Al-Fe-Be-RE铝合金及其制备方法和电力电缆技术

本发明专利技术提供了一种Al-Fe-Be-RE铝合金，本发明专利技术还提供了一种Al-Fe-Be-RE铝合金的制备方法，包括以下步骤：a）铸造铝合金铸锭；b）将所述铝合金铸锭进行均匀化处理，将均匀化处理后的铝合金铸锭进行轧制，得到铝合金杆材；c）将步骤b）得到的铝合金杆材进行间歇式退火处理；d）将步骤c）得到的铝合金杆材进行时效处理，得到铝合金。本发明专利技术还提供了一种电力电缆。本发明专利技术通过对添加元素的选择和控制，并采用合理的制备工艺，使铝合金具有较好的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金
，尤其涉及用于电力电缆的铝合金及其制备方法和电力电缆。
技术介绍
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中得到广泛应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，铝合金的需求日益增多，则铝合金的研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金在电力行业的发展，同时电力行业的发展又拓展了铝合金的应用领域。电力电缆是用来输送和分配电能的资源，其基本结构由线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。其中，线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，其是电力电缆的主要部分；绝缘层将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气间彼此隔离，保证电能输送，其是电力电缆结构中不可缺少的组成部分；保护层是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入， 以及防止外力直接损坏电力电缆。由于铜具有良好的导电性，铜广泛用于电力电缆的线芯。 但是随着铜资源的日益匮乏，而铝的含量很丰富，以铝代替铜受到了研究者的关注，因此铝合金作为电缆导体成为了研究的热点。铝合金电力电缆替代铜缆逐渐成为一种趋势，并得到了广泛应用。现有技术中的铝合金导体材料，在电性能、耐腐蚀性能和机械性能等方面较为优异，但是在抗疲劳性能方面还是比较差，从而容易出现质量问题，影响铝合金材料的使用寿命或带来安全隐患，因此，铝合金电力电缆综合性能仍较差。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种综合性能较好的用于电力电缆的铝合金及其制备方法。有鉴于此，本专利技术提供了一种Al-Fe-Be-RE铝合金，包括O. 01 I. 6wt% 的 Fe ；O. 001 O. 3wt% 的 Cu ；O. 001 O. 3wt% 的 Mg ；O. 001 O. 3wt% 的 Co ；O. 001 O. 2wt% 的 Be ；O. OI 3. 0wt% 的 RE ；余量的铝。优选的，包括O. 25 O. 6wt%的Fe。优选的，包括O. Γ0. 6wt%的RE。优选的，包括O. 10 0· 15wt%的Be。本专利技术提供了一种Al-Fe-Be-RE铝合金的制备方法，包括以下步骤a)铸造如下成分的铝合金铸锭0. ΟΓ . 6wt%的Fe，O. ΟΟΓΟ. 3wt%的Cu， O. ΟΟΓΟ. 3wt% 的 Mg, 0. ΟΟΓΟ. 3wt% 的 Co, O. ΟΟΓΟ. 2wt% 的 Be，0· 01 3· Owt% 的 RE 和余量的招;b)将所述铝合金铸锭进行均匀化处理，将均匀化处理后的铝合金铸锭进行轧制， 得到铝合金杆材；c)将步骤b)得到的铝合金杆材进行间歇式退火处理；d)将步骤c)得到的铝合金杆材进行时效处理，得到铝合金。优选的，所述均匀化处理的温度为45(T550°C，所述均匀化处理的时间为6 16h， 所述均匀化处理的升温速度为3 8°C /min。优选的，所述步骤c)具体为将步骤b)得到的铝合金杆材加热至28(T350°C，保温2 8h后进行降温，温度降至 150^200 0C，保温2 4h后冷却。优选的，所述时效处理在电场强度为5 15KV/cm均匀电场中进行。优选的，所述时效处理的温度为25(T320°C，所述时效处理的时间为4 20h。本专利技术还提供了一种电力电缆，包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层，所述线芯为上述方案所述的铝合金或上述方案所制备的铝合金。本专利技术提供了一种Al-Fe-Be-RE 铝合金，包括0· θΓ . 6wt% 的 Fe，0. 00Γ0. 3wt% 的 Cu, 0. 00Γ0. 3wt% 的 Mg, O. 00Γ0. 3wt% 的 Co，(λ 00Γ0. 2wt% 的 Be，O. 01 3· 0wt% 的 RE 和余量的铝。本专利技术以铝为基，添加了微量的铁，铝能与铁形成Al3Fe,析出的Al3Fe弥散粒子抑制了合金的蠕变变形，部分Fe还与RE形成AlFeRE化合物析出，析出相AlFeRE能增强合金的抗疲劳性能和高温运行的耐热性能，且稀土化合物析出相还能提高屈服极限强度；添加的铜元素与铝形成Θ相，而Θ相起固溶强化和弥散强化作用，提高了铝合金的拉伸强度和屈服强度；本专利技术还添加了原子半径较大的镁元素，镁能够使晶格产生畸变，引起固溶硬化；同时镁还能提高铝合金的耐腐蚀性和耐热性能；钴在合金中形成多种弥散性高温强化相，提高了合金室温和高温下的抗疲劳和抗蠕变性能，提高了铝合金的耐热性。铍使脆性的Fe金属间晶体由大的针状形和层状形转变成小的等轴晶体，改善合金的强度和延展性； 稀土元素对氧、硫、氮和氢的亲和力都很强，因而其脱氧、脱硫、去除氢气和氮气的作用都很强，其作为表面活性元素，可集中分布在晶界上，降低相与相之间的拉力，从而使晶粒细化， 本专利技术通过对合金元素的选择和含量的控制，有利于铝合金综合性能的提高。本专利技术还提供了一种Al-Fe-Be-RE铝合金的制备方法，首先通过铸锭进行均匀化处理，均匀化处理使铸锭受热均匀，且优化合金的组织结构；然后将均匀化处理的铝合金铸锭轧制成杆材进行间歇式退火处理，消除机械加工过程中产生的内应力和对微观结构的损伤，优化晶体结构，恢复线材的电性能，优化机械性能，使材料的拉伸性能、柔韧性能和抗疲劳性能保持较好的匹配；再将退火处理后的铝合金杆材在均匀电场中进行时效处理，通过时效处理可以使整个材料的性能达到均匀分布，各项性能综合指标达到俱佳的匹配。本专利技术通过对铝合金制备方法的优化，使材料的拉伸性能、柔韧性能、电性能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能方面保持较好的匹配，并且使整个材料的性能达到均匀分布，从而得到综合性能较好的铝合金。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种Al-Fe-Be-RE铝合金，包括0. 01 1. 6wt% 的 Fe ；0. 00Γ0. 3wt% 的 Cu ；0. 00Γ0. 3wt% 的 Mg ；O. 00Γ0. 3wt% 的 Co ；0. 00Γ0. 2wt% 的 Be ；O. 0Γ3. 0wt% 的 RE ；余量的招。按照本专利技术，铁作为特征微合金元素，由于铝能与铁形成Al3Fe,析出的Al3Fe弥散颗粒抑制了合金的蠕变变形，并提高连接的稳定性。Fe可以提高铝基的抗张强度、屈服极限以及耐热性能，同时还可以提高合金的塑性。在铝合金的制备过程中，合金中部分Fe以 Al3Fe的形式析出，部分Fe与RE形成AlFeRE化合物析出，高温退火处理后，Fe在铝基中的固溶更小，则Fe对合金的电性能影响很小；但是这些弥散析出相能增强合金的抗疲劳性能和高温运行的耐热性能，且稀土化合物析出相还能提高屈服极限强度。合金中Fe的含量在 O. 01wt%以下，对铝基性能改变很小，起不到效果，但是Fe的含量不能太高，若超过I. 6wt%, 铝基电性能的削弱较为明显，对于用于电线电缆导体、电缆附件及电器领域方面的使用会有影响，因此总体含量控制I. 6wt%以下效果较好。所述Fe的含量为O. 0Γ1. 6wt%，优选为 O. 20 1· Owt%,更优选为 O. 25 O. 6wt%,更优选为 O. 30 0· 45wt%。铜是铝合金中的基本强化元素，它与铝形成Θ (本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Al?Fe?Be?RE铝合金，包括：0.01~1.6wt%的Fe；0.001~0.3wt%的Cu；0.001~0.3wt%的Mg；0.001~0.3wt%的Co；0.001~0.2wt%的Be；0.01~3.0wt%的RE；余量的铝。

【技术特征摘要】
1.一种Al-Fe-Be-RE铝合金，包括O.Ol I. 6wt% 的 Fe ；O.001 O. 3wt% 的 Cu ；O.001 O. 3wt% 的 Mg ；O.001 O. 3wt% 的 Co ；O.001 O. 2wt% 的 Be ；O.OI 3. 0wt% 的 RE ； 余量的招。2.根据权利要求I所述的铝合金，其特征在于，包括O.25、. 6wt%的Fe。3.根据权利要求I所述的铝合金，其特征在于，包括O.Γ0. 6wt%的RE。4.根据权利要求I所述的铝合金，其特征在于，包含O.1(T0. 15wt%的Be。5.一种Al-Fe-Be-RE铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 a)铸造如下成分的铝合金铸锭0.01 I. 6wt9^^Fe，0. ΟΟΓΟ. 3wt9^^Cu，0. ΟΟΓΟ. 3wt%的 Mg, O. 00Γ0. 3wt% 的 Co，(λ 00Γ0. 2wt% 的 Be，O. 01 3· 0wt% 的 RE 和余量的铝； b)将所述铝合金铸锭进行均匀化...

【专利技术属性】
技术研发人员：林泽民，
申请(专利权)人：安徽欣意电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：