一次拉拔后在370-390℃下球化退火230-260min，第二次拉拔后在370-390℃下球化退火170-190min，最后进行第三次拉拔至所需尺寸。

进一步地，上述稀土铝合金线的制备方法包括以下步骤：

（a）将铝锭加入熔炉中，在4h内将温度从室温升至670℃，保温90min，加入上述合金元素，保温40min，以上步骤在吹氮气且搅拌的条件下进行，

（b）通过连铸、连轧制成φ9.5mm铝合金杆，将制成的铝合金杆进行三次拉拔，第一次拉拔后在380℃下球化退火240min，第二次拉拔后在380℃下球化退火180min，最后进行第三次拉拔至所需尺寸。

上述技术方案中，所述铝锭采用纯度大于99.6wt％的高纯度铝锭。

本发明的再一个技术方案还提供了上述高导电率稀土铝合金线应用于制备实心导体、多股绞合导体或漆包线的用途。

相对于现有技术，本发明提供的稀土铝合金线具有以下有益效果：

1、加入的微量的稀土元素钕（Nd）、镨（Pr）、钐（Sm）、镧（La）、铈（Ce）改变了合金的结晶条件，主要表现在细化晶粒和结晶，改善铝合金的耐热性，增加了铝合金线的伸长率、断裂韧度和耐磨性能等。稀土铝合金还会使表面氧化膜结构发生变化，提高产品的耐腐蚀性能。

2、加入的银及其合金有益于提高铝合金的导电率、抗氧化能力和延展性。

3、加入的微量的镓使铝合金的腐蚀失重值减少，可以抑制铝合金的腐蚀。