铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金及其制备方法和应用技术

技术编号:15757584 阅读:176 留言:0更新日期:2017-07-05 04:27
本发明专利技术公开了一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金及其制备方法和应用,其中铝合金,按照质量百分比包括以下组分:Si≤0.10%,Fe 0.50‑1.20%,Cu 0.05‑0.30%,Mg 0.10‑0.25%,Ag 0.10‑0.30%,Zr≤0.10%,B≤0.03%,其他杂质元素单个≤0.03%,其他杂质元素总和≤0.10%,Al余量;制备方法包括熔炼、半连续铸造和挤压;应用是将铝合金直接通过摩擦焊与T2铜连接,头部墩平、切边制备成铜铝合金过渡端子,或将铝合金直接制备成铝合金连接管;本发明专利技术提供的合金和制备方法,制成的铝合金电缆连接件具有高强高导抗压蠕变的效果,其抗拉强度为135~165 MPa,导电率61.3~62.1%IACS,延伸率25~35%,抗压蠕变性能≤铜蠕变量的1.10倍。

High strength and high conductivity creep resistant aluminum alloy for aluminium alloy cable connecting piece, preparation method and application thereof

The invention discloses a Aluminum Alloy cable connector with high strength and high conductivity compressive creep Aluminum Alloy and preparation method and application thereof, which Aluminum Alloy, according to the weight percentage comprises the following components: Si 0.10%, Fe 0.50 1.20%, Cu 0.05 0.30%, Mg 0.10 0.25%, Ag 0.10 0.30%, Zr = 0.10%, B = 0.03%, the other single impurity elements is less than 0.03%, the impurities sum is less than 0.10%, Al margin; the preparation method comprises melting, semi continuous casting and extrusion; application is Aluminum Alloy directly through the friction welding and T2 copper head, flat, cutting edge pier prepared transition terminal copper aluminum alloy, or directly Aluminum Alloy prepared Aluminum Alloy connecting pipe; alloy and the preparation method of the invention, Aluminum Alloy made cable connector has high strength and high conductivity compressive creep effect, the tensile strength is 135~165 MPa, conductivity 61.3~62.1%IACS 25~35%, the elongation rate, compressive creep performance is less than or equal to 1.10 times the creep deformation of copper.

【技术实现步骤摘要】
铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金及其制备方法和应用
本专利技术属于合金
,特别涉及一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来,铝合金电缆导体通过加入合金成份和合理的制备工艺,改变纯铝原有强度低、韧性差、抗压蠕变性能差的缺陷,在国内获得了较为迅猛的发展,随着《GB/T30552-2014电缆导体用铝合金线》、《NB/T42051-2015额定电压0.6/1kV铝合金导体交联聚乙烯绝缘电缆》等标准的陆续发布,铝合金电缆市场更加规范并取得相对广泛的认可。但原本应用于铝电缆的铝连接管、铜铝连接管等铝连接件,由于铝本身抗压蠕变性能差,导致铝合金电缆采用铝连接件连接后无法发挥出其良好的性能。为更好的发挥铝合金电缆的优点,对铝合金电缆连接件用材质提出了更高的要求。经检索,公开号为102683919B的中国专利技术专利,该专利技术涉及一种抗蠕变铝合金铜铝过渡端子及其制备方法,其中:“该抗蠕变铝合金的化学组分质量百分比为:Si≤0.12%,Fe0.35~0.75%,Cu0.15~0.25%,Mg≤0.05%,Zn≤0.05%,B0.001~0.04%,其它元素单个≤0.03%,其它元素总和≤0.1%,Al余量。”该抗蠕变铝合金的制备方法为:“采用抗蠕变铝合金浇铸成铝连接管,再通过摩擦焊工艺将铜与铝合金焊接在一起。”该抗蠕变铝合金的抗拉强度为60~115MPa(退火态)、105~150MPa(半退火或不退火态),延伸率≥10%,导电率达到61%IACS。该专利公开的抗蠕变铝合金铜铝过渡端子属于AA8030牌号,该材料为铝合金电缆导体的常用牌号,相比纯铝材质,其抗压蠕变性能有较大提高。而铝合金电缆连接件通过压接工艺将两段铝合金电缆连接起来,由于其结构及使用环境的要求,其力学性能应高于铝合金电缆导体,尤其抗压蠕变性能应与铜接近,才能保证线路在长期负载运行中连接的可靠性。目前采用的铝质连接件或者直接采用AA8000系铝合金配方的连接件其力学性能偏低,抗压蠕变性能与铜相比差距仍然较大,无法发挥出铝合金电缆的优势,不能满足线路长期运行的需要。铝连接管采用浇铸成型的技术,可以缩短生产工序,提高生产效率,但浇铸工艺本身的缺点会导致铝连接管疏松多孔,削弱其抗蠕变性能和导电性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金及其制备方法和应用,用于制备连接管及铜铝合金过渡端子,解决了现有技术中铝质连接件和AA8000系铝合金连接件其力学性能偏低,抗压蠕变性能与铜差距较大,无法完全发挥铝合金电缆优势等难题。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金,其特征在于,按照质量百分比包括以下组分:Si≤0.10%,Fe0.50-1.20%,Cu0.05-0.30%,Mg0.10-0.25%,Ag0.10-0.30%,Zr≤0.10%,B≤0.03%,其他杂质元素单个≤0.03%,其他杂质元素总和≤0.10%,Al余量;其中:Si属于杂质,其含量为Si≤0.10%,不需要专门加入,其来源于原材料纯度≥99.70%的纯铝;其他杂质元素均为原材料或工艺过程中混入的杂质元素。一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、熔炼:S101、将石墨坩埚置于电阻炉中,升温至400~420℃,加入预热后的工业纯铝;S102、升温至720℃,待纯铝全部熔化后,扒去熔体表面氧化皮;S103、升温至750℃,加入中间合金锭、纯银丝、电解铜及高纯镁锭,待其完全溶化进行充分搅拌;S104、降温至730℃,通入干燥氩气对熔体精炼10~15min,并静置10min;S105、炉温恢复到730℃时,加入除渣剂,搅拌后静置5~10min,之后进行扒渣,静置15min。S2、半连续铸造:S201、倾转电阻炉将熔体转至预热好的过滤箱中,进行热顶模半连续铸造;S202、使用结晶器进行半连续铸造,半连续铸棒经扒皮、去头尾后,获得φ240mm挤压坯料。S3、挤压:将挤压坯料置入挤压机进行挤压,得到产品。进一步的,所述步骤S102中纯铝的纯度≥99.70%,Si属于杂质,其含量为Si≤0.10%,不需要专门加入,其来源于原材料纯度≥99.70%的纯铝。优选的,所述步骤S103中的中间合金锭包括Al-10wt%Fe中间合金、Al-3wt%B中间合金、Al-4wt%Zr中间合金,其中:wt%为重量百分比。优选的,所述步骤S103中纯银丝的纯度≥99.99%。优选的,所述步骤S202中的结晶器为Ø255mm结晶器。优选的,所述步骤S201中的铸造参数为:过滤箱铝液温度710~730℃,所述步骤S202中的铸造参数为:结晶器的冷却水压0.04~0.06MPa,冷却水流量15~20m3/h,结晶器内铝液温度680~710℃,铸造速度为60~85mm/min,其中:冷却水压基本稳定在0.04-0.06MPa范围内,只通过阀门调节冷却水的流量。优选的,所述步骤S3中使用的挤压机为2000吨大型卧式挤压机。优选的,所述步骤S3的挤压参数为:挤压筒内径为242mm,挤压比为50~65,挤压温度为360~380℃,模具温度360~370℃,金属流出模孔速度为3~5m/min,出口温度410~420℃。一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金的应用,无需退火工序,将铝合金直接通过摩擦焊与T2铜连接,头部墩平、切边制备成铜铝合金过渡端子,或将铝合金直接冲压成孔或者铣孔制备成铝合金连接管。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:本专利技术提供的合金和制备方法,制成的铝合金电缆连接件具有高强高导抗压蠕变的效果,其抗拉强度为135~165MPa,导电率61.3~62.1%IACS,延伸率25~35%,抗压蠕变性能≤铜蠕变量的1.10倍。附图说明图1是本专利技术铜铝合金过渡端子的结构示意图;图2是图1的俯视图;图3是本专利技术铝合金连接管的结构示意图;其中:1-T2铜,2-铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。铝合金电缆通过连接件压接相连,随着线路运行中的长期冷热作用,会引起铝合金电缆连接的地方出现微小变形而导致连接松动的现象,该现象即为材料的压蠕变,材料本身抵抗此种变形的能力称为抗压蠕变性能,一般通过压蠕变试验进行衡量。实施例1一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金,按照质量百分比包括以下组分:Si0.07%,Fe0.5%,Cu0.25%,Mg0.2%,Ag0.20%,Zr0.06%,B0.03%,其他杂质元素单个≤0.03%,其他杂质元素总和≤0.10%,Al余量。一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金的制备方法,包括以下步骤:S1、熔炼S101、将石墨坩埚置于电阻炉中,升温至410℃,加入预热后的99.70%工业纯铝;S102、升温至720℃,待纯铝全部熔化后,扒去熔体表面氧化皮;S103、升温至750℃,加入Al-10wt%Fe中间合金、纯银丝(纯度≥99.99%)、高纯镁锭、Al-3wt%B中间合金、Al-4wt%Zr中间合金及99.95%阴极电解铜,待其完全溶化进行充分搅拌;S104、降温至730℃,通本文档来自技高网
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铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金及其制备方法和应用

【技术保护点】
一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金,其特征在于,按照质量百分比包括以下组分:Si≤0.10%,Fe 0.50‑1.20%,Cu 0.05‑0.30%,Mg 0.10‑0.25%,Ag 0.10‑0.30%,Zr≤0.10%,B≤0.03%,其他杂质元素单个≤0.03%,其他杂质元素总和≤0.10%,Al余量。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金,其特征在于,按照质量百分比包括以下组分:Si≤0.10%,Fe0.50-1.20%,Cu0.05-0.30%,Mg0.10-0.25%,Ag0.10-0.30%,Zr≤0.10%,B≤0.03%,其他杂质元素单个≤0.03%,其他杂质元素总和≤0.10%,Al余量。2.根据权利要求1所述的铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、熔炼:S101、将石墨坩埚置于电阻炉中,升温至400~420℃,加入预热后的工业纯铝;S102、升温至720℃,待纯铝全部熔化后,扒去熔体表面氧化皮;S103、升温至750℃,加入中间合金锭、纯银丝、电解铜及高纯镁锭,待其完全溶化进行充分搅拌;S104、降温至730℃,通入干燥氩气对熔体精炼10~15min,并静置10min;S105、炉温恢复到730℃时,加入除渣剂,搅拌后静置5~10min,之后进行扒渣,静置15min;S2、半连续铸造:S201、倾转电阻炉将熔体转至预热好的过滤箱中,进行热顶模半连续铸造;S202、使用结晶器进行半连续铸造,半连续铸棒经扒皮、去头尾后,获得φ240mm挤压坯料;S3、挤压:将挤压坯料置入挤压机进行挤压,得到产品。3.根据权利要求2所述的铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤S102中纯铝的纯度≥99.70%。4.根据权利要求2所述的铝合金电缆连接件用高强高导抗压蠕变铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤S103中...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨荣凯陈冠张冰孔维权
申请(专利权)人:南京南瑞集团公司国网浙江省电力公司国家电网公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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