一种耐腐蚀铝合金及其制备方法、导线技术

本发明专利技术实施例提供一种耐腐蚀铝合金及其制备方法、导线，涉及电力技术领域。本发明专利技术实施例提供的耐腐蚀铝合金由以下元素组成：铁0.15％～0.28％、硅0.08％～0.22％、铜0.005％～0.02％、铈0.05％～0.08％，其他各杂质元素的质量百分比均小于0.03％，且各杂质元素的质量百分比的总和小于0.50％，余量为铝。本发明专利技术的技术方案能够使铝芯导线具有较好的综合力学性能和优良的耐腐蚀性能。

A Corrosion Resistant Aluminum Alloy and Its Preparation Method and Conductor

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀铝合金及其制备方法、导线
本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种耐腐蚀铝合金及其制备方法、导线。
技术介绍
目前，电力传输过程中使用的导线(如电线、电缆)的线芯导体主要选用铜和铝这两种材料，因铜材料价格不断上涨、铜资源紧缺和节能环保等多方面因素的综合考虑，“铝代铜”已成为发展趋势，铝芯电线、电缆产品种类不断更新，并得到日益广泛的应用。据电力有关部门资料统计，在重腐蚀环境下运行时，铝芯导线的实际使用寿命不足十年，这对输电线路的安全运行提出了严重挑战。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种耐腐蚀铝合金及其制备方法、导线，可以使铝芯导线具有较好的综合力学性能和优良的耐腐蚀性能。第一方面，本专利技术实施例提供一种耐腐蚀铝合金，采用如下技术方案：按质量百分比计，所述耐腐蚀铝合金由以下元素组成：铁0.15％～0.28％、硅0.08％～0.22％、铜0.005％～0.02％、铈0.05％～0.08％，其他各杂质元素的质量百分比均小于0.03％，且各杂质元素的质量百分比的总和小于0.50％，余量为铝。可选地，由所述耐腐蚀铝合金制成的耐腐蚀铝合金铸锭的抗拉强度为136MPa～152MPa，耐中性盐雾试验时间为432h～480h。第二方面，本专利技术实施例提供一种导线，所述导线的线芯由以上任一项所述的耐腐蚀铝合金制成。第三方面，本专利技术实施例提供一种耐腐蚀铝合金的制备方法，用于制备以上任一项所述的耐腐蚀铝合金，采用如下技术方案：所述耐腐蚀铝合金的制备方法包括：步骤S1、按照所述耐腐蚀铝合金中各元素的质量百分比的设计要求，预备所需的重熔铝锭、铝铁中间合金、铝硅中间合金、铝铜中间合金及铝铈中间合金；步骤S2、在熔炼炉中将所述重熔铝锭熔化，待熔化完全后在第一温度保温；步骤S3、从所述熔炼炉内取出部分铝熔体转入保温炉内保温，并将所述保温炉的炉熔体温度提高到第二温度，添加所述铝硅中间合金、所述铝铁中间合金、所述铝铜中间合金和所述铝铈中间合金；步骤S4、将所述保温炉内的铝熔体转移至所述熔炼炉内；步骤S5、对所述熔炼炉中的铝熔体进行搅拌、静置；步骤S6、对所述熔炼炉内的铝熔体进行除气精炼扒渣，静置后得到所述耐腐蚀铝合金。可选地，所述步骤S3中，所述添加所述铝硅中间合金、所述铝铁中间合金、所述铝铜中间合金和所述铝铈中间合金包括：逐次添加所述铝硅中间合金、所述铝铁中间合金、所述铝铜中间合金和所述铝铈中间合金。进一步地，所述添加所述铝硅中间合金、所述铝铁中间合金、所述铝铜中间合金和所述铝铈中间合金包括：添加所述铝硅中间合金，静置10～30分钟，然后搅拌；添加所述铝铁中间合金，静置10～30分钟，然后搅拌；添加所述铝铜中间合金，静置10～30分钟，然后搅拌；添加所述铝铈中间合金，静置10～30分钟，然后搅拌；待所述铝硅中间合金、所述铝铁中间合金、所述铝铜中间合金和所述铝铈中间合金全部熔化后，静置10～45分钟。可选地，所述步骤S2中，所述第一温度为740℃～760℃；所述步骤S3中，所述第二温度为780℃～820℃。可选地，所述步骤S6还包括：静置一定时间后，进行取样分析，将合格的铝熔体倒入模具内冷却，得到耐腐蚀铝合金铸锭。进一步地，所述步骤S6中静置时间为10～30分钟。可选地，所述步骤S1中的所述重熔铝锭为Al99.50、Al99.60、Al99.70中的任意一种或多种。本专利技术实施例提供了一种耐腐蚀铝合金及其制备方法、导线，其中，按质量百分比计，耐腐蚀铝合金由以下元素组成：铁0.15％～0.28％、硅0.08％～0.22％、铜0.005％～0.02％、铈0.05％～0.08％，其他各杂质元素的质量百分比均小于0.03％，且各杂质元素的质量百分比的总和小于0.50％，余量为铝，专利技术人发现，铝合金中添加适量稀土元素铈能有效改善铝熔体质量，铈元素可与各种杂质元素结合形成化合物存在于晶界处，从而起到铝熔体净化、提高纯度、消除有害杂质的作用，且还能改善杂质元素在铝合金中存在的形态，并在铝合金表面形成含稀土氧化膜，从而提高铝合金的综合力学性能及耐腐蚀性能，进而使铝芯导线具有较好的力学性能和优良的耐腐蚀性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的耐腐蚀铝合金的制备方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的前提下，本专利技术实施例中的各技术特征均可以相互结合。本专利技术实施例提供一种耐腐蚀铝合金，具体地，按质量百分比计，耐腐蚀铝合金由以下元素组成：铁0.15％～0.28％、硅0.08％～0.22％、铜0.005％～0.02％、铈0.05％～0.08％，其他各杂质元素(除铁、硅和铜以外的杂质元素)的质量百分比均小于0.03％，且各杂质元素的质量百分比的总和小于0.50％，余量为铝。以上耐腐蚀铝合金具有很好的力学性能及耐腐蚀性能，进而使铝芯导线具有较好的综合力学性能和优良的耐腐蚀性能。由本专利技术实施例提供的耐腐蚀铝合金制成的耐腐蚀铝合金铸锭的抗拉强度可以达到136MPa～152MPa，耐中性盐雾试验(NSS)时间可以达到432h～480h。而现有技术中采用重熔用铝锭Al99.70制备的铝合金铸锭抗拉强度仅为82MPa，耐中性盐雾试验(NSS)时间仅为156h。具体地，本专利技术实施例中的耐腐蚀铝合金具有优异的力学性能及耐腐蚀性能的原因如下：一方面、本专利技术实施例中采用微合金化技术，铝合金中添加的铈元素与杂质元素(铁、硅、铜等)以化合物形式存在于晶界，从而减少有害杂质元素的影响，并对铝熔体起到净化作用；再一方面，改变杂质相的存在形态和尺寸大小，以改善铝合金组织和细化晶粒，从而提高铝合金的综合力学性能；再一方面，在合金表面形成更加致密的含稀土铝氧化膜，显著减少较大腐蚀坑出现几率，以提高材料的耐腐蚀性能。需要说明的是，本专利技术实施例的耐腐蚀铝合金中各元素的质量百分比必须在以上所述的范围内才能使耐腐蚀铝合金具有优异的综合力学性能及耐腐蚀性能。具体地，添加的铈元素的质量百分比小于0.05％时，对铝合金的耐腐蚀性能及力学性能的提高影响不大；添加铈元素大于0.08％时，铈元素会在组织晶界处聚集形成新的杂质化合物，不利于提高材料的耐腐蚀性能。故选用铈元素的质量百分比为0.05％～0.08％，如0.05％、0.055％、0.060％、0.065％、0.070％、0.075％、或者0.08％。铁和硅在铝合金中是必可避免的杂质元素，为避免铝合金的组织中出现较多的杂质相，导致铝合金的耐腐蚀性能降低，需控制铁元素含量小于或等于0.28％，硅元素含量小于或等于0.22％，另外，由于选用的原材料重熔铝锭含有不可避免的杂质元素铁和硅，并且杂质元素含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀铝合金，其特征在于，按质量百分比计，所述耐腐蚀铝合金由以下元素组成：铁0.15％～0.28％、硅0.08％～0.22％、铜0.005％～0.02％、柿0.05％～0.08％，其他各杂质元素的质量百分比均小于0.03％，且各杂质元素的质量百分比的总和小于0.50％，余量为铝。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀铝合金，其特征在于，按质量百分比计，所述耐腐蚀铝合金由以下元素组成：铁0.15％～0.28％、硅0.08％～0.22％、铜0.005％～0.02％、柿0.05％～0.08％，其他各杂质元素的质量百分比均小于0.03％，且各杂质元素的质量百分比的总和小于0.50％，余量为铝。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀铝合金，其特征在于，由所述耐腐蚀铝合金制成的耐腐蚀铝合金铸锭的抗拉强度为136MPa～152MPa，耐中性盐雾试验时间为432h～480h。3.一种导线，其特征在于，所述导线的线芯由权利要求1或2所述的耐腐蚀铝合金制成。4.一种耐腐蚀铝合金的制备方法，用于制备如权利要求1或2所述的耐腐蚀铝合金，其特征在于，所述耐腐蚀铝合金的制备方法包括：步骤S1、按照所述耐腐蚀铝合金中各元素的质量百分比的设计要求，预备所需的重熔铝锭、铝铁中间合金、铝硅中间合金、铝铜中间合金及铝柿中间合金；步骤S2、在熔炼炉中将所述重熔铝锭熔化，待熔化完全后在第一温度保温；步骤S3、从所述熔炼炉内取出部分铝熔体转入保温炉内保温，并将所述保温炉的炉熔体温度提高到第二温度，添加所述铝硅中间合金、所述铝铁中间合金、所述铝铜中间合金和所述铝柿中间合金；步骤S4、将所述保温炉内的铝熔体转移至所述熔炼炉内；步骤S5、对所述熔炼炉中的铝熔体进行搅拌、静置；步骤S6、对所述熔炼炉内的铝熔体进行除气精炼扒渣，静置后得到所述耐腐蚀铝合金。5.根据权利要求4所述的耐腐蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，叶蔚，闫晓东，朱宝宏，刘雷，刘恩静，李军博，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司物资分公司，国家电网有限公司，有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11