本發明涉及鋁合金導線材料技術領域，尤其涉及一種高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料。

背景技術：

鋁作為一種導電材料在電工行業得到廣泛的應用，其突出的優點是具有優異的導電性能且重量輕、資源豐富，但鋁也存在機械性能較差的缺點，因此，人們在純鋁中加入其它元素來改善其性能，就產生了鋁合金。

申請號為201510102258.7的專利文件公開了一種高導電率的鋁合金導線材料，用于提供一種具備較高導電率的鋁合金材料及其制備方法，但是，其導電率達不到嚴格要求，且韌性和硬度一般，導致使用范圍有限。

申請號為201510121398.9的專利文件公開了一種鋁合金導線材料，用于提高導線的導電性能、耐磨性能和耐高溫性能，但是，其導電性能達不到嚴格要求，韌性和硬度一般，導致使用范圍有限。

技術實現要素：

本發明提出的一種高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料，解決了現有的鋁合金導線材料不具備優異的導電性能、韌性、耐磨性能和硬度，導致使用范圍有限的問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料，包括以下重量份的原料：鋁20-25份，鐵21-24份，錳18-22份，鉻16-19份，碳化硅17-20份，石墨15-18份，氧化鈦14-17份，氧化鎂11-14份，鈷13-16份，銅12-15份，錫8-12份，鈣6-9份，鈀5-8份；

其制備方法包括以下步驟：

s1：將鋁、鐵、錳和鉻加入球磨機內，球磨1-3h，混合均勻，然后將混合物加入高溫熔煉爐內，在高純氬氣保護的條件下，升溫至800-850℃，高溫熔煉40-45min，制得混合a；

s2：將碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂加入球磨機內，球磨55-60min，混合均勻后，制得混合物b，然后將混合物b加入混合物a中，升溫至860-880℃，以400-450r/min的轉速攪拌30-35min，制得混合物c；

s3：將鈷、銅、錫、鈣和鈀加入球磨機內，球磨50-55min，混合均勻后，制得混合物d，然后將混合物d加入混合物c中，降溫至830-860℃，以420-460r/min的轉速攪拌直至混合物d和混合物c完全融化后，保持20-25min，制得混合物e；

s4：將混合物e倒入模具內，冷卻至420-450℃，保持3-6h；

s5：將冷卻至420-450℃的混合物e進行淬火，淬火溫度為100-130℃，淬火時間為1.2-1.6h，然后冷卻至室溫，制得高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料。

優選的，包括以下重量份的原料：鋁21-24份，鐵22-23份，錳19-21份，鉻17-18份，碳化硅18-19份，石墨16-17份，氧化鈦15-16份，氧化鎂12-13份，鈷14-15份，銅13-14份，錫9-11份，鈣7-8份，鈀6-7份。

優選的，所述s1中，將鋁、鐵、錳和鉻加入球磨機內，球磨1-3h，混合均勻，然后將混合物加入高溫熔煉爐內，在高純氬氣保護的條件下，以12-15℃/min的速度升溫至800-850℃，高溫熔煉40-45min，制得混合a。

優選的，所述s1中，將鋁、鐵、錳和鉻加入球磨機內，球磨2-3h，混合均勻，然后將混合物加入高溫熔煉爐內，在高純氬氣保護的條件下，以13-14℃/min的速度升溫至810-840℃，高溫熔煉41-44min，制得混合a。

優選的，所述s2中，將碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂加入球磨機內，球磨55-60min，混合均勻后，制得混合物b，然后將混合物b加入混合物a中，以5-8℃/min的速度升溫至860-880℃，以400-450r/min的轉速攪拌30-35min，制得混合物c。

優選的，所述s2中，將碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂加入球磨機內，球磨56-59min，混合均勻后，制得混合物b，然后將混合物b加入混合物a中，以6-7℃/min的速度升溫至870-880℃，以410-440r/min的轉速攪拌31-34min，制得混合物c。

優選的，所述s3中，將鈷、銅、錫、鈣和鈀加入球磨機內，球磨50-55min，混合均勻后，制得混合物d，然后將混合物d加入混合物c中，以4-7℃/min的速度降溫至830-860℃，以420-460r/min的轉速攪拌直至混合物d和混合物c完全融化后，保持20-25min，制得混合物e。

優選的，所述s3中，將鈷、銅、錫、鈣和鈀加入球磨機內，球磨51-54min，混合均勻后，制得混合物d，然后將混合物d加入混合物c中，以5-6℃/min的速度降溫至840-850℃，以430-450r/min的轉速攪拌直至混合物d和混合物c完全融化后，保持21-24min，制得混合物e。

優選的，所述s4中，將混合物e倒入模具內，冷卻至430-440℃，保持4-5h。

優選的，所述s5中，將冷卻至430-440℃的混合物e進行淬火，淬火溫度為110-120℃，淬火時間為1.3-1.5h，然后冷卻至室溫，制得高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、通過以鋁、鐵、錳和鉻為主料制得的鋁合金導線材料具備良好的導電性能、韌性和硬度；

2、通過加入碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂能夠進一步提高鋁合金導線材料的導電性能、耐磨性能、耐高溫性能和硬度；

3、通過加入鈷和鈣能夠提高各原料之間的協調性，且能夠增強鋁合金導線材料的耐腐蝕性和導電性，通過加入鈀、銅和錫能夠更進一步的提高鋁合金導線材料的導電性能；

4、通過將鋁、鐵、錳和鉻加入球磨機內進行球磨、將碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂加入球磨機內進行球磨和將鈷、銅、錫、鈣和鈀加入球磨機內進行球磨能夠便于充分均勻的混合各原料，提高制備的鋁合金導線材料的質量。

本發明具備優異的導電性能、韌性、耐磨性能和硬度，適用范圍廣，且制備方法簡單，制備效率高，制備成本低。

具體實施方式

下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。

實施例一

本實施例提出了一種高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料，包括以下重量份的原料：鋁20份，鐵21份，錳18份，鉻16份，碳化硅17份，石墨15份，氧化鈦14份，氧化鎂11份，鈷13份，銅12份，錫8份，鈣6份，鈀5份；

其制備方法包括以下步驟：

s1：將鋁、鐵、錳和鉻加入球磨機內，球磨1h，混合均勻，然后將混合物加入高溫熔煉爐內，在高純氬氣保護的條件下，以12℃/min的速度升溫至800℃，高溫熔煉40min，制得混合a；

s2：將碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂加入球磨機內，球磨55min，混合均勻后，制得混合物b，然后將混合物b加入混合物a中，以5℃/min的速度升溫至860℃，以400r/min的轉速攪拌30min，制得混合物c；

s3：將鈷、銅、錫、鈣和鈀加入球磨機內，球磨50min，混合均勻后，制得混合物d，然后將混合物d加入混合物c中，以4℃/min的速度降溫至830℃，以420r/min的轉速攪拌直至混合物d和混合物c完全融化后，保持20min，制得混合物e；

s4：將混合物e倒入模具內，冷卻至420℃，保持3h；

s5：將冷卻至420℃的混合物e進行淬火，淬火溫度為100℃，淬火時間為1.2h，然后冷卻至室溫，制得高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料。

實施例二

本實施例提出了一種高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料，包括以下重量份的原料：鋁21份，鐵22份，錳19份，鉻17份，碳化硅18份，石墨16份，氧化鈦15份，氧化鎂12份，鈷14份，銅13份，錫9份，鈣7份，鈀6份；

其制備方法包括以下步驟：

s1：將鋁、鐵、錳和鉻加入球磨機內，球磨2h，混合均勻，然后將混合物加入高溫熔煉爐內，在高純氬氣保護的條件下，以13℃/min的速度升溫至810℃，高溫熔煉41min，制得混合a；

s2：將碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂加入球磨機內，球磨56min，混合均勻后，制得混合物b，然后將混合物b加入混合物a中，以6℃/min的速度升溫至870℃，以410r/min的轉速攪拌31min，制得混合物c；

s3：將鈷、銅、錫、鈣和鈀加入球磨機內，球磨51min，混合均勻后，制得混合物d，然后將混合物d加入混合物c中，以5℃/min的速度降溫至840℃，以430r/min的轉速攪拌直至混合物d和混合物c完全融化后，保持21min，制得混合物e；

s4：將混合物e倒入模具內，冷卻至430℃，保持4h；

s5：將冷卻至430℃的混合物e進行淬火，淬火溫度為110℃，淬火時間為1.3h，然后冷卻至室溫，制得高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料。

實施例三

本實施例提出了一種高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料，包括以下重量份的原料：鋁24份，鐵23份，錳21份，鉻18份，碳化硅19份，石墨17份，氧化鈦16份，氧化鎂13份，鈷15份，銅14份，錫11份，鈣8份，鈀7份；

其制備方法包括以下步驟：

s1：將鋁、鐵、錳和鉻加入球磨機內，球磨2h，混合均勻，然后將混合物加入高溫熔煉爐內，在高純氬氣保護的條件下，以14℃/min的速度升溫至840℃，高溫熔煉44min，制得混合a；

s2：將碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂加入球磨機內，球磨59min，混合均勻后，制得混合物b，然后將混合物b加入混合物a中，以7℃/min的速度升溫至870℃，以440r/min的轉速攪拌34min，制得混合物c；

s3：將鈷、銅、錫、鈣和鈀加入球磨機內，球磨54min，混合均勻后，制得混合物d，然后將混合物d加入混合物c中，以6℃/min的速度降溫至850℃，以450r/min的轉速攪拌直至混合物d和混合物c完全融化后，保持24min，制得混合物e；

s4：將混合物e倒入模具內，冷卻至440℃，保持5h；

s5：將冷卻至440℃的混合物e進行淬火，淬火溫度為120℃，淬火時間為1.5h，然后冷卻至室溫，制得高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料。

實施例四

本實施例提出了一種高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料，包括以下重量份的原料：鋁25份，鐵24份，錳22份，鉻19份，碳化硅20份，石墨18份，氧化鈦17份，氧化鎂14份，鈷16份，銅15份，錫12份，鈣9份，鈀8份；

其制備方法包括以下步驟：

s1：將鋁、鐵、錳和鉻加入球磨機內，球磨3h，混合均勻，然后將混合物加入高溫熔煉爐內，在高純氬氣保護的條件下，以15℃/min的速度升溫至850℃，高溫熔煉45min，制得混合a；

s2：將碳化硅、石墨、氧化鈦和氧化鎂加入球磨機內，球磨60min，混合均勻后，制得混合物b，然后將混合物b加入混合物a中，以8℃/min的速度升溫至880℃，以450r/min的轉速攪拌35min，制得混合物c；

s3：將鈷、銅、錫、鈣和鈀加入球磨機內，球磨55min，混合均勻后，制得混合物d，然后將混合物d加入混合物c中，以7℃/min的速度降溫至860℃，以460r/min的轉速攪拌直至混合物d和混合物c完全融化后，保持25min，制得混合物e；

s4：將混合物e倒入模具內，冷卻至450℃，保持6h；

s5：將冷卻至450℃的混合物e進行淬火，淬火溫度為130℃，淬火時間為1.6h，然后冷卻至室溫，制得高韌性高強度高導電性鋁合金導線材料。

對實施例一至實施例四制得的鋁合金導線材料與常規鋁合金導線材料進行測試，測試結果如下：

將實施例一至實施例四制得的鋁合金導線材料與常規鋁合金導線材料彎折100次，測試實施例一至實施例四制得的鋁合金導線材料與常規鋁合金導線材料的斷裂伸長率，測試結果如下：

對實施例一至實施例四制得的鋁合金導線材料與常規鋁合金導線材料的導電性能進行測試，測試結果如下：

由上述表格可知，實施例一至實施例四制得的鋁合金導線材料比較常規鋁合金導線材料的性能均具有明顯提高，且實施例三為最佳實施例。

實施例一至實施例四制得的鋁合金導線材料比較常規鋁合金導線材料的耐腐蝕性能和耐磨性能的提高百分比分別為5.3-5.8％和6.2-6.4％。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。