一种电缆铝合金材料制造技术

本发明专利技术公开了一种电缆铝合金材料，包括以下成分：Ti3AlC2/Cu复合粉体材料1.5‑3％、镁锰中间合金0.8‑1.2％、稀土铝中间合金0.6‑0.9％、铝铬中间合金0.7‑1％、硅锆中间合金0.4‑0.7％、铝银中间合金0.9‑1.5％，余量为铝粉及其不可避免的杂质。本发明专利技术在铝粉中加入适量的稀土铝中间合金、增强导电率佳的材料Ti3AlC2/Cu复合粉体材料和镁锰中间合金、硅锆中间合金等，一方面可以细化晶粒，填补表层缺陷，提高纯度，减少晶粒的不均匀长大，另一方面可以增强铝合金的强度和导电率，使得制备的铝合金性能良好，且耐高温和腐蚀。

A kind of cable aluminum alloy material

The invention discloses a cable aluminum alloy material, which comprises the following components: Ti3AlC2/Cu composite powder material 1.5_3%, Mg-Mn master alloy 0.8_1.2%, RE-Al master alloy 0.6_0.9%, Al-Cr master alloy 0.7_1%, Si-Zr master alloy 0.4_0.7%, Al-Ag master alloy 0.9_1.5%, aluminum powder and its remainder. Unavoidable impurities. The invention adds proper amount of rare earth aluminum master alloy, Ti3AlC2/Cu composite powder material with good conductivity enhancement, Mg-Mn master alloy and Si-Zr master alloy into aluminum powder, on the one hand, it can refine grain, fill surface defects, improve purity, reduce uneven growth of grain, on the other hand, it can strengthen aluminum alloy. The strength and electrical conductivity make the prepared aluminum alloy have good performance and high temperature and corrosion resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种电缆铝合金材料
本专利技术涉及电缆材料
，具体涉及一种电缆铝合金材料。
技术介绍
铝合金电缆在电工铝中加入铜、铁、镁、硅、锌、硼等合金元素，同时通过工艺调整，使得铝合金导体的机械性能大幅提高，避免纯铝导体的伸长率低、抗蠕变性能差、柔韧性差的问题，增加电缆系统的连接可靠性。由于铝合金电力电缆所具备的良好的机械性能和电性能，使得它可以广泛应用于国民经济的各个领域，如普通民宅、高层建筑、电梯、大小型超市商场、地铁、机场、车站、医院、银行、写字楼、宾馆酒店、邮政电信大楼、展览馆、图书馆、博物馆、古代建筑、学校、电力大楼、公共娱乐场所、隧道、地下建筑、仓库等，还可以用于冶金、钢铁、焦炭、煤矿、电厂、输变电站、造船、石油、化工、医药、核电站、航空航天、军事、造纸等行业，以及家电、汽车、公共交通设施等等。铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8％，载流量是铜的79％，优于纯铝标准。但在同样体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。因此，相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆，可以减轻电缆重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更轻松。而且铜是一种不可再生资源，尤其中国是贫铜国家，铜资源本来就少，主要依靠进口。因而，提供一种用于电缆的铝合金材料取代传统的纯铝电缆或者纯铜电缆很有必要。
技术实现思路
鉴于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种电缆铝合金材料，可以代替目前的纯铝电缆导线或者纯铜电缆导线，而且其导电率和强度都较好。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种电缆铝合金材料，由以下质量百分比的成分组成：Ti3AlC2/Cu复合粉体材料1.5-3％、镁锰中间合金0.8-1.2％、稀土铝中间合金0.6-0.9％、铝铬中间合金0.7-1％、硅锆中间合金0.4-0.7％、铝银中间合金0.9-1.5％，余量为铝粉及其不可避免的杂质；其中，Ti3AlC2/Cu复合粉体材料为稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料，其制备过程为：a)Ti3AlC2/Cu复合粉体处理：将Ti3AlC2/Cu复合粉体分散在质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为3-5mg/mL的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸溶液，然后使用功率为80-100W的超声波清洗器超声50-60min，得到完全分散的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系，其中，调节超声波清洗器的温度为28-32℃；b)稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料的制备：将经过将步骤1)处理后的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系置于盛有质量体积浓度为1.5-2mg/mLCe(NO3)3的溶液中振荡反应2-3h，反应结束后将混合均匀的悬浮体系进行真空抽滤、洗涤、干燥处理，然后再在高纯N2的保护下280-300℃加热3-5h，制得负载稀土元素铈Ce的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料。其中，所述Ti3AlC2/Cu复合粉体的粒径为50-100nm，其制备方法参考论文《Ti3AlC2/Cu纳米复合粉体及其块体材料的制备》北京交通大学，王文娟，2017。所述镁锰中间合金中锰的含量为10％。所述稀土铝中间合金中稀土的含量为35％。所述铝铬中间合金中铬的含量为65％。所述硅锆中间合金中锆的含量为50％。所述铝银中间合金中银的含量为10％。本专利技术的电缆铝合金材料使用复合粉体材料、中间合金以及铝复配，其中复合粉体材料为纳米级粉体，表面具有很高的活性，复配到铝单质中，可以十分均匀、稳定地弥散分布在铝基质中，再加入能够改善合金性能的添加型的功能合金(中间合金)，显著改善了其复配材料在基体中的弥散均匀性，有效提高了材料的致密性和整体性能。本专利技术的有益效果：本专利技术在铝粉中加入适量的稀土铝中间合金、增强导电率佳的材料Ti3AlC2/Cu复合粉体材料和镁锰中间合金、硅锆中间合金等，一方面可以细化晶粒，填补表层缺陷，提高纯度，减少晶粒的不均匀长大，另一方面可以增强铝合金的强度和导电率，使得制备的铝合金性能良好，且耐高温和腐蚀。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于本专利技术。实施例中，各种原料均为市售品。实施例1一种电缆铝合金材料，由以下质量百分比的成分组成：Ti3AlC2/Cu复合粉体材料2.4％、镁锰中间合金1％、稀土铝中间合金0.8％、铝铬中间合金0.8％、硅锆中间合金0.5％、铝银中间合金1.3％，余量为铝粉及其不可避免的杂质；其中，Ti3AlC2/Cu复合粉体材料为稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料，其制备过程为：a)Ti3AlC2/Cu复合粉体处理：将2gTi3AlC2/Cu复合粉体分散在500mL质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为4mg/mL的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸溶液，然后使用功率为100W的超声波清洗器超声60min，得到完全分散的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系，其中，调节超声波清洗器的温度为30℃；b)稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料的制备：将经过将步骤1)处理后的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系置于盛有质量体积浓度为2mg/mLCe(NO3)3的溶液中振荡反应3h，反应结束后将混合均匀的悬浮体系进行真空抽滤、洗涤、干燥处理，然后再在高纯N2的保护下290℃加热5h，制得负载稀土元素铈Ce的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料。实施例2一种电缆铝合金材料，由以下质量百分比的成分组成：Ti3AlC2/Cu复合粉体材料2.7％、镁锰中间合金1％、稀土铝中间合金0.8％、铝铬中间合金0.9％、硅锆中间合金0.6％、铝银中间合金1.3％，余量为铝粉及其不可避免的杂质；其中，Ti3AlC2/Cu复合粉体材料为稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料，其制备过程为：a)Ti3AlC2/Cu复合粉体处理：将2gTi3AlC2/Cu复合粉体分散在500mL质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为4mg/mL的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸溶液，然后使用功率为100W的超声波清洗器超声60min，得到完全分散的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系，其中，调节超声波清洗器的温度为30℃；b)稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料的制备：将经过将步骤1)处理后的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系置于盛有质量体积浓度为2mg/mLCe(NO3)3的溶液中振荡反应3h，反应结束后将混合均匀的悬浮体系进行真空抽滤、洗涤、干燥处理，然后再在高纯N2的保护下290℃加热5h，制得负载稀土元素铈Ce的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料。经检测，本专利技术制得的电缆铝合金材料的技术参数如下：技术参数实施例1实施例2伸长率(％)30.330.5抗拉强度MPa248.6249.2硬度(HB)142140导电率(IACS％)78.479.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆铝合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Ti3AlC2/Cu复合粉体材料1.5‑3％、镁锰中间合金0.8‑1.2％、稀土铝中间合金0.6‑0.9％、铝铬中间合金0.7‑1％、硅锆中间合金0.4‑0.7％、铝银中间合金0.9‑1.5％，余量为铝粉及其不可避免的杂质；其中，Ti3AlC2/Cu复合粉体材料为稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料，其制备过程为：a)Ti3AlC2/Cu复合粉体处理：将Ti3AlC2/Cu复合粉体分散在质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为3‑5mg/mL的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸溶液，然后使用功率为80‑100W的超声波清洗器超声50‑60min，得到完全分散的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系，其中，调节超声波清洗器的温度为28‑32℃；b)稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料的制备：将经过将步骤1)处理后的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系置于盛有质量体积浓度为1.5‑2mg/mL Ce(NO3)3的溶液中振荡反应2‑3h，反应结束后将混合均匀的悬浮体系进行真空抽滤、洗涤、干燥处理，然后再在高纯N2的保护下280‑300℃加热3‑5h，制得负载稀土元素铈Ce的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料。...

【技术特征摘要】
1.一种电缆铝合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Ti3AlC2/Cu复合粉体材料1.5-3％、镁锰中间合金0.8-1.2％、稀土铝中间合金0.6-0.9％、铝铬中间合金0.7-1％、硅锆中间合金0.4-0.7％、铝银中间合金0.9-1.5％，余量为铝粉及其不可避免的杂质；其中，Ti3AlC2/Cu复合粉体材料为稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料，其制备过程为：a)Ti3AlC2/Cu复合粉体处理：将Ti3AlC2/Cu复合粉体分散在质量分数为68％的浓硝酸中，配置成质量浓度为3-5mg/mL的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸溶液，然后使用功率为80-100W的超声波清洗器超声50-60min，得到完全分散的Ti3AlC2/Cu复合粉体浓硝酸悬浮体系，其中，调节超声波清洗器的温度为28-32℃；b)稀土铈元素修饰的Ti3AlC2/Cu复合粉体材料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏森，陈大龙，黄耀，操瑞，谢荣婷，
申请(专利权)人：安徽尼古拉电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34