專利名稱：一種用于電線電纜的鋁鐵銅鎂稀土合金材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種電線電纜導體用材料及其制備方法，特別涉及一種鋁鐵銅鎂稀土合金材料及其制備方法。
背景技術：
目前電纜導體大部分采用銅導線，由于銅資源緊張，銅價居高不下，銅導體占銅纜線成本的約70%，制造銅電纜的成本太大，但使用純鋁，長期運行或電流過載后發生較大的蠕變，導致接觸電阻太大，易引起事故，且彎曲性能不好，易開裂或折斷，同樣易引發事故。目前廣泛使用的鋁合金電線電纜的導電率為61%IACS，如果鋁合金電線電纜的導電率能從61%IACS升高到62%IACS及以上時，則線路的損耗可以減少I. 5%以上，這對于我國這樣一個能耗大國來說，對能源的節約則是相當客觀的，因此，開發研制新型的高強高導 電率鋁合金導體材料并加以推廣應用將具有很大的社會和經濟意義。

發明內容
本發明旨在提供一種用于電線電纜的鋁鐵銅鎂稀土合金材料及其制備方法，所要解決的技術問題是提高材料的導電性能和機械性能。本發明解決技術問題采用如下技術方案本發明用于電線電纜的鋁鐵銅鎂稀土合金材料，其特征在于其原料按質量百分比構成為鐵0. 10-1. 00%,銅 0. 01-0. 40%,鎂 0. 005-0. 20%,鈰 0. 01-0. 50%,余量為鋁以及一
些不可避免的雜質。本發明用于電線電纜的鋁鐵銅鎂稀土合金材料的制備方法，包括熔煉、精煉、澆注、旋鍛、退火和拉制各單元過程所述熔煉是將鋁加入熔煉爐中于720-750°C熔煉，熔煉至鋁液出現時加入常規覆蓋劑，防止鋁液氧化和吸氣，將鋁全部熔化后保溫5min得到鋁液；將鋁液表面的覆蓋劑除去，加入鐵劑和鋁銅合金以及常規覆蓋劑，保溫20min ;隨后升溫至750-780°C，去除覆蓋劑后加入鎂、鋁硼合金和鋁鈰合金，加入常規覆蓋劑后保溫30min得到合金液；所述精煉是將合金液降溫至740-760V，去除表面覆蓋劑，攪拌均勻后加入精煉劑和六氯乙烷對合金液進行精煉4-6min ;精煉劑的添加量為合金液質量的0. 06-0. 10%，六氯乙烷的添加量為合金液質量的0. 40-0. 60% ；精煉結束后將合金液降溫至700-730°C靜置30-60min，去除合金液表面的精煉劑和浮渣后澆注得到鋁合金試棒，將鋁合金試棒旋鍛，每次旋鍛的截面縮減率均小于25%，得到直徑12mm的鋁桿；對鋁桿進行退火處理，退火溫度250_350°C，時間為12_30h，隨后經拉制得到直徑
2.5-3mm的鋁線，對鋁線進行退火處理，退火溫度350_380°C，時間為20_40min。所述鐵劑中鐵的質量百分含量為70-80% ；
所述鋁銅合金中銅的質量百分含量為48-52% ；所述鋁的純度不低于99. 7% ；所述鎂的純度不低于99. 95%;所述鋁硼合金中硼的質量百分含量為2. 5-3. 5% ；所述招鋪合金中鋪的質量百分含量為9_10%。所述精煉劑為NaCl、KC1和Na3AlF6組成的混合物，其中NaCl的質量占精煉劑質量的25-35%，KCl質量占精煉劑質量的45-50%，余量為Na3AlF6。本發明所得的鋁鐵銅鎂稀土合金材料，具有如下優點
I、本發明中鐵元素含量控制在0. l(Tl. 00%之間，鐵可以提高鋁合金的強度，同時還提高了鋁合金的抗蠕變性和熱穩定性，而過多會對鋁合金的導電性能造成影響。2、本發明中銅元素含量控制在0. OrO. 40%之間，銅可以提高鋁合金的抗拉強度，同時提高伸長率，易于后續加工，銅還可以提高鋁合金的高溫時電阻的熱穩定性，而過多會對鋁合金的導電性能造成影響。3、本發明中鎂元素含量控制在0. 005、. 20%之間，鎂可以提高鋁合金的強度，同時鎂能提高合金的耐腐蝕性能，鎂還能夠與少量雜質硅形成硅鎂化合物，進一步增加鋁合金的強度，鎂的加入會影響鋁合金的導電率，但當鎂的含量低于0. 005%時，合金導線的耐彎曲性能變差。4、本發明中的硼元素可與Ti、V、Mn、Cr等雜質元素反應，形成化合物后被浮渣撈除，從而降低Ti、V、Mn、Cr等雜質元素對鋁合金導電率的影響，有利于提高鋁合金的導電率。5、本發明中的鈰是一種極活潑的稀土元素，如果數量較少，不出現稀土鈰相，因而作用效果不明顯，加入過大成本高而且可能產生負面作用。本發明鈰元素含量控制在O.OrO. 50%之間，鈰可以降低鋁固溶體中硅的含量，從而將硅對鋁合金導電率的影響減少至較小的水平，同時鈰元素的加入還改善了鋁合金材料中晶體的組織結構，提高了鋁合金的力學性能，有利于鋁合金的加工處理。6、本發明中制備鋁鐵銅鎂稀土合金材料對鋁線進行了退火處理，改善了拉制過程中應力作用對導體組織結構的不利影響，使其導電率達到甚至超過62%IACS、抗拉強度和延伸率分別達到125MPa和15%。
具體實施例方式鋁鐵銅鎂稀土合金材料的原料成分見表1，制備成直徑為2. 55mm的鋁合金單線。表I招鐵銅鎂稀土合金材料成分,單位wt%
FeCuMgCeAl
實施例 I 0. 138 O0.075 02
實施例 2~~0. 138 0 20.075 0權利要求
1.一種用于電線電纜的鋁鐵銅鎂稀土合金材料，其特征在于其原料按質量百分比構成為鐵 0. 10-1. 00%,銅 0. 01-0. 40%,鎂 0. 005-0. 20%,鈰 0. 01-0. 50%,硼 0. 006-0. 01%,余量為招。
2.—種權利要求I所述的用于電線電纜的鋁鐵銅鎂稀土合金材料的制備方法，包括熔煉、精煉、澆注、旋鍛、退火和拉制各單元過程，其特征在于 所述熔煉是將鋁加入熔煉爐中于720-750°C熔煉，熔煉至鋁液出現時加入常規覆蓋劑，將鋁全部熔化后保溫5min得到鋁液；將鋁液表面的覆蓋劑除去，加入鐵劑和鋁銅合金以及常規覆蓋劑，保溫20min ;隨后升溫至750-780°C，去除覆蓋劑后加入鎂、鋁硼合金和鋁鈰合金，加入常規覆蓋劑后保溫30min得到合金液； 所述精煉是將合金液降溫至740-760°C，去除表面覆蓋劑，攪拌均勻后加入精煉劑和六氯乙烷對合金液進行精煉4-6min ;精煉劑的添加量為合金液質量的0. 06-0. 10%，六氯乙烷的添加量為合金液質量的0. 40-0. 60% ； 精煉結束后將合金液降溫至700-730°C靜置30-60min，去除合金液表面的精煉劑和浮渣后澆注得到鋁合金試棒，將鋁合金試棒旋鍛得到直徑12mm的鋁桿； 對鋁桿進行退火處理，退火溫度250-350°C，時間為12-30h，隨后經拉制得到直徑2.5-3mm的鋁線，對鋁線進行退火處理，退火溫度350_380°C，時間為20_40min。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于 所述鐵劑中鐵的質量百分含量為70-80% ； 所述鋁銅合金中銅的質量百分含量為48-52% ； 所述鋁的純度不低于99. 7% ； 所述鎂的純度不低于99. 95% ； 所述鋁硼合金中硼的質量百分含量為2. 5-3. 5% ； 所述鋁鈰合金中鈰的質量百分含量為9-10%。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述精煉劑為NaCl、KCl和Na3AlF6組成的混合物，其中NaCl的質量占精煉劑質量的25-35%，KCl質量占精煉劑質量的45_50%，余量為Na3AlF6O
全文摘要
本發明公開了一種用于電線電纜的鋁鐵銅鎂稀土合金材料及其制備方法，其中用于電線電纜的鋁鐵銅鎂稀土合金材料的原料按質量百分比構成為鐵0.10-1.00%，銅0.01-0.40%，鎂0.005-0.20%，鈰0.01-0.50%，硼0.006-0.01%，余量為鋁；其制備方法是各原料經過熔煉后鑄造成鋁合金試棒，鋁合金試棒經多次旋鍛成鋁合金桿，對所得鋁桿進行退火處理，退火后進行拉制，對拉制成的鋁線進行退火處理。本發明制備的鋁合金電線具有優異的電性能和機械性能，可應用于電線電纜導體。
文檔編號C22C21/00GK102703770SQ201210182780
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者劉永宏, 吳萬志, 胡興福, 胡宏權, 胡宏生, 蘇勇, 陳文平 申請人:安徽亞神電纜集團有限公司