一种导电轨用高电导率铝型材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电轨用高电导率铝型材，所述铝型材中含有0.05‑0.15wt％Pr，0.15‑0.25wt％Nd，0.02‑0.05wt％Zr，0.01‑0.03wt％B。本发明专利技术的铝型材中，加入Zr，提高了铝型材的耐热性能，但是Zr的加入会降低材料的电导率，采用联合加入Pr，Nd，和B的方法，大幅度提高了材料的电导率，使其能够作为导电轨的制备材料，降低输电损耗，提高输电效率。

A high conductivity aluminum profile for conducting rail and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种导电轨用高电导率铝型材及其制备方法
本专利技术属于铝型材制备
，具体涉及一种导电轨用高电导率铝型材及其制备方法。
技术介绍
铝型材由于其重量轻，强度高，逐渐被应用于导电轨上，但是，铝合金材料的电导率较低，造成输电损耗增加。通常在纯铝中加入微量合金元素如锆、钛等提高铝的再结晶温度来提高铝的耐热性，但锆、钛合金元素的加入虽然保证了耐热性，但却引起铝导线导电率的降低。影响材料导电性能的因素主要有温度、化学成分、晶体结构、杂质及缺陷的浓度及其迁移率等。电导率的单位是以国际标准软铜的电导率为100％，其他材料的电导率再以相对标准软铜的百分数表示，如银的电导率为106％,铝的电导率为64.96％，在国际单位制中，电导率的单位是西门子/米。用国际标准软铜的电导率为100％来比，则单位为：西门子/米/％，即(IACS)/％。纯金属的导电性与其在元素周期表中的位置有关，而合金的导电性比较复杂，因为金属元素之间形成合金后，其异类原子引起点阵畸变，组元间相互作用引起有效电子数的变化和能带结构的变化，以及合金组织结构的变化等，这些因素都会对合金的导电性产生明显的影响。铝型材的制备原料工业纯铝(99.7％)中通常含有微量的元素杂质，元素主要有：Fe，Si，Ti，V，Mn，Cr等，微量杂质元素在铝导体中的含量很少，但对铝导体导电率的影响却很大，Ti、V、Cr、Mn等杂质元素固溶于铝中，除造成晶格畸变增加电子散射几率以外，还很容易吸收导体材料内的自由电子而填充它们不完整的电子层，这种传导电子数目的减少导致了电导率降低。<br>
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种导电轨用高电导率铝型材及其制备方法。一种导电轨用高电导率铝型材，所述铝型材中含有0.05-0.15wt％Pr，0.15-0.25wt％Nd，0.02-0.05wt％Zr，0.01-0.03wt％B。所述铝型材中含有0.1wt％Pr，0.2wt％Nd，0.03wt％Zr，B0.02wt％B。Pr(镨)是一种金属元素，属稀土金属，晶体结构为晶胞为六方晶胞。稀土元素Pr的加入可以降低合金中Si、Ti、V杂质元素对合金导电能力的有害作用，加入Pr后，改善了Si、Ti、V的存在状态与分布规律，Pr可与硅形成Pr5Si3相析出，化合物析出，使之从固溶态变为析出态，从而降低了电阻率，提高了电导率。Nd(钕)钕为银白色金属，密度7.004克/厘米，有顺磁性。杂质Fe元素在Al99.70中主要以Al12Fe3Si以及Al9Fe2Si2的形式存在，当在Al99.70中加入Nd后，Fe则会与二者形成在晶界处析出的AlFeNdSi相，对铁相改性，并且细化合金的二次枝晶组织，减小共晶化合物尺寸，从而降低了电阻率，提高了电导率。Al99.70中加入Zr会使合金中生成Al3Zr提高其耐热性，但是会降低材料的电导率，在Al-Zr中加入微量的B，B会与Zr反应生成ZrB2，会提升Al-Zr合金的导电率，B元素的加入还能够与Cr、Mn、Ti、V等杂质元素形成金属硼化物，使铝合金得到净化，提高其导电率。上述导电轨用高电导率铝型材的制备方法，按照如下步骤进行：(1)取工业铝锭，Pr，Nd，Zr和B，电熔炉加热，制备得到熔融体；(2)将熔融体浇注至模具中，以形成合金铸锭模型，然后进行二次水冷，得到铸锭，将铸锭进行挤压，挤压后再进行时效处理，得到铝型材。进一步的，所述工业铝锭的纯度为99.7％。进一步的，所述熔融体制备温度为670-720℃，加热制备时间为1.5-2.2h。进一步的，所述挤压的温度设置为400-450℃。优选的，浇注时，模具表面涂覆滑石粉。本专利技术的有益效果：本专利技术的铝型材中，加入Zr，提高了铝型材的耐热性能，但是Zr的加入会降低材料的电导率，采用联合加入Pr，Nd，和B的方法，大幅度提高了材料的电导率，使其能够作为导电轨的制备材料，降低输电损耗，提高输电效率。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种导电轨用高电导率铝型材，所述铝型材中含有0.1wt％Pr，0.2wt％Nd，0.03wt％Zr，B0.02wt％B。上述导电轨用高电导率铝型材的制备方法，按照如下步骤进行：(1)取工业铝锭(纯度为99.7％)，Pr，Nd，Zr和B，电熔炉加热，温度设定为690℃，加热时间设定为1.8h，制备得到熔融体；(2)将熔融体浇注至模具中，模具表面事先涂覆滑石粉，以形成合金铸锭模型，然后进行二次水冷，得到铸锭，将铸锭进行挤压，挤压的温度设定为420℃，挤压后再进行时效处理，得到铝型材。实施例2一种导电轨用高电导率铝型材，所述铝型材中含有0.06wt％Pr，0.18wt％Nd，0.02wt％Zr，0.01wt％B。上述导电轨用高电导率铝型材的制备方法，按照如下步骤进行：(1)取工业铝锭(纯度为99.7％)，Pr，Nd，Zr和B，电熔炉加热，温度设定为670℃，加热时间设定为1.5h，制备得到熔融体；(2)将熔融体浇注至模具中，模具表面事先涂覆滑石粉，以形成合金铸锭模型，然后进行二次水冷，得到铸锭，将铸锭进行挤压，挤压的温度设定为400℃，挤压后再进行时效处理，得到铝型材。实施例3一种导电轨用高电导率铝型材，所述铝型材中含有0.15wt％Pr，0.25wt％Nd，0.05wt％Zr，0.03wt％B。上述导电轨用高电导率铝型材的制备方法，按照如下步骤进行：(1)取工业铝锭(纯度为99.7％)，Pr，Nd，Zr和B，电熔炉加热，温度设定为720℃，加热时间设定为2.2h，制备得到熔融体；(2)将熔融体浇注至模具中，模具表面事先涂覆滑石粉，以形成合金铸锭模型，然后进行二次水冷，得到铸锭，将铸锭进行挤压，挤压的温度设定为440℃，挤压后再进行时效处理，得到铝型材。实施例4一种导电轨用高电导率铝型材，所述铝型材中含有0.12wt％Pr，0.16wt％Nd，0.05wt％Zr，0.03wt％B。上述导电轨用高电导率铝型材的制备方法，按照如下步骤进行：(1)取工业铝锭(纯度为99.7％)，Pr，Nd，Zr和B，电熔炉加热，温度设定为700℃，加热时间设定为1.9h，制备得到熔融体；(2)将熔融体浇注至模具中，模具表面事先涂覆滑石粉，以形成合金铸锭模型，然后进行二次水冷，得到铸锭，将铸锭进行挤压，挤压的温度设定为420℃，挤压后再进行时效处理，得到铝型材。对比例1一种导电轨用高电导率铝型材，所述铝型材中含有0.1wt％Pr，0.2wt％Nd。上述导电轨用高电导率铝型材的制备方法，按照如下步骤进行：(1)取工业铝锭(纯度为99.7％)，Pr，Nd，电熔炉加热，温度设定为690℃，加热时间设定为1.8h，制备得到熔融体；(2)将熔融体浇注至模具中，模具表面事先涂覆滑石粉，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电轨用高电导率铝型材，其特征在于，所述铝型材中含有0.05-0.15wt％Pr，0.15-0.25wt％Nd，0.02-0.05wt％Zr，0.01-0.03wt％B。/n

【技术特征摘要】
1.一种导电轨用高电导率铝型材，其特征在于，所述铝型材中含有0.05-0.15wt％Pr，0.15-0.25wt％Nd，0.02-0.05wt％Zr，0.01-0.03wt％B。


2.根据权利要求1所述导电轨用高电导率铝型材，其特征在于，所述铝型材中含有0.1wt％Pr，0.2wt％Nd，0.03wt％Zr，B0.02wt％B。


3.权利要求1所述导电轨用高电导率铝型材的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)取工业铝锭，Pr，Nd，Zr和B，电熔炉加热，制备得到熔融体；
(2)将熔融体浇注至模具中，以形成合金铸锭模型，然后进行二次水冷，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐开健，王超，李亨，贡玉楼，
申请(专利权)人：安徽鑫铂铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34