一种高强高导电率的铝基导线及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强高导电率的铝基导线及制备方法，属于材料技术领域。本发明专利技术的中强度高耐热高导电率的铝基导线由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.3~0.4%、锗0.2~0.5%、铒0.2~0.4%、铜0.3~0.5%、镁0.5~0.6%、硼0.2~0.4%、硅0.5~0.8%、铁0.5~0.8%。本发明专利技术在铝中加入铒、钇、锗、铜可细化铸态晶粒，减少枝晶间距和位错，组织均匀化，去除其中的杂质元素，提高铝合金的导电率；细化组织、促进形成θ(CuAl2)强化相，提高合金强度。

An aluminum based conductor with high strength and high conductivity and its preparation method

The invention relates to an aluminum - based conductor with high strength and high conductivity and a preparation method, which belongs to the field of material technology. The aluminum conductor with medium strength, high heat resistance and high conductivity is made of the following metal elements and non-metallic elements: the mass meter of aluminum is 1, yttrium 0.3~0.4%, germanium 0.2~0.5%, erbium 0.2~0.4%, copper 0.3~0.5%, magnesium 0.5~0.6%, boron 0.2~0.4%, silicon 0.5~0.8% and iron 0.5~0.8%. The addition of erbium, yttrium, germanium and copper in aluminum can refine the as cast grain, reduce the dendrite spacing and dislocation, homogenate the structure, remove impurity elements, improve the conductivity of the aluminum alloy, refine the microstructure, promote the formation of theta (CuAl2) strengthening phase, and improve the strength of the alloy.

【技术实现步骤摘要】
一种高强高导电率的铝基导线及其制备方法
本专利技术涉及一种高强高导电率的铝基导线及其制备方法，属于材料

技术介绍
近年来，电力需求不断提高，电力能源在传输中有更高的要求，建设以高压线路为基础的电网备受关注。但是，从资源节约角度考虑，传统铝线的强度成了最大的阻碍，因此提高输电导线的强度迫不及待。然而铝合金导体材料的强度和导电率是一对矛盾体，如何较好的兼顾两者的指标成为了当前导电铝合金发展的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种高强高导电率的铝基导线，由以下组成物制得：铝的质量计为1，钇0.3~0.4%、锗0.2~0.5%、铒0.2~0.4%、铜0.3~0.5%、镁0.5~0.6%、硼0.2~0.4%、硅0.5~0.8%、铁0.5~0.8%。本专利技术的另一目的是提供该高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：（1）将铝锭加热熔化成铝水；（2）在高于铝熔点的温度条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温10~15min后加入镁，再保温10~15min，依次加入打渣剂、精炼剂搅拌2~5min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；（3）将步骤（2）所得铝合金液静置，在温度为700~800℃条件下浇注得到铝基材料；（4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为470~510℃的条件下均匀化处理240~600min，温度为500~555℃的条件下固溶处理30~120min，得到热处理铝基材料；（5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序轧制变形得到铝基材料圆杆，再经常温多道次拉拔得到铝基导线单丝，然后置于温度为170~180℃的条件下时效处理240~480min即得高强高导电率的铝基导线；所述步骤（2）中打渣剂的加入量为5~10g，精炼剂的加入量为5~10g，打渣剂、精炼剂均为常规市售产品；所述步骤（5）中多道次顺序轧制变形的入轧温度为500~580℃，出轧温度为350~400℃。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术方法在铝中加入铒、钇、锗、铜可细化铸态晶粒，减少枝晶间距和位错，组织均匀化，去除其中的杂质元素，提高铝合金的导电率；细化组织、促进形成θ(CuAl2)强化相，提高合金强度；（2）本专利技术先对铝材进行均匀化处理，使合金成分分布均匀，晶界处的第二相均匀分布到晶粒内部；再进行合适的固溶温度和保温时间，将合金中各相最大化溶入铝基体，形成过饱和固溶体；最后，进行时效处理，使晶格从长程有序转变为短程有序状态，电子散射几率减小，从而在一定程度上降低电阻率；（3）本专利技术所述的高强度铝合金材料制备的铝合金线具有比现有铝合金线更高的抗拉强度和导电性能，可达到钢芯铝绞线的机械性能要求，具有更高的导电性能，可应用于大跨越等输电线路。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1：本实施例的高强高导电率的铝基导线，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.30%、锗0.50%、铒0.20%、铜0.30%、镁0.60%、硼0.40%、硅0.50%、铁0.80%；一种高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：（1）将铝锭加热熔化成铝水；（2）在高于铝熔点的温度（温度为890℃）条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温10min后加入镁，再保温15min，依次加入5g打渣剂、6g精炼剂搅拌2min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；其中铝合金液中Al、Er、Ge、Y、B、Cu、Mg、Fe、Si的质量比为100:0.3:0.5:0.2:0.3:0.6:0.4:0.5:0.8；（3）将步骤（2）所得铝合金液静置10min，在温度为700℃条件下浇注即得铝基材料；（4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为480℃的条件下均匀化处理300min，温度为510℃的条件下固溶处理90min得到热处理铝基材料；（5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序轧制（入轧530℃，出轧350℃）变形成为准9.5mm的铝基材料圆杆，再经过常温多道次拉拔成直径为2mm铝基导线单丝，然后置于温度为180℃的条件下时效处理300min即得高强高导电率的铝基导线；本实施例制备的高强高导电率的铝基导线的性能测试结果如表1所示，从表1可知，导电率为61.5%IACS，抗拉强度为289.65MPa，伸长率为6.2%。实施例2：本实施例的高强高导电率的铝基导线，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.40%、锗0.20%、铒0.40%、铜0.50%、镁0.50%、硼0.20%、硅0.80%、铁0.50%；一种高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：（1）将铝锭加热熔化成铝水；（2）在高于铝熔点的温度（温度为870℃）条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温12min后加入镁，再保温13min，依次加入7g打渣剂、5g精炼剂搅拌2min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；其中铝合金液中Al、Er、Ge、Y、B、Cu、Mg、Fe、Si的质量比为100:0.4:0.2:0.4:0.5:0.5:0.2:0.8:0.5；（3）将步骤（2）所得铝合金液静置15min，在温度为750℃条件下浇注即得铝基材料；（4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为470℃的条件下均匀化处理600min，温度为500℃的条件下固溶处理120min得到热处理铝基材料；（5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序轧制（入轧500℃，出轧350℃）变形成为准9.5mm的铝基材料圆杆，再经过常温多道次拉拔成直径为2mm铝基导线单丝，然后置于温度为170℃的条件下时效处理480min即得高强高导电率的铝基导线；本实施例制备的高强高导电率的铝基导线的性能测试结果如表1所示，从表1可知，导电率为60.5%IACS，抗拉强度为295.76MPa，伸长率为5.8%。实施例3：本实施例的高强高导电率的铝基导线，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.32%、锗0.30%、铒0.35%、铜0.35%、镁0.55%、硼0.25%、硅0.70%、铁0.70%；一种高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：（1）将铝锭加热熔化成铝水；（2）在高于铝熔点的温度（温度为860℃）条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温15min后加入镁，再保温10min，依次加入8g打渣剂、7g精炼剂搅拌5min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；其中铝合金液中Al、Er、Ge、Y、B、Cu、Mg、Fe、Si的质量比为100:0.32:0.3:0.35:0.35:0.55:0.25:0.7:0.7；（3）将步骤（2）所得铝合金液静置12min，在温度为780℃条件下浇注即得铝基材料；（4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为510℃的条件下均匀化处理240min，温度为555℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强高导电率的铝基导线，其特征在于，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.3~0.4%、锗0.2~0.5%、铒0.2~0.4%、铜0.3~0.5%、镁0.5~0.6%、硼0.2~0.4%、硅0.5~0.8%、铁0.5~0.8%。

【技术特征摘要】
1.一种高强高导电率的铝基导线，其特征在于，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.3~0.4%、锗0.2~0.5%、铒0.2~0.4%、铜0.3~0.5%、镁0.5~0.6%、硼0.2~0.4%、硅0.5~0.8%、铁0.5~0.8%。2.如权利要求1所述的高强高导电率的铝基导线的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将铝锭加热熔化成铝水；（2）在高于铝熔点的温度条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温10~15min后加入镁，再保温10~15min，依次加入打渣剂、精炼剂搅拌2~5min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；（3）将步骤（2）所得铝合金液静置，在温度为700~800℃条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮维，李平安，杨钢，吴云峰，全琪，刘状，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53