本發明涉及一種鋁合金擴徑母線，特別是涉及一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線。

背景技術：

一般而言，擴徑母線承載的電流越大，則其運行溫度越高。目前應用較多的擴徑母線一般為電工鋁材料和稀土鋁材料，這類擴徑母線耐溫耐熱性能較差，其運行溫度一般不能高于80℃，而運行溫度的高低直接決定了擴徑母線的載流量。在擴徑母線實際運行過程中，因為通過的電流增大后，擴徑母線必然升溫。因此，如何在原有產品用料不變或用料更少的下，設計耐更高溫度、輸送容量更大并且綜合性能更強的擴徑母線成為未來擴徑母線的發展方向。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，使其能長期在150℃下正常運行，增大載流量的同時，減小電暈損失。

本發明提供的一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七種元素，各組分含量重量比為Al：98.75％-99.64％；Zr：0.05％-0.15％；Fe：0.08％-0.45％；Si：0.08％-0.45％；B：0.05％-0.15％；Re：0.10％-0.25％：Cu：0.15％-0.35％；

本發明提供的一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，其工藝流程包括如下步驟：

S1)將電解所得的純鋁裝爐，在溫度為730-760℃融熔，按各組分重量比為Al：98.75％-99.64％；Zr：0.05％-0.15％；Fe：0.08％-0.45％；Si：0.08％-0.45％；B：0.05％-0.15％；Re：0.10％-0.25％：Cu：0.15％-0.35％依次加入純鐵、銅絲、鋁硼、鋁稀土中間合金，在溫度為560-800℃加入0.15-0.2％的精煉劑，進行一次精煉，扒渣除氣，然后加入鋁鋯合金，攪拌5-30min，在溫度為560-800℃進行第二次精煉，扒渣除氣，取樣分析，待分析各組分比滿足要求以后，進行過濾，澆鑄成鋁合金桿，對所述的鋁合金桿a進行軋制收線，檢驗合格后待用。

S2)對所述的鋁合金桿a的抗拉強度、機械性能和電性能進行檢測，將抗拉強度、機械性能、電性能相近的鋁合金桿拉絲成單線b，再次檢驗所述的單線b的抗拉強度、機械性能和電性能，對所述的單線b性能波動較大的進行調節，將所述的單線b靜置10-25h；將經過檢驗合格的鋁帶c切邊，利用冷壓焊接技術進行焊接，軋制成深度、扎紋節距、外徑符合技術要求的鋁管d；將靜置后的所述的單線b和所述的鋁管d利用絞線機制成擴徑母線e，檢驗合格后包裝入庫。

有益效果：本發明提供的一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，熔煉時增加了Zr、Fe、Si、B、Re、Cu元素，提高了擴徑母線耐熱性的同時，減小電暈損失。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的耐熱鋁桿軋制工藝流程圖；

圖2為本發明實施例提供的高強度耐熱鋁合金擴徑母線生產工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述，但該實施例不應理解為對本發明的限制。

本實施方式提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七種元素，各組分含量重量比為Al：98.75％-99.64％；Zr：0.05％-0.15％；Fe：0.08％-0.45％；Si：0.08％-0.45％；B：0.05％-0.15％；Re：0.10％-0.25％：Cu：0.15％-0.35％；

進一步地，所述Fe與Si的含量重量比為Fe：Si＝1：(0.8-1.8)。

本實施方式提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，其工藝流程包括如下步驟：

S1)將電解所得的純鋁裝爐，在溫度為730-760℃融熔，按各組分重量比為Al：98.75％-99.64％；Zr：0.05％-0.15％；Fe：0.08％-0.45％；Si：0.08％-0.45％；B：0.05％-0.15％；Re：0.10％-0.25％：Cu：0.15％-0.35％依次加入純鐵、銅絲、鋁硼、鋁稀土中間合金，在溫度為560-800℃加入0.15-0.2％的精煉劑，進行一次精煉，扒渣除氣，然后加入鋁鋯合金，攪拌5-30min，在溫度為560-800℃進行第二次精煉，扒渣除氣，取樣分析，待分析各組分比滿足要求以后，進行過濾，澆鑄成鋁合金桿，對所述的鋁合金桿a進行軋制收線，檢驗合格后待用。

S2)對所述的鋁合金桿a的抗拉強度、機械性能和電性能進行檢測，將抗拉強度、機械性能、電性能相近的鋁合金桿拉絲成單線b，再次檢驗所述的單線b的抗拉強度、機械性能和電性能，對所述的單線b性能波動較大的進行調節，將所述的單線b靜置10-25h；將經過檢驗合格的鋁帶c切邊，利用冷壓焊接技術進行焊接，軋制成深度、扎紋節距、外徑符合技術要求的鋁管d；將靜置后的所述的單線b和所述的鋁管d利用絞線機制成擴徑母線e，檢驗合格后包裝入庫。

具體地，澆鑄時，小澆包溫度為560-800℃，鑄造速度為：350-440轉/分鐘。

具體地，拉絲時，拉絲油溫度小于60℃。

實施例1：

本實施例提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七種元素，各組分含量重量比為Al：99.49％；Zr：0.05％；Fe：0.08％；Si：0.08％；B：0.05％；Re：0.10％：Cu：0.15％；

本實施例提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線的具體工藝流程如下：

S1)將電解所得的純鋁971.9kg裝爐，在溫度為750℃融熔，依次加入純鐵0.8kg、純硅0.8kg、銅絲1.5kg、硼含量為5％的鋁硼中間合金10kg、稀土含量為10％的鋁稀土中間合金10kg，在溫度為750℃加入0.2％的精煉劑，進行一次精煉，扒渣除氣，然后加入含鋯量為10％鋁鋯合金5kg，攪拌12min，在溫度為750℃進行第二次精煉，扒渣除氣，取樣分析，測得各組分含量重量比為Al：99.49％；Zr：0.05％；Fe：0.08％；Si：0.08％；B：0.05％；Re：0.10％：Cu：0.15％，進行過濾，將澆鑄溫度控制在700℃(小澆包位置)，鑄造速度為350轉/分鐘，澆鑄成鋁合金桿a1，對所述的鋁合金桿a1進行軋制收線，檢驗合格。

S2)對所述的鋁合金桿a1的抗拉強度、機械性能和電性能進行檢測，抗拉強度為211-223MPa，額定拉斷力為121.3-132.1kN，電阻率為35.2nΩ·m，控制拉絲溫度為50℃，利用記米式自動切割鋁大拉機將抗拉強度、機械性能、電性能相近的鋁合金桿拉絲成單線b1，再次檢驗所述的單線b1的抗拉強度為201-212MPa、額定拉斷力為111.2-122.1kN和電阻率為27.2nΩ·m，表明所述的單線b1沒有較大波動的單線，將所述的單線b1靜置18h；將經過檢驗合格的鋁帶c1切邊，利用冷壓焊接技術進行焊接，軋制成深度3.5mm、扎紋節距18mm、外徑39mm的鋁管d1；將靜置后的所述的單線b1和所述的鋁管d1利用500/48盤龍式絞線機，采用機械退鈕裝置退鈕，制成擴徑母線e1，檢驗其耐熱性為120℃，120℃時載流量為1909A，電阻率為27.2nΩ·m。

實施例2：

本實施例提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七種元素，各組分含量重量比為Al：99.27％；Zr：0.09％；Fe：0.12％；Si：0.12％；B：0.08％；Re：0.12％：Cu：0.2％；

本實施例提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線的具體工藝流程如下：

S1)將電解所得的純鋁958.6kg裝爐，在溫度為750℃融熔，依次加入純鐵1.2kg、純硅1.2kg、銅絲2kg、硼含量為5％的鋁硼中間合金16kg、稀土含量為10％的鋁稀土中間合金12kg，在溫度為750℃加入0.2％的精煉劑，進行一次精煉，扒渣除氣，然后加入含鋯量為10％鋁鋯合金9kg，攪拌12min，在溫度為750℃進行第二次精煉，扒渣除氣，取樣分析，測得各組分含量重量比為Al：99.27％；Zr：0.09％；Fe：0.12％；Si：0.12％；B：0.08％；Re：0.12％：Cu：0.2％，進行過濾，將澆鑄溫度控制在700℃(小澆包位置)，鑄造速度為350轉/分鐘，澆鑄成鋁合金桿a2，對所述的鋁合金桿a2進行軋制收線，檢驗合格。

S2)對所述的鋁合金桿a2的抗拉強度、機械性能和電性能進行檢測，抗拉強度為245.1-246.7MPa，額定拉斷力為138.7-140.1kN，電阻率為31.1nΩ·m，控制拉絲溫度為50℃，利用記米式自動切割鋁大拉機將抗拉強度、機械性能、電性能相近的鋁合金桿拉絲成單線b2，再次檢驗所述的單線b2的抗拉強度為231.1-233.8MPa、額定拉斷力為129.2-138.1kN和電阻率為31.1nΩ·m，表明所述的單線b2沒有較大波動的單線，將所述的單線b2靜置18h；將經過檢驗合格的鋁帶c2切邊，利用冷壓焊接技術進行焊接，軋制成深度3.5mm、扎紋節距18mm、外徑39mm的鋁管d2；將靜置后的所述的單線b2和所述的鋁管d2利用500/48盤龍式絞線機，采用機械退鈕裝置退鈕，制成擴徑母線e2，檢驗其耐熱性為150℃，150℃時載流量為2280A，電阻率為31.1nΩ·m。

實施例3：

本實施例提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，其包括Al、Zr、Fe、Si、B、Re、Cu七種元素，各組分含量重量比為Al：97.84％；Zr：0.15％；Fe：0.45％；Si：0.81％；B：0.15％；Re：0.25％：Cu：0.35％；

本實施例提供一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線的具體工藝流程如下：

S1)將電解所得的純鋁913.9kg裝爐，在溫度為750℃融熔，依次加入純鐵4.5kg、純硅8.1kg、銅絲3.5kg、硼含量為5％的鋁硼中間合金30kg、稀土含量為10％的鋁稀土中間合金25kg，在溫度為750℃加入0.2％的精煉劑，進行一次精煉，扒渣除氣，然后加入含鋯量為10％鋁鋯合金15kg，攪拌12min，在溫度為750℃進行第二次精煉，扒渣除氣，取樣分析，測得各組分含量重量比為Al：97.84％；Zr：0.15％；Fe：0.45％；Si：0.81％；B：0.15％；Re：0.25％：Cu：0.35％，進行過濾，將澆鑄溫度控制在700℃(小澆包位置)，鑄造速度為350轉/分鐘，澆鑄成鋁合金桿a3，對所述的鋁合金桿a3進行軋制收線，檢驗合格。

S2)對所述的鋁合金桿a3的抗拉強度、機械性能和電性能進行檢測，抗拉強度為265.1-266.7MPa，額定拉斷力為158.7-160.1kN，電阻率為41.1nΩ·m，控制拉絲溫度為50℃，利用記米式自動切割鋁大拉機將抗拉強度、機械性能、電性能相近的鋁合金桿拉絲成單線b3，再次檢驗所述的單線b3的抗拉強度為241.1-243.8MPa、額定拉斷力為149.2-158.1kN和電阻率為41.1nΩ·m，表明所述的單線b3沒有較大波動的單線，將所述的單線b3靜置18h；將經過檢驗合格的鋁帶c3切邊，利用冷壓焊接技術進行焊接，軋制成深度3.5mm、扎紋節距18mm、外徑39mm的鋁管d2；將靜置后的所述的單線b2和所述的鋁管d2利用500/48盤龍式絞線機，采用機械退鈕裝置退鈕，制成擴徑母線e2，檢驗其耐熱性為155℃，155℃時載流量為2311A，電阻率為41.1nΩ·m。

比較實施例1、實施例2和實施例3可知，加上Zr能提高耐熱性，同時會降低導電率，實施例1中的擴徑母線耐熱性為120℃，電阻率為27.2nΩ·m，實施例2中的擴徑母線耐熱性為150℃，電阻率為31.1nΩ·m，實施例3中的擴徑母線耐熱性為155℃，電阻率為41.1nΩ·m，三個實施例的抗拉強度和機械性能均符合要求。實施例1中的電阻率較好，但耐熱性只有120℃，實施例三中耐熱性較好，但是電阻率較高，實施2中耐熱性能大道150℃，電阻率稍微比實施例1高，但在允許的范圍內，故實施例2能很好的提高擴徑母線的耐熱性，并且基本不影響其導電性能。

本發明提供的一種高強度耐熱鋁合金擴徑母線，熔煉時增加了Zr、Fe、Si、B、Re、Cu元素，提高了擴徑母線耐熱性的同時基本不影響其電阻率。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。