專利名稱：高強度耐氧化鋁合金導電線芯及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金導電線芯，屬于有色金屬材料，特別是一種高強度耐氧化鋁合金導電線芯，可以用來制造電線電纜、電器開關組件等，本發明還涉及所述鋁合金導電線芯的制造方法。
背景技術：
電線電纜、電器開關組件等用的鋁合金導電線芯其電阻率、力學性能等質量指標是至關重要的，電阻率的大小直接影響鋁合金導電線芯制成的電線電纜、電器開關組件的導電效果，電阻率主要由原材料的化學元素成分所決定，特別是在鋁合金中增加銅、鐵， 電線電纜韌性差而且硬，重量也大，容易使電線電纜、電器開關組件的導電效果差，壽命短。普通電工鋁防氧化能力差，強度低，柔韌性、強度較差。CN101525709A公開了一種高延伸率鋁合金材料及其制備方法。所述鋁合金材料含有重量百分比為0. 30-1. 20%的鐵， 0.03-0. 10%的硅，0.01-0. 30%的稀土元素，其余為鋁以及不可避免的雜質。所述鋁合金由原料經過熔鑄工藝和半退火處理而制成。CN18881069A公開了一種地下電纜外包覆層用的鋁合金及其線材的制作方法，所述的鋁合金為鎂鋅錫錳稀土鋁合金，組分的質量百分含量是Mg :0. 05 1. 00 ；Zn :0. 01 0. 80 ；Sn :0. 01 3. 00 ；Mn :0. 01 0. 50 ；Ce :0. 01 0. 50 ；La 0. 01 0. 50 ；Nd :0. 01 0. 50 ；余量為Al和彡0. 15的雜質總量。合金熔煉溫度700-75(TC，澆鑄溫度690-730°C，在精煉階段加入1_2%。的精練劑，經三道軋制后加工成。CN101880799A公開了一種鋁鐵鋅鎂稀土合金電線及其制造方法，該鋁合金包含合金元素及百分含量為0. 3-1. 2wt%的鐵，0. 01-0. 3wt%的鋅，0. 01-0. 4wt%的鎂以及稀土元素， 稀土元素由鈰、鑭、釹、釔中的一種或幾種組成，總含量0. 1-1. 5wt%，其余為鋁及不可避免的雜質。該鋁合金線的制造方法為，經熔煉、鑄軋成鋁合金桿，再在保溫罩中240-320°C下、 10-20小時的保溫處理，再拉絲、擠包絕緣，或經熔煉、鑄軋成鋁合金桿，由鋁合金桿拉制成鋁合金線，再在退火爐中340-380°C下、5-10小時的半退火處理。CN101604563A公開了一種電力電纜的耐熱鋁合金導線的制造方法，該鋁合金導線以不同含量的鎂、銅、鐵、硅、硼、富鈰稀土、鋯、釔、鈷等為合金化元素；其制作工藝如下將上述合金化元素加入豎爐的熔鋁中，熔煉后鑄成鑄條進行熱軋，然后進行冷拉制加工，在冷拉制過程中進行退火處理，在最終的冷拉制之前進行再結晶熱處理，之后再進行微量的冷拉制加工。CN101923909A公開了一種電纜用鋁鐵鈷稀土合金導體材料及其制造方法，合金成分含量Fe，Co，富鑭稀土，Si， 其它單個雜質<0.01wt%，且總量<0. 15wt%，其余為鋁及不可避免的雜質。制造方法為 將純度大于99. 70wt%的鋁錠加入豎爐中，在不同溫度階段加入鋁鐵中間合金、鋁鈷中間合金和鋁稀土中間合金進行熔煉，對熔體凈化處理后，進行鑄條軋制成合金。CN101886198A 公開了一種電纜用高導電率鋁合金材料及其制備方法。所述鋁合金材料含有重量百分比為0. 25-0. 80%的鐵元素，0. 02-0. 15%的硼元素，0. 1% -1.5%的稀土元素，其余為鋁以及不可避免的雜質。所述鋁合金采用純度大于99. 80wt%的鋁錠，加入鋁鐵中間合金、鋁硼中間合金和鋁稀土中間合金，經過熔鑄工藝和退火處理而制成。CN101948971A公開了一種電纜用耐熱型鋁合金導體材料及其制備方法，該鋁合金的組成及重量百分含量為0. 3 1.Fe、0. 01 0.Cu、0. 01 0.Mg，Ca,Mo, Sb 中的一種、兩種或三
種，總量為0. 01 0. 3wt%,0. 05 0. 8wt%的稀土元素，稀土元素由k、Y和Er中的一種或多種組成，Si彡0. lwt%，其它雜質總含量彡0. 15wt%，其余為Al。CN101974709A公開了一種特軟鋁合金導體及其制備方法，以重量百分比計，該鋁合金導體材料的組成為0. 3 1. 5wt%&Fe，0. 001 0.Be，0. 005 0.Cu，0. 1 1.稀土，Si 的
含量< 0. 08wt%，不可避免的雜質的總含量< 0. 15wt%，其余為鋁。該鋁合金通過熔煉、連鑄連軋制，拉制成鋁合金線，將此鋁合金線放入退火爐中再經380 420°C X20 40h的退火處理制得，退火需在密封的氮氣保護的保溫設備中進行。CN101937733A公開了一種民用鋁合金導體、布線及其制備方法，其制造方法為，在豎爐中加入鋁錠、鋁鐵中間合金、鋁硼中間合金以及鋁稀土中間合金，熔煉后鑄成鑄條，再經軋機軋制成鋁合金桿，鋁合金桿經冷拉制成鋁合金單絲，再經退火處理，退火處理后對鋁合金線進行擠包絕緣，絕緣材料為硅烷交聯聚乙烯絕緣，絕緣中加入低鹵或無鹵阻燃劑，鋁合金布線在擠包絕緣結束后進行溫水交聯或蒸汽交聯處理。CN101587757A公開了一種含稀土元素釔的鋁合金導線及其制備方法，具體成分及其重量百分比為Si 0. 5% 0. 7%，Mg 0. 6% 0. 9%，Fe 0. 0. 2%， Y 0.2% 0.8%，Al余量。其制備方法是將各元素按合金設計成分比例配好，經熔化、鑄造、均勻化處理，擠壓、拉絲制成鋁合金線材，經繞卷后制備線纜，并經過電場時效熱處理后得到強度、電導率均良好的鋁合金導線。CN101921932A公開了一種電焊機電纜用導電線芯鋁合金及其制造方法，該導電線芯采用鋁合金材料，鋁合金包含如下成分0. 4 l.Owt % 的 Fe 或 Co，0. 1 0. 5wt % 的 Cu, 0. 1 0. 5wt % 的 Mg, 0. 005 0. Iwt % 的 Be，0. 05 的稀土。該合金通過熔煉、鑄條、軋制、中間退火、拉制、束絞、退火，獲得鋁合金線束。 CN102021442A公開了一種特細鋁合金線的制備方法，該鋁合金線由Al、狗、Mg、Cu、Sb元素組成，還包含0. 1-1. 2wt%的混合稀土。該鋁合金材料具有較好的強度和拉伸性能，通過熔煉、鑄條、軋制、拉制，可以拉制成0. Imm或更細的鋁合金線，以上這些技術對于本發明如何使鋁合金導電線芯具有較高的導電率、柔韌性并且強度高、重量輕、耐氧化并未給出具體的指導方案。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種高強度耐氧化鋁合金導電線芯，該鋁合金導電線芯具有較高的導電率、柔韌性，并且強度高，重量輕，耐氧化，使用安全，穩定性
尚ο為此，本發明還要提供所述鋁合金導電線芯的制造方法。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下—種高強度耐氧化鋁合金導電線芯，其技術方案是所述的鋁合金導電線芯材料中各組分的質量百分含量是Fe 0. 15 1. 2 ；Zn 0. 3 0. 4 ；Mn 0. 05 0. 7 ；Si 0. 16 0. 5 ；La 0. 01 0. 07 ；Sm 0. 01 0. 05 ；Nd 0. 01 0. 05 ；Pm 0. 01 0. 06 ；Be :1· 5 3 ；余量為Al和< 0. 5的雜質總量；
所述的鋁合金導電線芯的制造方法包括如下工藝步驟①先將i e、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1600 1700°C使其熔化，保溫15 25分鐘；②保溫時間到后，再降溫到1400 1360°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、 Nd, Pm四種金屬原料，保溫10 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Si三種金屬原料，再加溫至1300 1360°C，底吹氬氣進行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0. 5 lkg/cm2，同時在攪拌中保溫15 30分鐘；④保溫時間到后，熔化液靜置5 10分鐘，取出熔化液中的雜質，開始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機的模具中，通過擠壓機擠出，達到所要求的導電線芯的直徑，擠壓機的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口， 在擠出口處鋁錠的溫度為400 500°C，擠壓機擠出導電線芯的速度為10 30米/分鐘。上述技術方案中，所述的鋁合金導電線芯材料中各組分的質量百分含量可以優選如下Fe 0. 6 0. 8 ；Zn 0. 3 0. 4 ；Mn :0· 3 0. 5 ；Si 0. 2 0. 3 ；La 0. 03 0. 05 ；Sm 0. 02 0. 03 ；Nd 0. 02 0. 04 ；Pm 0. 03 0. 04 ；Be :2. 0 2. 5 ；余量為Al和< 0. 5的雜質總量。所述的高強度耐氧化鋁合金導電線芯的制造方法，它的優選方案包括如下工藝步驟①先將i e、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1650 1680°C使其熔化，保溫15 20分鐘；②保溫時間到后，再降溫到1390 1380°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、 Nd, Pm四種金屬原料，保溫12 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Si三種金屬原料，再加溫至1300 1330°C，底吹氬氣進行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0.6 0. Skg/cm2,同時在攪拌中保溫 20 25分鐘；④保溫時間到后，熔化液靜置5 8分鐘，取出熔化液中的雜質，開始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機的模具中，通過擠壓機擠出，達到所要求的導電線芯的直徑，擠壓機的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口，在擠出口處鋁錠的溫度為420 460°C，擠壓機擠出導電線芯的速度為20 25米/分鐘。本發明(鋁合金導電線芯)可以按常規技術制造電線電纜、電器開關組件等。附表為銅纜、鋁合金電纜、用本發明制造的電纜綜合性能分析，見附表。附表銅纜、鋁合金電纜、用本發明制造的電纜綜合性能分析
權利要求
1.一種高強度耐氧化鋁合金導電線芯，其特征在于所述的鋁合金導電線芯材料中各組分的質量百分含量是Fe 0. 15 1. 2 ；Zn 0. 3 0. 4 ；Mn 0. 05 0. 7 ； Si 0. 16 0. 5 ；La 0. 01 0. 07 ；Sm 0. 01 0. 05 ； Nd 0. 01 0. 05 ；Pm :0. 01 0. 06 ；Be :1. 5 3 ； 余量為Al和<0.5的雜質總量； 所述的鋁合金導電線芯的制造方法包括如下工藝步驟①先將狗、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1600 1700°C使其熔化， 保溫15 25分鐘；②保溫時間到后，再降溫到1400 1360°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、Nd、 Pm四種金屬原料，保溫10 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn三種金屬原料，再加溫至1300 1360°C， 底吹氬氣進行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0. 5 lkg/cm2，同時在攪拌中保溫15 30分鐘；④保溫時間到后，熔化液靜置5 10分鐘，取出熔化液中的雜質，開始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機的模具中，通過擠壓機擠出，達到所要求的導電線芯的直徑，擠壓機的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口，在擠出口處鋁錠的溫度為400 500°C，擠壓機擠出導電線芯的速度為10 30米/分鐘。
2.根據權利要求1所述的高強度耐氧化鋁合金導電線芯，其特征在于所述的鋁合金導電線芯材料中各組分的質量百分含量是Fe 0. 6 0. 8 ；Zn 0. 3 0. 4 ；Mn :0· 3 0. 5 ； Si 0. 2 0. 3 ；La 0. 03 0. 05 ；Sm 0. 02 0. 03 ； Nd 0. 02 0. 04 ；Pm 0. 03 0. 04 ；Be :2. 0 2. 5 ； 余量為Al和< 0. 5的雜質總量。
3.—種權利要求1所述的高強度耐氧化鋁合金導電線芯的制造方法，其特征在于它包括如下工藝步驟①先將i^、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1600 1700°C使其熔化， 保溫15 25分鐘；②保溫時間到后，再降溫到1400 1360°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、Nd、 Pm四種金屬原料，保溫10 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn三種金屬原料，再加溫至1300 1360°C， 底吹氬氣進行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0. 5 lkg/cm2，同時在攪拌中保溫15 30分鐘；④保溫時間到后，熔化液靜置5 10分鐘，取出熔化液中的雜質，開始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機的模具中，通過擠壓機擠出，達到所要求的導電線芯的直徑，擠壓機的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口，在擠出口處鋁錠的溫度為400 500°C，擠壓機擠出導電線芯的速度為10 30米/分鐘。
4.根據權利要求3所述的高強度耐氧化鋁合金導電線芯的制造方法，其特征在于它包括如下工藝步驟①先將i^、Si、Mn三種原料按上述配比加入熔化爐中，加溫至1650 1680°C使其熔化， 保溫15 20分鐘；②保溫時間到后，再降溫到1390 1380°C，按上述配比再往熔化液中加入La、Sm、Nd、 Pm四種金屬原料，保溫12 15分鐘使其熔化；③按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn三種金屬原料，再加溫至1300 1330°C， 底吹氬氣進行攪拌，吹入口處氬氣壓力為0. 6 0. 8kg/cm2,同時在攪拌中保溫20 25分鐘；④保溫時間到后，熔化液靜置5 8分鐘，取出熔化液中的雜質，開始鑄錠，制成圓錐體形狀的鋁錠，將鋁錠送入擠壓機的模具中，通過擠壓機擠出，達到所要求的導電線芯的直徑，擠壓機的模具呈與所述鋁錠相同的圓錐體形狀，所述模具的圓錐體頂端為擠出口，在擠出口處鋁錠的溫度為420 460°C，擠壓機擠出導電線芯的速度為20 25米/分鐘。
全文摘要
一種高強度耐氧化鋁合金導電線芯及其制造方法，鋁合金導電線芯材料中各組分的質量百分含量是Fe0.15～1.2；Zn0.3～0.4；Mn0.05～0.7；Si0.16～0.5；La0.01～0.07；Sm0.01～0.05；Nd0.01～0.05；Pm0.01～0.06；Be1.5～3；余量為Al和≤0.5的雜質總量。制造方法包括如下步驟先將Fe、Si、Mn三種原料加入熔化爐中，加溫使其熔化，保溫；再降溫，再往熔化液中加入La、Sm、Nd、Pm四種原料，保溫使其熔化；再往熔化液中加入鋁、鈹、鋅三種原料，再加溫，底吹氬氣進行攪拌，保溫；制成鋁錠，將鋁錠送入模具中，通過擠壓機擠出，達到所要求的導電線芯的直徑。它具有較高的導電率、柔韌性，強度高，重量輕，耐氧化，使用安全，穩定性高。
文檔編號H01B1/02GK102354541SQ20111017178
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月24日 優先權日2011年6月24日
發明者江建秋 申請人:河北科力特電纜有限公司