一种铝合金导体材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于铝合金生产技术领域，具体涉及一种铝合金导体材料及其制备方法，该铝合金以重量百分比计，其成分为：硅0.06-0.1wt％、铁0.4-0.6wt％、铜0.15-0.3wt％、镁0.01-0.03wt％、锌0.01-0.03wt％、硼0.02-0.03wt％、镓0.03-0.05wt％、稀土金属0.08-0.13wt％、总量为0.05-0.08wt％，其余为铝，本发明专利技术方法通过控制退火温度、降温速率及其冷热轧工艺，并配合物料成分，改善了应力作用对导体组织的不利影响，使得铝合金导体的强度、导电率、耐热率、耐挠曲疲劳性、耐腐蚀和耐蠕变性能提高。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金导体材料及其制备方法
本专利技术属于铝合金生产
，具体涉及一种铝合金导体材料及其制备方法。
技术介绍
如今，随着我国电力需求的快速增长，电力能源在传输过程中的要求也日益增高，优质的输电线路应具备输电距离远，输电容量大，低于自然灾害能力的强的特点，然后随着需求的提高，进一步从电导率、耐热性、抗弧垂特性对输电线提出了优质功能性的要求。目前，用普通铝制造的铝导体材料，其导电性能和耐热性能表现不佳，并且生产过程中常出现断线现象，进而增加了铝合金导体材料的生产成本和使用成本。采用重熔用铝锭制备的铝导体材料，重熔用铝锭中含有铁、硅、铜等杂质，利用铁、硅、铜等杂质，有利于实现合金强化，但是这些元素常形成固强化，难以形成细小弥散强化，进而造成铝合金导体材料的强度上升而导电性下降、柔软性下降，进而降低了耐挠曲疲劳特性，进而使得纯铝系材料无法承受反复的弯曲应力。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供一种导电性能优良的铝合金导体及其工艺简单、安全性高的制备方法。具体通过以下方案得以实现：一种铝合金导体材料，该铝合金以重量百分比计，其成分为：硅0.06-0.1wt％、铁0.4-0.6wt％、铜0.15-0.3wt％、镁0.01-0.03wt％、锌0.01-0.03wt％、硼0.02-0.03wt％、镓0.03-0.05wt％、稀土金属0.08-0.13wt％，其余为铝和不可避免杂质。进一步的，该铝合金以重量百分比计，其成分为：硅0.08wt％、铁0.5wt％、铜0.23wt％、镁0.02wt％、锌0.02wt％、硼0.025wt％、镓0.04wt％、稀土金属0.1wt％，其余为铝和不可避免杂质。进一步的，所述稀土金属包括钪、钐、铒、钇、镧、铈之一或两种。进一步的，所述不可避免杂质总量为0.05-0.08wt％。其制备方法，包括以下步骤：(1)取工业纯铝锭，铁、镁、硅的中间合金，将工业纯铝锭熔化，向熔体中加入铝铁合金、铝镁硅合金，于770-780℃保温，待中间完全熔化后，将合金熔液温度降低至560-600℃，然后添加铜、锌、硼、镓、稀土元素的中间合金进行保温1-2h，以氮气由炉底输送精炼剂对熔体进行精炼后，经浇铸，得铸锭；(2)将铸锭进行切割铣面，在温度为480-500℃下热轧，然后经冷轧至出口物料温度为280℃，再置于温度为330-360℃下退火处理1-3h，获得铝合金导体材料。所述降温，其速率为5-7℃/min。所述浇铸温度为710-740℃。所述精炼剂由质量百分比为5-15％的氯化钠、5-15％氯化钾和、70-90％的Na3AlF6组成。本专利技术的有益效果本专利技术使得铁含量为0.4-0.6wt％，其余含铁成分以Al-Fe、Al-Fe-Si、Al-Fe-Si、-Mg等金属化合物的形式结晶或析出，该结晶物或析出物作为结晶粒的微细化材而发挥作用，同时使强度和耐挠曲疲劳特性提高，同时使得部分铁固溶，而提升强度。本专利技术使得镁含量为0.01-0.03wt％和硅含量为0.06-0.1wt％，其余含镁成分与含硅成分相互形成析出物，而提高合金强度、耐热性能。本专利技术使得铜含量为0.15-0.3wt％，一方面使得其固溶而对铝合金进行强化，另一方面，有助于提高合金耐蠕变性和热稳定性。本专利技术使得镓含量为0.03-0.05wt％，一方面使得其固溶而对铝合金进行强化，另一方面，有助于提高合金耐热性和耐腐蚀性。本专利技术使得锌含量为0.01-0.03wt％，一方面使得其固溶而对铝合金进行强化，另一方面，有助于提高合金耐腐蚀性和热稳定性。本专利技术中稀土金属能降低铝固溶体中硅的含量，从而降低铁、硅、镓等对铝合金导电率的影响，同时改善了铝合金材料中晶体的组织结构，提高了铝合金的加工性能和耐腐蚀性能。本专利技术中硼元素可与Ti、V、Mn、Cr等杂质元素反应，有利于杂质的排出，从而降低杂质对铝合金导电率的影响，有利于改善合金柔软性的不利发展。本专利技术方法通过控制退火温度、降温速率及其冷热轧工艺，改善了应力作用对导体组织的不利影响，使得铝合金导体的性能提高，其中，拉伸强度约为175MPa，导电率约为63％IACS，耐热温度约为230℃。具体实施方式下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。实施例1取工业纯铝锭熔化，向熔体中加入铝铁合金、铝镁硅合金，于770℃保温，待中间完全熔化后，将合金熔液温度以5℃/min的速率降温至590℃，然后添加铜、锌、硼、镓、镧的中间合金进行保温1h，以氮气由炉底依次输送5％的氯化钠、5％氯化钾和、90％的Na3AlF6组成的精炼剂进行精炼后，在温度为740℃下浇铸，得铸锭；将铸锭进行切割铣面，在温度为495℃下热轧，然后经冷轧至出口物料温度为280℃，再置于温度为348℃下退火处理1.5h，获得铝合金导体材料。对该材料成分分析，各元素的重量百分比为：硅0.1wt％、铁0.4wt％、铜0.2wt％、镁0.02wt％、锌0.03wt％、硼0.02wt％、镓0.05wt％、稀土金属0.08-0.13wt％、不可避免杂质总量为0.08wt％，其余为铝。实施例2取工业纯铝锭熔化，向熔体中加入铝铁合金、铝镁硅合金，于772℃保温，待中间完全熔化后，将合金熔液温度以7℃/min的速率降温至570℃，然后添加铜、锌、硼、镓、以钪、钐为混合稀土的中间合金进行保温1h，以氮气由炉底依次输送8％的氯化钠、5％氯化钾和、87％的Na3AlF6组成的精炼剂进行精炼后，在温度为735℃下浇铸，得铸锭；将铸锭进行切割铣面，在温度为480℃下热轧，然后经冷轧至出口物料温度为280℃，再置于温度为330℃下退火处理2.5h，获得铝合金导体材料。对该材料成分分析，各元素的重量百分比为：硅0.07wt％、铁0.6wt％、铜0.26wt％、镁0.01wt％、锌0.01wt％、硼0.028wt％、镓0.05wt％、稀土金属0.08-0.13wt％、不可避免杂质总量为0.06wt％，其余为铝。实施例3取工业纯铝锭熔化，向熔体中加入铝铁合金、铝镁硅合金，于780℃保温，待中间完全熔化后，将合金熔液温度以5℃/min的速率降温至600℃，然后添加铜、锌、硼、镓、以铒、镧为混合稀土的中间合金进行保温2h，以氮气由炉底依次输送10％的氯化钠、10％氯化钾和、80％的Na3AlF6组成的精炼剂进行精炼后，在温度为725℃下浇铸，得铸锭；将铸锭进行切割铣面，在温度为486℃下热轧，然后经冷轧至出口物料温度为280℃，再置于温度为355℃下退火处理2h，获得铝合金导体材料。对该材料成分分析，各元素的重量百分比为：硅0.08wt％、铁0.5wt％、铜0.23wt％、镁0.02wt％、锌0.02wt％、硼0.025wt％、镓0.04wt％、稀土金属0.1wt％、不可避免杂质总量为0.07wt％，其余为铝。实施例4取工业纯铝锭熔化，向熔体中加入铝铁合金、铝镁硅合金，于776℃保温，待中间完全熔化后，将合金熔液温度以6℃/min的速率降温至580℃，然后添加铜、锌、硼、镓、钇的中间合金进行保温1.5h，以氮气由炉底依次输送15％的氯化钠、5％氯化钾和、80％的Na3AlF6组成的精炼剂进行精炼后，在温度为710℃下浇铸，得铸锭；将铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金导体材料，其特征在于，该铝合金以重量百分比计，其成分为：硅0.06‑0.1wt％、铁0.4‑0.6wt％、铜0.15‑0.3wt％、镁0.01‑0.03wt％、锌0.01‑0.03wt％、硼0.02‑0.03wt％、镓0.03‑0.05wt％、稀土金属0.08‑0.13wt％，其余为铝和不可避免杂质。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金导体材料，其特征在于，该铝合金以重量百分比计，其成分为：硅0.06-0.1wt％、铁0.4-0.6wt％、铜0.15-0.3wt％、镁0.01-0.03wt％、锌0.01-0.03wt％、硼0.02-0.03wt％、镓0.03-0.05wt％、稀土金属0.08-0.13wt％，其余为铝和不可避免杂质；其制备方法，包括以下步骤：(1)取工业纯铝锭，铁、镁、硅的中间合金，将工业纯铝锭熔化，向熔体中加入铝铁合金、铝镁硅合金，于770-780℃保温，待中间完全熔化后，将合金熔液温度降低至560-600℃，然后添加铜、锌、硼、镓、稀土元素的中间合金进行保温1-2h，以氮气由炉底输送精炼剂对熔体进行精炼后，经浇铸，得铸锭；(2)将铸锭进行切割铣面，在温度为480-500℃下热轧，然后经冷轧至出口物料温度为280℃，再置于温度为330-360℃下退火处理1-3h，获得铝合金导体材料。2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔光，于丹，俞开升，敖四海，谢懿，陈春喜，陈寅，王昌明，
申请(专利权)人：贵州航天风华精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52