CN102816960B

CN102816960B - 一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料

Info

Publication number: CN102816960B
Application number: CN201210292664.0A
Authority: CN
Inventors: 刘东雨; 张静; 高倩; 刘静静; 侯世香
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2032-08-16
Also published as: CN102816960A

Abstract

本发明公开了属于电工材料技术领域的一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料。该铝合金导体材料主要由铝、镁、铜、铒和锆及不可避免的杂质元素组成，各元素含量为：Mg为0.20~0.30wt% ，Cu为0.15~0.30wt %，Er为0.01~0.2wt%，Zr 为0.005~0.03wt%；杂质元素总量小于0.3wt%，杂质元素中Cr、Mn、V和Ti的总量≤0.012wt%，余量为Al。本发明的铝合金导体材料的电导率≥57.5%IACS，抗拉强度≥225MPa，延伸率≥2.0%，耐热温度为150℃，使用本发明的铝合金导体材料制造全铝合金绞线，可免除热处理工序，降低制造成本，提高制造效率，并显著节约能源。

Description

一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料

技术领域

本发明属于电工材料技术领域，具体涉及一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料。

背景技术

IEC62004标准中规定的高强度耐热铝合金导线AT2的性能指标为电导率≥55%IACS，抗拉强度≥225MPa。由于电导率较低，使其在用作增容导线时线损较大，限制了其应用。

铝合金导体材料的抗拉强度和电导率是一对矛盾体。提高铝合金导体材料的合金元素含量或提高铝合金导体材料的冷加工变形量，可提高铝合金导体材料的抗拉强度，但却使其电导率下降。通常在高强耐热铝合金导体材料中含有锆、镁和硅。锆以Al₃Zr质点弥散分布，提高变形铝晶粒发生回复和再结晶的温度，从而提高耐热性，镁、硅以Mg₂Si质点弥散析出提高铝合金的强度。但要使合金中的Al₃Zr和Mg₂Si质点弥散析出，需要较高温度、较长时间的人工时效，这不仅切断了连续生产流程，降低了生产效率，而且增加了能量消耗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有耐热铝合金导体材料加工工序的不足，提供一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料。

一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料，该铝合金导体材料主要由铝、镁、铜、铒和锆及不可避免的杂质元素组成，各种元素含量为：Mg为0.20~0.30wt% ，Cu为0.15~0.30wt %，Er为0.01~0.2wt%，Zr 为0.005~0.03wt%；杂质元素总量小于0.3wt%，杂质元素中Cr、Mn、V和Ti的总量≤0.012wt%，余量为Al。

本发明的有益效果：通过Mg、Cu、Er和Zr的复合微合金化方法，得到具有较高强度、较高电导率和较高耐热性的铝合金导体材料，取消了高强度耐热铝合金的时效处理工序，提高了高强耐热铝合金导线的生产效率。该铝合金导体材料的电导率≥57.5%IACS，抗拉强度≥225MPa，延伸率≥2.0%，耐热温度为150℃。使用本发明高电导率高强度耐热铝合金导体材料制造全铝合金绞线，可免除热处理工序，降低制造成本，提高制造效率，并显著节约能源。

具体实施方式

实施例1

一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料，该铝合金导体材料主要由铝、镁、铜、铒和锆及不可避免的杂质元素组成，各种元素的含量为：Mg为0.25wt%；Cu为0.20wt%；Er为0.05wt%；Zr为0.01wt%，杂质元素总量小于0.3wt%，杂质元素中Cr+Mn+V+Ti为0.011wt%，余量为铝。

该高电导率高强度耐热铝合金导体材料可采用如下工艺制备：先将纯度为99.7%的铝锭放在熔铝炉中熔化，铝液温度为720℃，进行炉前分析，杂质元素铬、锰、钒、钛之和（Cr+Mn+V+Ti）为0.011wt%，然后在保温炉铝液温度为770℃时添加铝铜、铝铒、铝锆中间合金和纯镁使合金元素镁、铜、铒和锆分别占熔体总质量的0.25%、0.20%、0.05%和0.01%。中间合金和镁熔化后搅拌、精炼，再保温30min，然后浇铸、轧制和冷拔，制成高电导率高强度耐热铝合金导体材料。

所制的高电导率高强度耐热铝合金导体材料电导率58.0%IACS，抗拉强度228MPa，延伸率2.2%，耐热性93.0%。

实施例2

一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料，该铝合金导体材料主要由铝、镁、铜、铒和锆及不可避免的杂质元素组成，各种元素的含量为：Mg为0.20wt%；Cu为0.25wt%；Er为0.10wt%；Zr为0.005wt%，杂质元素总量小于0.3wt%，杂质元素中Cr+Mn+V+Ti为0.012wt%，余量为铝。

该高电导率高强度耐热铝合金导体材料可采用如下工艺制备：先将纯度为99.7%的铝锭放在熔铝炉中熔化，铝液温度为720℃，进行炉前分析，杂质元素铬、锰、钒、钛之和（Cr+Mn+V+Ti）为0.012 wt%，然后在保温炉铝液温度为770℃时添加铝铜、铝铒、铝锆中间合金和纯镁使合金元素镁、铜、铒和锆分别占熔体总质量的0.20%、0.25%、0.10%和0.005%。中间合金和镁熔化后搅拌、精炼，再保温30min，然后浇铸、轧制和冷拔，制成高电导率高强度耐热铝合金导体材料。

所制的高电导率高强度耐热铝合金导体材料电导率58.5%IACS，抗拉强度225MPa，延伸率2.1%，耐热性92.5%。

实施例3

一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料，该铝合金导体材料主要由铝、镁、铜、铒和锆及不可避免的杂质元素组成，各种元素的含量为：Mg为0.30wt%；Cu为0.26 wt %；Er为0.18 wt %；Zr为0.03 wt %，杂质元素总量小于0.3 wt%，杂质元素中Cr+Mn+V+Ti为0.011 wt %，余量为铝。

该高电导率高强度耐热铝合金导体材料可采用如下工艺制备：先将纯度为99.7%的铝锭放在熔铝炉中熔化，铝液温度为720℃，进行炉前分析，杂质元素铬、锰、钒、钛之和（Cr+Mn+V+Ti）为0.011 wt %，然后在保温炉铝液温度为780℃时添加铝铜、铝铒、铝锆中间合金和纯镁使合金元素镁、铜、铒和锆分别占熔体总质量的0.30%、0.26%、0.18%和0.03%。中间合金和镁熔化后搅拌、精炼，再保温30min，然后浇铸、轧制和冷拔，制成高电导率高强度耐热铝合金导体材料。

所制的高电导率高强度耐热铝合金导体材料电导率57.5%IACS，抗拉强度231MPa，延伸率2.0%，耐热性94.0%。

实施例4

一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料，该铝合金导体材料主要由铝、镁、铜、铒和锆及不可避免的杂质元素组成，各种元素的含量为：Mg为0.25wt%；Cu为0.25 wt %；Er为0.15 wt %；Zr为0.02 wt %，杂质元素总量小于0.3 wt %，杂质元素中Cr+Mn+V+Ti为0.011 wt %，余量为铝。

该高电导率高强度耐热铝合金导体材料可采用如下工艺制备：先将纯度为99.7%的铝锭放在熔铝炉中熔化，铝液温度为720℃，进行炉前分析，杂质元素铬、锰、钒、钛之和（Cr+Mn+V+Ti）为0.011，然后在保温炉铝液温度为780℃时添加铝铜、铝铒、铝锆中间合金和纯镁使合金元素镁、铜、铒和锆分别占熔体总质量的0.25%、0.25%、0.15%和0.02%。中间合金和镁熔化后搅拌、精炼，再保温30min，然后浇铸、轧制和冷拔，制成高电导率高强度耐热铝合金导体材料。

所制的高电导率高强度耐热铝合金导体材料电导率58.3%IACS，抗拉强度230MPa，延伸率2.1%，耐热性93.5%。

Claims

1.一种非热处理型高电导率高强度耐热铝合金导体材料，其特征在于，该铝合金导体材料主要由铝、镁、铜、铒和锆及不可避免的杂质元素组成，各种元素含量为：Mg为0.20~0.30wt% ，Cu为0.15~0.30wt %，Er为0.01~0.2wt%，Zr 为0.005~0.03wt%；杂质元素总量小于0.3wt%，杂质元素中Cr、Mn、V和Ti的总量≤0.012wt%，余量为Al。