專利名稱：電力金具用高強度鑄造鋁合金及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種鑄造鋁合金材料，特別是電力金具用的高強度鑄造鋁合金。本發明同時涉及一種鑄造鋁合金的制造方法。
背景技術：
目前，電力金具中的耐張線夾、懸垂線夾等很多采用KTH330-8黑心可鍛鑄鐵材料制造。黑心可鍛鑄鐵的鑄件采用砂型鑄造方式，在分型面處會形成薄弱點，在規定的載荷內，在分型面處可能開裂。并且，黑心可鍛鑄鐵采用石墨化退火工藝，退火溫度高，時間長，成本高，且產品性能與退火質量密切相關。另外，電力金具的耗能主要是由鐵磁材料在線路運行中造成的，它包括磁滯損耗和渦流損耗，電能損失嚴重，而采用非磁性材料，例如鋁合金材料則無以上電能損耗缺點。因此，從節能環保等角度綜合考慮，采用鑄造鋁合金取代鑄鐵已成為電力金具制造的發展趨勢，如中國專利申請CN1514032A即公開了一種用于制造電力金具的鋁合金。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種強度高、伸長率大的電力金具用高強度鑄造鋁合金。本發明同時提供一種鑄造鋁合金的制造方法。本發明的鑄造鋁合金由以下重量百分比的成分組成，硅為11 13%、鎂為O. 3 O. 4%、鍶為O. 02 O. 03%、鐵不超過O. 3%、余量為鋁。進一步的，鑄造鋁合金中還含有重量百分比為O. 08 O. 15%的鈦，能夠改善材料性能。本發明的鋁合金制造方法按照下述步驟依次進行，
Ca)在熔煉爐內加入純鋁錠，將溫度升高至750 790°C，使純鋁錠完全熔解為鋁液；
(b)再向鋁液中投入所需用量的硅和鎂元素，或者含上述元素的中間材料，使之充分熔
解；
(c)然后在720 750°C溫度下再加入適量的Al— Sr變質劑進行變質，確保鍶含量在所需范圍；
Cd)變質完成后使用干燥的氬氣通入鋁液里面進行精煉除氣；
(e)通氣結束后的鋁液靜置適當時間即可用于鑄造電力金具。進一步的，在步驟(b)中，還要向鋁液中投入所需用量的鈦元素，或者含鈦的中間材料。本發明的鑄造鋁合金材料具有Al-Si-Mg系合金的特性，有良好的鑄造工藝性，鑄造的工件經適當熱處理強化，其抗拉強度達到330MPa以上，伸長率為2-5%，布氏硬度大于80。使用該高強度鑄造鋁合金鑄造電力金具可以避免在分型面產生薄弱點，其熱處理工藝溫度低，時間短，成本低。產品的重量輕，便于施工安裝，且耐腐蝕性好，沒有電能損耗。下面通過具體實施例進一步說明本發明。實施例本實施例的高強度鑄造鋁合金優選由以下重量百分比的成分組成，硅為12%、鎂為O. 35%、鍶為O. 025%、鈦為O. 10%、鐵不超過O. 3%、余量為鋁。本高強度鑄造鋁合金中的硅含量在Al-Si共晶點左右，合金的凝固范圍窄，其流動性比較好，因此在生產過程不容易攜帶雜質進入產品內。鎂經時效熱處理后，組織中析出中間相Mg2Si化合物并呈彌散狀態，使材料的抗拉強度和彈性模量都得到提高。鈦可與鋁形成TiAl3相，成為結晶時非自發核心，從而達到細化晶粒，強化合金組織的作用。鍶是表面活性元素，進行變質處理能改善合金的塑性加工性能和最終產品質量，力學性能得到顯著提高。鐵則是鑄造鋁合金中的有害元素，使鑄件脆性大，易開裂，但在鋁合金工業化生產中無法完全消除鐵，因此控制鐵含量不超過O. 3%，也基本不影響材料性能。本實施例的高強度鑄造鋁合金制造方法按照下述步驟依次進行，
(a)在熔煉爐內加入純鋁錠，也可以加入少量的回爐鋁料，將溫度升高至770°C，使純鋁錠完全熔解為招液；
(b)再向鋁液中投入所需用量的硅、鎂和鈦元素，或者含上述元素的中間材料，使之充分熔解，一般硅元素可用純硅，鎂和鈦元素使用鎂鋁合金和鈦鋁合金；
(c)然后在750°C溫度下保溫5 10分鐘，再加入適量的Al— Sr變質劑進行變質，確保銀含量在所需范圍；· Cd)變質完成后靜置8分鐘，使用干燥的氬氣通入鋁液里面進行精煉除氣，通氣時間4分鐘；
Ce)通氣結束后的鋁液靜置8分鐘，即可用于鑄造電力金具。鑄造的電力金具鑄件在成型后還需要固溶處理和人工時效，通常的固溶保溫溫度為535±5°C，保溫時間為6 10h，固溶入水時間要< 15s，冷卻介質為60 100°C溫水；時效采用完全人工時效，在固溶處理后O. 5h內進行，時效保溫溫度為160±5°C，保溫時間為6 8h，然后空冷至室溫。上述處理后的電力金具鑄件即具有非常優良的性能指標，完全滿足使用要求。
權利要求
1.一種電力金具用高強度鑄造鋁合金，其特征在于由以下重量百分比的成分組成，硅為11 13%、鎂為O. 3 O. 4%、鍶為O. 02 O. 03%、鐵不超過O. 3%、余量為鋁。
2.根據權利要求I所述的電力金具用高強度鑄造鋁合金，其特征在于另外還含有重量百分比為O. 08 O. 15%的鈦。
3.根據權利要求2所述的電力金具用高強度鑄造鋁合金，其特征在于由以下重量百分比的成分組成，硅為12%、鎂為O. 35%、鍶為O. 025%、鈦為O. 10%、鐵不超過O. 3%、余量為鋁。
4.一種制造權利要求I所述鋁合金的方法，其特征在于按照下述步驟依次進行，Ca)在熔煉爐內加入純鋁錠，將溫度升高至750 790°C，使純鋁錠完全熔解為鋁液；(b)再向鋁液中投入所需用量的硅和鎂元素，或者含上述元素的中間材料，使之充分熔解； (c)然后在720 750°C溫度下再加入適量的Al— Sr變質劑進行變質，確保鍶含量在所需范圍； Cd)變質完成后使用干燥的氬氣通入鋁液里面進行精煉除氣； (e)通氣結束后的鋁液靜置適當時間即可用于鑄造電力金具。
5.根據權利要求4所述的制造方法，其特征在于在步驟(b)中，還要向鋁液中投入所需用量的鈦元素，或者含鈦的中間材料。
全文摘要
一種電力金具用高強度鑄造鋁合金，由硅為11～13%、鎂為0.3～0.4%、鍶為0.02～0.03%、鐵不超過0.3%、余量為鋁的成分組成。制造時，首先使純鋁錠完全熔解為鋁液，再向鋁液中投入所需用量的硅和鎂元素使之充分熔解，然后加入適量的Al－Sr變質劑進行變質，再使用氬氣通入鋁液里面進行精煉除氣后可用于鑄造電力金具。本發明的鋁合金材料具有良好的鑄造工藝性，鑄造的工件經適當熱處理強化，其抗拉強度達到330MPa以上，伸長率為2-5%，布氏硬度大于80。鑄造電力金具可以避免在分型面產生薄弱點，其熱處理工藝溫度低，時間短，成本低。產品的重量輕，便于施工安裝，且耐腐蝕性好，沒有電能損耗。
文檔編號C22F1/043GK102899537SQ20121035998
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者鄭革, 鄭曉權, 曹少華, 朱永紅 申請人:永固集團股份有限公司