本發明涉及電力、電氣設備制造領域，尤其涉及一種稀銀鋁合金導電線材及其制備方法。

背景技術：

導電線材是制造電纜，電線，漆包線，導體型材，連接及轉換端子等的主要原材料。近年來，電力電氣行業發展迅速，尤其在基礎工程建設及家用電器領域，隨之而來的是對導電線材需求量增大并提出了更高的要求。目前的導電線材大多數都是用銅材質制成，少數有使用普通鋁合金或純鋁材質制成的。為此生產導電線材需要大量的銅原料，而我國是一貧銅的國家，每年工業所需銅原料大量由進口而來，對國家這一戰略物資的儲備是當務之急，因此用銅材料來制造導電線材的成本非常高。對于普通鋁合金和純鋁材質制成的線材，導電率和銅質材料相比存在一定的差距。所以，導電線材的成本與導電率無法兼顧。目前尚無用稀銀鋁合金材質制造導電線材的報道。

技術實現要素：

為解決目前導電線材的成本與導電率不能兼顧的問題，本發明提供一種稀銀鋁合金導電線材及其制備方法，制造出來的稀銀鋁合金線材比銅材質導電線材成本低，重量輕，但有與銅材質導電線材相近的導電率及比銅材質導電線材更優良的機械物理性能；比普通鋁合金或純鋁材質導電線材更高的導電率及更好的機械物理性能。

本發明的具體方案如下：

一種稀土鋁合金導電線材，所述線材為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.05wt％～0.5wt％；

Ag＝0.01wt％～0.08wt％；

S＝0.02wt％～0.25wt％；

R＝0.005wt％～0.25wt％；

余量的為Al。

所述S為V、Ti、Cr、Mn、Ni中的一種或多種元素組合，R為稀土元素中的一種或多種元素組合。

進一步地，所述S的含量與Ag的含量的總和不超過0.33wt％，Fe的含量不超過0.5wt％。

另一方面，本發明公開了上述稀銀合金線材的制備方法，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：按照權利要求1中所述的配方配制原料；

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀銀鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為720℃-780℃，得到熔體稀銀鋁合金；

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到660℃-680℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠；

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理；

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理；

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，整個過程在在惰性氣體環境中進行；

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀土鋁合金桿；

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金絲；

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金絲緊壓絞合為稀土鋁合金導電芯；

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀土鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為400℃-420℃，時間為22-24h；

優選地，在得到熔體稀土鋁合金后加入精煉劑并均勻攪拌，再靜置保溫30min。

進一步地，步驟(4)中固溶處理的溫度為450℃～650℃，時間為45min～60min。

進一步地，步驟(5)中時效處理的溫度為350℃～480℃，時間為1.8h～4h。

進一步地，步驟(6)中軟化處理的溫度為145℃～160℃，時間為4h～6h。

采用上述方案后，本發明所取得的有益效果和明顯的進步如下：

(1)方法制成的稀銀鋁合金導電線材較現有銅材質導電線材機械物理性能大幅提高，導電率接近銅材質導電線材，高于純鋁與普通鋁合金材質導電線材；

(2)造價低于銅材質導電線材，耐腐蝕性能大幅提高，壽命較銅材質導電線材提高15～20年；

(3)制造出的稀銀鋁合金線材的物理參數如下：所述鋁合金的鋁合金的抗拉強度大于等于200MPa；斷裂伸長率大于等于20％；導電率大于等于70％IACS；平均蠕變速度小于等于6×10-2％/h；疲勞彎折次數大于等于30。

(3)節約大量的銅原料，在設備制造業降低產品生產成本，其優良的機械物理性能在設備制造各工藝環節減少能耗，在基礎工程建設中降低工程成本更便于施工安裝。

附圖說明

圖1為本發明的流程框圖；

圖2為傳統的鋁合金金相圖；

圖3為本發明的實施例1制得的稀銀鋁合金線材的金相圖；

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，以下所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護的范圍。

實施例1

一種稀銀鋁合金導電線材，為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.49wt％，Ag＝0.012wt％，S＝V0.02wt％+Cr0.05wt％，R＝0.24wt％；余量的為Al；

一種稀銀鋁合金導電線材，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：采用純度為99.90％純鋁作為基體合金原料，按照上述比例配方配好鋁鐵合金，鋁銀合金，鋁S合金，鋁R合金。

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀土鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為760℃得到熔體稀銀合金，在合金熔體中加入精煉劑并攪拌均勻，再靜置保溫30min，得到熔體稀銀鋁合金。

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到680℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠。

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理，固溶處理的溫度為650℃，時間為60min。

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理，時效處理的溫度為480℃，時間為4h。

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，軟化處理的溫度為160℃，時間為6h，整個過程在在惰性氣體環境中進行。

經上述步驟得到的稀銀鋁合金的抗拉強度等于251MPa，斷裂伸長率等于25％，導電率等于70％IACS，平均蠕變速度等于6×10-2％/h，疲勞彎折次數等于35。

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀銀鋁合金桿。

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金線。

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金線緊壓絞合為稀銀鋁合金導電芯。

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀銀鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為420℃，時間為24h。

退火處理完畢檢驗各參數合格后即稀銀鋁合金導電線材。

實施例2

一種稀銀鋁合金導電線材，為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.45wt％，Ag＝0.021wt％，S＝V0.21wt％；R＝0.03wt％，余量的為Al。

一種稀銀鋁合金導電線材，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：采用純度為99.80％純鋁作為基體合金原料，按照上述比例配方配好鋁鐵合金，鋁銀合金，鋁S合金，鋁R合金。

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀銀鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為755℃得到熔體稀銀合金，在合金熔體中加入精煉劑并攪拌均勻，再靜置保溫30min，得到熔體稀銀鋁合金。

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到670℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠。

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理，固溶處理的溫度為620℃，時間為60min。

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理，時效處理的溫度為470℃，時間為3.6h。

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，軟化處理的溫度為160℃，時間為6h，整個過程在在惰性氣體環境中進行。

經上述步驟得到的稀銀鋁合金的抗拉強度等于244MPa，斷裂伸長率等于25％，導電率等于71％IACS，平均蠕變速度等于5.8×10-2％/h，疲勞彎折次數等于35。

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀銀鋁合金桿。

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金線。

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金線緊壓絞合為稀銀鋁合金導電芯。

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀銀鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為420℃，時間為24h。

退火處理完畢檢驗各參數合格后即稀銀鋁合金導電線材。

實施例3

一種稀銀鋁合金導電線材，為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.31wt％，Ag＝0.035wt％，S＝Ti0.13wt％+Ni0.05wt％，R＝0.11wt％，余量的為Al。

一種稀銀鋁合金導電線材，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：采用純度為99.80％純鋁作為基體合金原料，按照上述比例配方配好鋁鐵合金，鋁銀合金，鋁S合金，鋁R合金。

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀銀鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為748℃得到熔體稀銀合金，在合金熔體中加入精煉劑并攪拌均勻，再靜置保溫30min，得到熔體稀銀鋁合金。

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到675℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠。

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理，固溶處理的溫度為590℃，時間為55min。

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理，時效處理的溫度為450℃，時間為3.3h。

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，軟化處理的溫度為155℃，時間為5.5h，整個過程在在惰性氣體環境中進行。

經上述步驟得到的稀銀鋁合金的抗拉強度等于231MPa，斷裂伸長率等于24％，導電率等于72％IACS，平均蠕變速度等于5.3×10-2％/h，疲勞彎折次數等于34。

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀銀鋁合金桿。

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金線。

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金線緊壓絞合為稀銀鋁合金導電芯。

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀銀鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為415℃，時間為23.5h。

退火處理完畢檢驗各參數合格后即稀銀鋁合金導電線材。

實施例4

一種稀銀鋁合金導電線材，為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.27wt％，Ag＝0.041wt％，S＝V0.12wt％，R＝0.02wt％，余量的為Al。

一種稀銀鋁合金導電線材，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：采用純度為99.80％純鋁作為基體合金原料，按照上述比例配方配好鋁鐵合金，鋁銀合金，鋁S合金，鋁R合金。

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀銀鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為742℃得到熔體稀銀合金，在合金熔體中加入精煉劑并攪拌均勻，再靜置保溫30min，得到熔體稀銀鋁合金。

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到668℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠。

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理，固溶處理的溫度為560℃，時間為55min。

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理，時效處理的溫度為430℃，時間為3.3h。

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，軟化處理的溫度為155℃，時間為5.5h，整個過程在在惰性氣體環境中進行。

經上述步驟得到的稀銀鋁合金的抗拉強度等于223MPa，斷裂伸長率等于24％，導電率等于73％IACS，平均蠕變速度等于5.1×10-2％/h，疲勞彎折次數等于34。

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀銀鋁合金桿。

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金線。

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金線緊壓絞合為稀銀鋁合金導電芯。

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀銀鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為415℃，時間為23.5h。

退火處理完畢檢驗各參數合格后即稀銀鋁合金導電線材。

實施例5

一種稀銀鋁合金導電線材，為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.27wt％，Ag＝0.041wt％，S＝V0.12wt％，R＝0.02wt％，余量的為Al。

一種稀銀鋁合金導電線材，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：采用純度為99.80％純鋁作為基體合金原料，按照上述比例配方配好鋁鐵合金，鋁銀合金，鋁S合金，鋁R合金。

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀銀鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為735℃得到熔體稀銀合金，在合金熔體中加入精煉劑并攪拌均勻，再靜置保溫30min，得到熔體稀銀鋁合金。

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到678℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠。

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理，固溶處理的溫度為530℃，時間為50min。

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理，時效處理的溫度為410℃，時間為2.8h。

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，軟化處理的溫度為150℃，時間為5h，整個過程在在惰性氣體環境中進行。

經上述步驟得到的稀銀鋁合金的抗拉強度等于212MPa，斷裂伸長率等于22％，導電率等于74％IACS，平均蠕變速度等于4.9×10-2％/h，疲勞彎折次數等于32。

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀銀鋁合金桿。

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金線。

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金線緊壓絞合為稀銀鋁合金導電芯。

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀銀鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為410℃，時間為23h。

退火處理完畢檢驗各參數合格后即稀銀鋁合金導電線材。

實施例6

一種稀銀鋁合金導電線材，為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.18wt％，Ag＝0.064wt％，S＝Ti0.25wt％，R＝0.008wt％，余量的為Al。

一種稀銀鋁合金導電線材，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：采用純度為99.80％純鋁作為基體合金原料，按照上述比例配方配好鋁鐵合金，鋁銀合金，鋁S合金，鋁R合金。

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀銀鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為730℃得到熔體稀銀合金，在合金熔體中加入精煉劑并攪拌均勻，再靜置保溫30min，得到熔體稀銀鋁合金。

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到665℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠。

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理，固溶處理的溫度為500℃，時間為50min。

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理，時效處理的溫度為390℃，時間為2.5h。

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，軟化處理的溫度為150℃，時間為5h，整個過程在在惰性氣體環境中進行。

經上述步驟得到的稀銀鋁合金的抗拉強度等于204MPa，斷裂伸長率等于22％，導電率等于75％IACS，平均蠕變速度等于4.8×10-2％/h，疲勞彎折次數等于32。

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀銀鋁合金桿。

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金線。

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金線緊壓絞合為稀銀鋁合金導電芯。

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀銀鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為410℃，時間為23h。

退火處理完畢檢驗各參數合格后即稀銀鋁合金導電線材。

實施例7

一種稀銀鋁合金導電線材，為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.12wt％，Ag＝0.072wt％，S＝Mn0.25wt％，R＝0.09wt％，余量的為Al。

一種稀銀鋁合金導電線材，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：采用純度為99.80％純鋁作為基體合金原料，按照上述比例配方配好鋁鐵合金，鋁銀合金，鋁S合金，鋁R合金。

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀銀鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為754℃得到熔體稀銀合金，在合金熔體中加入精煉劑并攪拌均勻，再靜置保溫30min，得到熔體稀銀鋁合金。

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到675℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠。

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理，固溶處理的溫度為470℃，時間為45min。

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理，時效處理的溫度為370℃，時間為2.1h。

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，軟化處理的溫度為148℃，時間為4h，整個過程在在惰性氣體環境中進行。

經上述步驟得到的稀銀鋁合金的抗拉強度等于232MPa，斷裂伸長率等于20％，導電率等于76％IACS，平均蠕變速度等于4.7×10-2％/h，疲勞彎折次數等于31。

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀銀鋁合金桿。

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金線。

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金線緊壓絞合為稀銀鋁合金導電芯。

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀銀鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為400℃，時間為23h。

退火處理完畢檢驗各參數合格后即稀銀鋁合金導電線材。

實施例8

一種稀銀鋁合金導電線材，為Al-Fe-Ag-S-R鋁合金，其中各元素組分重量比為：

Fe＝0.05wt％，Ag＝0.078wt％，S＝Mn0.24wt％，R＝0.008wt％，余量的為Al。

一種稀銀鋁合金導電線材，包括以下步驟：

(1)稀銀鋁合金原料配制：采用純度為99.80％純鋁作為基體合金原料，按照上述比例配方配好鋁鐵合金，鋁銀合金，鋁S合金，鋁R合金。

(2)熔煉：將步驟(1)中配制好的稀銀鋁合金原料放入恒溫沖天爐中進行熔煉，熔煉溫度為730℃得到熔體稀銀合金，在合金熔體中加入精煉劑并攪拌均勻，再靜置保溫30min，得到熔體稀銀鋁合金。

(3)鑄造稀銀鋁合金鑄錠：將步驟(2)中的熔體稀銀鋁合金冷卻到675℃后進行鑄造，得到稀銀鋁合金鑄錠。

(4)固溶處理：將步驟(3)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行入固溶處理，固溶處理的溫度為450℃，時間為45min。

(5)時效處理：將步驟(4)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行時效處理，時效處理的溫度為350℃，時間為1.8h。

(6)軟化處理：將步驟(5)中得到的稀銀鋁合金鑄錠進行軟化處理，軟化處理的溫度為148℃，時間為4h，整個過程在在惰性氣體環境中進行。

經上述步驟得到的稀銀鋁合金的抗拉強度等于207MPa，斷裂伸長率等于23％，導電率等于75％IACS，平均蠕變速度等于4.6×10-2％/h，疲勞彎折次數等于31。

(7)壓制：將步驟(6)中得到的稀銀鋁合金壓制成稀銀鋁合金桿。

(8)冷拔拉絲：將步驟(7)中得到的稀銀鋁合金桿進行冷拔拉絲成所需要的直徑，得到稀土鋁合金線。

(9)緊壓絞合：將步驟(8)中得到的稀銀鋁合金線緊壓絞合為稀銀鋁合金導電芯。

(10)退火：將步驟(9)中得到的稀銀鋁合金導電芯進行退火處理，退火溫度為400℃，時間為23h。

退火處理完畢檢驗各參數合格后即稀銀鋁合金導電線材。