铝合金及铝合金电缆制造技术

本发明专利技术公开一种铝合金及铝合金电缆，所述铝合金材料的各组分的质量分数为：铁0.9～1.1％，铜0.05～0.09％，硼1.2～0.8％，硅0.06～0.07％，锌0.9～1.4％，铈0.1～0.5％，镁0.02～0.04％，杂质总含量小于0.08％，其余量为铝；铝合金材料的制备方法为：将合金元素以中间合金的形式加入熔融铝锭中，然后除去熔融合金的覆盖剂，然后通入氮气，再加入精炼剂，通气10～12min，通气结束后静置3min，除去精炼剂，再进行浇注得到铝合金锭，将铝合金锭在420～440℃下退火20～50min，然后将温度降至150～170℃退火45min，最后空冷得到铝合金材料。本发明专利技术制备的铝合金材料兼备良好的机械性能和导电性能。

【技术实现步骤摘要】
铝合金及铝合金电缆
本专利技术属于合金
，具体涉及一种铝合金及铝合金电缆。
技术介绍
铝合金，是以铝为基体元素，然后加入一种或多种合金元素组成的合金。铝合金的密度低，但强度比较高，而且具有优良的导电性、导热性和抗蚀性等，使得铝合金材料在电力行业得到了较为广泛的应用。电力行业中的电缆是用来输送和分配电能的资源，其基本结构通常由线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成，其中线芯是电缆中的导电部分，用来输送电能，是电缆的主要组成部分，因此对制作线芯的铝合金材料在导电性能、抗腐蚀性能、机械性能、成型性能以及使用寿命等各个方面有较高的要求。随着对铝合金材料研究的深入，现有铝合金材料种类较多，各种铝合金材料的性能也存在较大差异，现有的铝合金材料在导电性能、抗腐蚀性能、机械性能、成型性能以及使用寿命等方面均有进一步提升的空间，以使其综合性能达到更优。
技术实现思路
本专利技术提供一种铝合金及铝合金电缆，以获取机械性能和导电性能优良的铝合金材料和采用该材料制备的铝合金电缆。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种铝合金材料，所述铝合金材料的各组分的质量分数为：铁0.9～1.1％，铜0.05～0.09％，硼1.2～0.8％，硅0.06～0.07％，锌0.9～1.4％，铈0.1～0.5％，镁0.02～0.04％，杂质总含量小于0.08％，其余量为铝。一种铝合金电缆，包括线芯，所述线芯为所述的铝合金材料制成。一种铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将45份氯化钾和55份氯化钠混合得到覆盖剂，将铝锭放入容器中，在725～740℃下加热，铝锭完全溶解后加入铝铁中间合金，然后加入覆盖剂并保温15min，将温度降至700℃，除去覆盖剂再加入铝铜中间合金，再加入覆盖剂并保温15min，然后将温度升710℃，除去覆盖剂再加入铝镁中间合金，加入覆盖剂并保温20min，再将温度升至760～780℃，除去覆盖剂再加入铝锌中间合金、铝硼中间合金、铝硅中间合金和铝铈中间合金，加入覆盖剂并保温30min，将温度降至710～720℃，得到熔融合金；所述铝铁中间合金的铁含量为20％，铝铜中间合金的铜含量为20％，铝镁中间合金的镁含量为20％，铝锌中间合金的锌含量为20％，铝硼中间合金的硼含量为20％，铝硅中间合金的硅含量为5％，铝铈中间合金的铈含量为5％；所述铝铁中间合金为铝粉与铁粉在熔融状态下混合然后冷却制得，铝铜中间合金为铝粉与铜粉在熔融状态下混合然后冷却制得，铝镁中间合金为镁粉加入熔融铝液中混合然后冷却制得，铝锌中间合金为铝粉和锌粉在熔融状态下混合然后冷却制得，铝硼中间合金为硼粉加入熔融铝液中混合均匀然后冷却制得，铝硅中间合金为硅粉加入熔融铝液中混合均匀然后冷却制得，铝铈中间合金为铈粉加入熔融铝液中混合均匀然后冷却制得；S2.除去熔融合金的覆盖剂，然后通入氮气，再加入精炼剂，通气10～12min，通气结束后静置3min，除去精炼剂，再进行浇注得到铝合金锭；S3.将铝合金锭在420～440℃下退火20～50min，然后将温度降至150～170℃退火45min，最后空冷得到铝合金材料；进一步地，所述铝铁中间合金的质量与熔融合金质量比为4.6～5.6:100。进一步地，所述精炼剂的各组分的质量分数为：氯化钠25～30％，氯化钾5～10％，六氟铝酸钠20～25％，余量为氟化钠。本专利技术的有益效果：(1)传统的铝合金为了强化合金的机械性能，通常加入了较大量的铜、锰、镁和锌，其中锰严重影响铝合金的导电性能，铜、镁、锌对合金的的导电性能也有影响，随着这四种金属含量的增加，铝合金的导电性能变差。本专利技术的铝合金材料中铁、铜、镁的含量少，不含锰，在提升铝合金机械性能的同时减小导电性能的降低。(2)本专利技术的铝合金中硅的含量为0.06～0.07％，硅在铝中室温下的固溶度为0.05％，本专利技术中部分硅与铁、铝形成化合物(Al12Fe9Si2、Al9Fe2Si2)，有利于提高材料的抗拉伸强度，过剩的硅能够阻碍基体的变形，从而使得合金强化；本专利技术的铝合金中加入硼，硼能在合金凝固时作为非自发晶核使得晶核的数量增大，从而减小晶体的尺寸，达到细化晶粒的效果，实现合金强化。铈的加入有利于晶粒细化，铈元素的原子半径较大容易填补生长中的合金晶核新相的表面缺陷，生成阻碍晶粒继续生长的膜，使得晶粒细化。(3)本专利技术在制备铝合金材料时以中间合金的方式加入合金元素，能够有效防止金属熔体过热，降低金属的烧损，缩短熔炼所需的时间。本专利技术的铝铜中间合金中铜的含量为20％，处于铝铜合金的低共熔范围，因此在加入铝铜中间合金时将温度降至700℃，利于节省能源和降低烧损；铝锌中间合金、铝硼中间合金、铝硅中间合金和铝铈中间合金在760～780℃时同时加入，这四种不易烧损的中间合金同时加入能够缩短熔炼时长，减少工序，缩短熔炼时长，能够有效降低铝的烧损同时也能节约能源；中间合金加入后的保温过程中，覆盖剂也能有效降低金属的烧损，使得工艺更加稳定。(4)本专利技术在制备铜铝合金材料时铝铁中间合金的质量与熔融合金的质量比为4.6～5.6:100，铁在合金熔融过程中容易烧损，因此制备出的铝合金材料中铁的含量比加入时的值略低，为0.90～1.10％。具体实施方式为便于更好地理解本专利技术，通过以下实例加以说明，这些实例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。以下实施例中铝铁中间合金的铁含量为20％，铝铜中间合金的铜含量为20％，铝镁中间合金的镁含量为20％，铝锌中间合金的锌含量为20％，铝硼中间合金的硼含量为20％，铝硅中间合金的硅含量为5％，铝铈中间合金的铈含量为5％。所述铝铁中间合金为铝粉与铁粉在熔融状态下混合然后冷却制得，铝铜中间合金为铝粉与铜粉在熔融状态下混合然后冷却制得，铝镁中间合金为镁粉加入熔融铝液中混合然后冷却制得，铝锌中间合金为铝粉和锌粉在熔融状态下混合然后冷却制得，铝硼中间合金为硼粉加入熔融铝液中混合均匀然后冷却制得，铝硅中间合金为硅粉加入熔融铝液中混合均匀然后冷却制得，铝铈中间合金为铈粉加入熔融铝液中混合均匀然后冷却制得。实施例1一种铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将951.56份铝锭放入容器中，在725℃下加热，铝锭完全溶解后加入9.2份铝铁中间合金，然后加入覆盖剂并保温15min，将温度降至700℃，除去覆盖剂再加入0.7份铝铜中间合金，再加入覆盖剂并保温15min，然后将温度升710℃，除去覆盖剂再加入0.4份铝镁中间合金，加入覆盖剂并保温20min，再将温度升至780℃，除去覆盖剂再加入9份铝锌中间合金、8份铝硼中间合金、24份铝硅中间合金和4份铝铈中间合金，加入覆盖剂并保温30min，将温度降至720℃，得到熔融合金；S2.除去熔融合金的覆盖剂，然后通入氮气，再加入精炼剂，通气12min，通气结束后静置3min，除去精炼剂，再进行浇注得到铝合金锭；S3.将铝合金锭在420℃下退火30min，然后将温度降至150℃退火45min，最后空冷得到铝合金材料；所述精炼剂的各组分的质量分数为：氯化钠30％，氯化钾5％，六氟铝酸钠25％，余量为氟化钠。所述覆盖剂的各组分的质量分数为：45％氯化钾和55％氯化钠。制备的铝合金材料各组分的质量分数为：铁0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的各组分的质量分数为：铁0.9～1.1％，铜0.05～0.09％，硼1.2～0.8％，硅0.06～0.07％，锌0.9～1.4％，铈0.1～0.5％，镁0.02～0.04％，杂质总含量小于0.08％，其余量为铝。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的各组分的质量分数为：铁0.9～1.1％，铜0.05～0.09％，硼1.2～0.8％，硅0.06～0.07％，锌0.9～1.4％，铈0.1～0.5％，镁0.02～0.04％，杂质总含量小于0.08％，其余量为铝。2.一种铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.按重量份数计，将45份氯化钾和55份氯化钠混合得到覆盖剂，将铝锭放入容器中，铝锭完全溶解后加入铝铁中间合金，然后加入覆盖剂并保温15min，将温度降至700℃，除去覆盖剂再加入铝铜中间合金，再加入覆盖剂并保温15min，然后将温度升710℃，除去覆盖剂再加入铝镁中间合金，加入覆盖剂并保温20min，再将温度升至760～780℃，除去覆盖剂再加入铝锌中间合金、铝硼中间合金、铝硅中间合金和铝铈中间合金，加入覆盖剂并保温30min，将温度降至710～720℃，得到熔融合金；所述铝铁中间合金的铁含量为20％，铝铜中间合金的铜含量为20％，铝镁中间合金的镁含量为20％，铝锌中间合金的锌含量为20％，铝硼中间合金的硼含量为20％，铝硅中间合金的硅含量为5％，铝铈中间合金的铈含量为5％；所述铝铁中间合金为铝粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长沙仲善新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43