[发明专利]具有高导电率和高强度的铝合金线及其制造方法

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年1月20日提交的韩国专利申请第10-2011-0005869号作为优先权，在此出于各种目的将该申请的全部公开内容引入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种铝合金线，更具体地涉及一种具有导电体所需的高强度和高导电率的铝合金线，以及其制造方法。

背景技术

通常，铝合金线具有优异的导电率，并且重量轻，因此广泛用作高架或地下传输线，或用作建筑物电缆的导电体。

未合金化的纯铝(Al)的导电率为大约62％。然而，由于铝较软，为了用作电线，其需要与少量的合金元素形成合金以改善强度，尽管这会降低导电率。

铝合金线的技术趋势的界定为：在20世纪60年代为60TAL(耐热铝合金线)，具有60％IACS的导电率和150℃的连续工作温度；在20世纪80年代为XTAL(特种耐热铝合金线)，具有58％IACS的导电率和230℃的连续工作温度；在1985年为STAL或ZTAL(超级耐热铝合金线)，具有60％IACS的导电率和210℃的连续工作温度；在1993年为XTAL，具有58％IACS的导电率和230℃的连续工作温度。

当铝合金线的导电率高时，难以保证高温强度，而当高温强度高时，导电率又较低。由于连续工作温度下的高温强度和导电率之间的上述关系，需要优化加工硬化和热处理的条件以改善这两种要素。

在这种情况下，对Al-Zr合金线进行了积极的研究。已知的Al-Zr合金线包含：作为有效合金元素的0.07重量％～0.2重量％的镁(Mg)和0.02重量％～0.05重量％的锆(Zr)；作为其他合金元素的0.15重量％或更少的硅(Si)、1.0重量％的铁(Fe)、0.2重量％或更少的锌(Zn)，0.05重量％或更少的硼(B)和0.05重量％或更少的镓(Ga)；以及作为杂质的0.01重量％或更少的钛(Ti)、0.01重量％或更少的钒(V)、0.01重量％或更少的锰(Mn)和0.01重量％或更少的铬(Cr)。另外，还可以包含铜(Cu)，Cu的含量不多于[0.05+2(0.2-m)]重量％。这里，“m”是指Mg的含量。

具有上述组成的铝合金线经由下列步骤制造：铸造，拉拔，在225℃～275℃下进行1小时～24小时的热处理。

杂质会降低导电率。为提高导电率，Al-Zr合金线需要析出最大量的细小的ZrAl₃。而且，为提高连续工作温度，Al-Zr合金线应当消除在高温条件下可能发生的Al的原始结构置换或者再结晶。

然而，均匀和细小的ZrAl₃的析出涉及高温热处理所需的大量的加工和时间，这为大批量生产带来了困难。

同时，日本公报第05-70905号提出了一种制造铝合金线的方法，该铝合金线包含0.15重量％～0.4重量％的Zr、0.1重量％～0.5重量％的Fe、0.05重量％～0.2重量％的Si和0.005重量％～0.05重量％的Be，其中Si和Be的总含量为0.035重量％～0.11重量％。

然而，由于用于提高高温强度的Be是一种对于环境有害且受管制的物质，′905面临着环境问题。而且，使用Be会增加制造成本。此外，′905的制造过程复杂，必须在铸造和热加工之后经过两次冷加工和热处理。

发明内容

本发明设计用来解决上述问题，因此本发明的目的是提供一种铝合金线以及其制造方法，该铝合金线包含能够在热处理期间容易地析出的元素，以保证高导电率和高强度。

为了实现本发明的目的，依据本发明的一个方面，提供了一种铝合金线，其包含作为主要元素的Al，以及作为合金元素的0.3重量％～0.6重量％的Fe、0.3重量％～0.5重量％的Cu，0.03重量％～0.06重量％的Mg和0.01重量％～0.10重量％的B。

本发明的铝合金线具有61.6％IACS或更高的导电率，以及125MPa或更高的抗张强度。

优选地，Fe的含量可以为0.50重量％～0.60重量％，Cu的含量可以为0.3重量％～0.4重量％。

本发明的铝合金线可进一步包含0.01重量％或更少的Ti、0.01重量％或更少的V、0.01重量％或更少的Cr和0.01重量％或更少的Ni作为杂质，并且杂质的总含量可以优选为0.1重量％或更少。