【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铝合金板带及其制备方法，尤其是一种高导电率高机械性能铝合金板带及其制备方法。
技术介绍
1、高纯铝（纯度达到99.99%）的导电率用国际退火铜标准（iacs）来衡量可达到60%左右，是电气和电子工业中常用的导电材料之一。高纯铝虽然在导电导热性能上表现出色，但其强度和硬度的不足大大限制了它的应用领域，高纯的抗拉强度（rm）只有70 mpa ~100mpa。这意味着纯铝在受到外力作用时，抵抗断裂或永久变形的能力相对较弱，高纯铝莫氏硬度只有2.9左右，表面抵抗划痕或压入的能力较弱。为了提升机械性能，通常将铜、镁、锌、锰、硅等元素加入纯铝中，从而形成各种类型的铝合金。这些添加元素虽能显著提高合金的强度和硬度，却也不可避免地降低了铝合金的导电导热性能。例如：1系铝尽管拥有与纯铝相近的极高导电率，其抗拉强度却仅限于90mpa~110mpa之间，比高纯铝高不了多少。而加入中间合金的6系铝经过热处理之后，虽然其抗拉强度能够达到170mpa ~270mpa，但导电率却大幅下降，仅达到纯铝电导率的50%左右，更只有iacs标准的30%。
2、传统上，制造高强度高导电率的铝合金材料依赖于加入其它元素实现微合金化，再通过固溶强化、沉淀强化等方式提高强度，但是这些传统方法难以实现在提升铝合金强度的同时，保持其较高的导电率。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足，提供了一种高强高导铝合金板带及其连续铸轧制备方法，通过添加稀土元素以及其他元素让铝合金获得达到或者不亚于纯
2、为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种高强高导铝合金板带，以重量百分比计，包括0.015%~0.05%ce铈，0.015%~0.05%la镧，0.05%~0.25%si硅，0.015%~0.05%zn锌，0.025%~0.10%cu铜，0.10%~0.50%fe铁，0.015%~0.035% ti钛，0.015%~0.035%b硼，剩余为al铝及不可避免杂质。
3、上述技术方案中，优选的，以重量百分比计，所述不可避免杂质小于0.02%。
4、上述技术方案中，优选的，高强高导铝合金板带抗拉强度≥150mpa，延伸率≥15％。
5、上述技术方案中，优选的，高强高导铝合金板带在iacs标准下导电率≥59.5％。
6、一种高强高导铝合金的连续铸轧制备方法，包括以下几个步骤：将工业铝锭加入熔炼炉进行熔炼，待铝熔融溶液温度达到720℃～760℃，铁剂、工业硅单质，随后在铝熔融状态充分搅拌制得铝合金熔融溶液；将铝合金熔融溶液倒入保温炉，提高保温温度至760℃～780℃，投入铈单质、镧单质、硼单质，随后保温静置20 min～60min；步骤c：经除气箱和过滤箱等在线处理设备对铝合金熔融溶液进行除气、过滤，同时在除气箱入口处向铝液中投喂铝钛硼丝；步骤d：通过双辊铸轧机，将铝合金熔融溶液连续铸轧成铝合金板带坯；步骤e：对铸轧后的铝合金板带坯进行冷轧，压下率为20％-30％；步骤f：将第一次冷轧后的板带坯放入温度为250℃～300℃的退火炉中保温1.5～4小时；步骤g：将退火后的板带坯冷却至30℃~50℃后进行二次轧制，调整轧制设备以每次压下率为8％~13％进行2~5次精轧。
7、上述技术方案中，优选的，还包括以下步骤：步骤h：将宽幅的带材分条切割成所需宽度的产品；步骤i：对分条切割后的带材进行倒角和表面进行抛光处理。
8、上述技术方案中，优选的，在步骤c中，铝钛硼丝的投喂速度在150mm/min~220mm/min。
9、上述技术方案中，优选的，在步骤d中，双辊铸轧机轧制力大于2000~2500吨，铸轧速度控制在600 mm/min ~1300mm/min，铸轧后的铝合金板带坯厚度8 mm ~20mm，宽度600mm ~1200mm，轧辊内冷却液温控制为28℃~35℃，冷却速率为300℃/s ~1000℃/s。
10、上述技术方案中，优选的，在步骤g中，第二次冷轧后的铝合金板带厚度为0.2 mm~16mm。
11、上述技术方案中，优选的，在步骤h中，分条切割后的铝合金板带宽度为15 mm ~500mm。
12、本申请铝合金是一种高强度、高导电率的铝合金产品，其机械性能远超高纯铝，同时导电率不亚于高纯铝。为了达到上述效果本申请中的合金主要包括两类，一类是稀土元素铈、镧，另一类是非稀土元素。其中本申请铝合金导电率的提高主要通过稀土元素的优化。机械性能通过两者共同优化。
13、普通铝合金导电率下降主要因为下述几个原因：一，点缺陷。点缺陷包括空位、杂质、引入了能级错位。这些点缺陷可能会散射自由电子或电子与声子，并阻碍电子的间隙原子等，它们在晶格中流动。因此，点缺陷通常会增加材料的电阻率，降低导电性能。二，晶界。晶界是相邻晶粒之间的界面区域，其中存在着原子排列的不连续性。晶界的存在会导致电子散射和反射，从而增加导电路径的长度，使电流传输受到阻碍。因此，晶界可以增加材料的电阻率，降低导电性能。三，层错。层错是晶体中原子排列的错位，它们会引入额外的电子散射中心，影响电子的传输。层错通常会增加材料的电阻率，并降低导电性能。四，沉淀物。沉淀物是晶体中形成的次微米级或纳米级粒子，它们存在于晶体内部或晶界附近。沉淀物可以散射和散射电子，从而增加材料的电阻率。
14、而添加了微量稀土元素了恰恰能解决或者缓解上述问题。
15、稀土元素对导电性的影响主要体现在显著提升合金的导电性能上。这种提升作用主要源于稀土元素在合金中的特殊作用，它们能够优化合金的微观结构，提高电子的迁移率，从而增强合金的导电能力。
16、稀土元素的添加能够改善合金的晶界结构，使晶界更加清晰、平直，减少晶界处的缺陷和杂质。这种改善有助于电子在晶界处的传输，减少电子散射，从而提高导电性能。稀土元素具有细化晶粒的作用，能够使合金中的晶粒尺寸更加细小且分布均匀。细小的晶粒意味着更多的晶界和更短的电子传输路径，这有助于电子在合金中的快速迁移，从而提高导电性。稀土元素在合金中还能起到净化作用，减少合金中的杂质和缺陷。杂质和缺陷是电子传输的障碍，它们的减少有助于降低电阻率，提高导电性能。虽然稀土细化晶粒会增加晶界数量，从而可能在一定程度上增加电子散射的几率，但稀土元素的添加还能通过其他方式（如改善晶格畸变）来减少电子散射。同时，稀土元素与铝等基体元素的相互作用可能形成有利于电子传输的微观结构，从而综合提升导电性。稀土元素的添加还有助于提高合金的致密度，减少孔隙和裂纹等缺陷。致密的合金结构有助于电子的连续传输，减少电阻，提高导电性能。
17、综上所述，稀土对合金提高导电性的原理是多方面的，主要包括改善晶界结构、细化晶粒、减少杂质和缺陷、增强电子散射（本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强高导铝合金板带，其特征为，以重量百分比计，包括：0.015%~0.05%Ce铈，0.015%~0.05%La镧，0.05%~0.25%Si硅，0.015%~0.05%Zn锌，0.025%~0.10%Cu铜，0.10%~0.50%Fe铁，0.015%~0.035% Ti钛，0.015%~0.035%B硼，剩余为Al铝及不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高强高导铝合金板带，其特征为，以重量百分比计，所述不可避免杂质小于0.02%。
3.根据权利要求1所述的一种高强高导铝合金板带，其特征为，高强高导铝合金板带抗拉强度≥150MPa，延伸率≥15％。
4.根据权利要求1所述的一种高强高导铝合金板带，其特征为，高强高导铝合金板带在IACS标准下导电率≥59.5％。
5.一种根据权利要求1~4中任意一条所述的高强高导铝合金板带的连续铸轧制备方法，其特征为，包括以下几个步骤：
6.根据权利要求5所述的一种连续铸轧制备方法，其特征为，还包括以下步骤：
7.根据权利要求5所述的一种连续铸轧制备方法，其特征
8. 根据权利要求5所述的一种连续铸轧制备方法，其特征为，在步骤D中，双辊铸轧机轧制力大于2000~2500吨，铸轧速度控制在600 mm/min ~1300mm/min，铸轧后的铝合金板带坯厚度8 mm ~20mm，宽度600 mm ~1200mm，轧辊内冷却液温控制为28℃~35℃，冷却速率为300℃/s ~1000℃/s。
9. 根据权利要求5所述的一种连续铸轧制备方法，其特征为，在步骤G中，第二次冷轧后的铝合金板带厚度为0.2 mm ~16mm。
10. 根据权利要求6所述的一种连续铸轧制备方法，其特征为，在步骤H中，分条切割后的铝合金板带宽度为15 mm ~500mm。
...【技术特征摘要】
1.一种高强高导铝合金板带，其特征为，以重量百分比计，包括：0.015%~0.05%ce铈，0.015%~0.05%la镧，0.05%~0.25%si硅，0.015%~0.05%zn锌，0.025%~0.10%cu铜，0.10%~0.50%fe铁，0.015%~0.035% ti钛，0.015%~0.035%b硼，剩余为al铝及不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高强高导铝合金板带，其特征为，以重量百分比计，所述不可避免杂质小于0.02%。
3.根据权利要求1所述的一种高强高导铝合金板带，其特征为，高强高导铝合金板带抗拉强度≥150mpa，延伸率≥15％。
4.根据权利要求1所述的一种高强高导铝合金板带，其特征为，高强高导铝合金板带在iacs标准下导电率≥59.5％。
5.一种根据权利要求1~4中任意一条所述的高强高导铝合金板带的连续铸轧制备方法，其特征为，包括以下几个步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：徐银昌，杨培六，徐品迪，
申请(专利权)人：慈溪驰马金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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