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CN111575557B - 一种高导电铝合金及其热处理工艺 - Google Patents

一种高导电铝合金及其热处理工艺 Download PDF

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CN111575557B CN202010645557.6A CN202010645557A CN111575557B CN 111575557 B CN111575557 B CN 111575557B CN 202010645557 A CN202010645557 A CN 202010645557A CN 111575557 B CN111575557 B CN 111575557B
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Fujian Xiangxin Shares Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种高导电铝合金，所述高导电铝合金包括以下成分：0.34‑0.45％Si、Fe≤0.12％、0.08‑0.18％Cu、0.54‑0.76％Mg、Zn≤0.05％、Cr≤0.05％、余量为Al和其他不可避免的杂质元素组成；所述Mg和Si总成分含量≤1.05％，Mg/Si质量比：1.6‑1.7；所述Cu和Zn总成分含量0.12‑0.18％，2.8≤Cu/Zn≤3.4。本发明在普通元素的基础上，对元素比例含量进行优选，同时配合热处理方法，在提高导电性能的同时，保证了力学性能不会大幅下降，降低了成本，具有应用化前景。

Description

一种高导电铝合金及其热处理工艺
技术领域
本发明属于铝合金材料领域，具体涉及一种高导电铝合金及其热处理工艺。
背景技术
随着我国经济的快速发展，电力系统的大发展、大规模的基础建设，我国对电线电缆的需求量快速增长。目前我国电线电缆的导体材料大部分采用铜导体，但是由于我国铜资源紧张，铜价居高不下，铜导体材料占据铜电线电缆成本的70％以上，导致制造铜电线电缆的成本太大；若使用纯铝导体材料，经过我国长时间的使用发现纯铝导体材料长期运行或电流过载后会发生较大的蠕变，导致接触电阻增大，易引起事故，且弯曲性能不好，易开裂或折断，同样易引起事故。因此，铝合金导体材料的研究势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种高导电铝合金，选用常规的元素，对元素配方进行了优化，并且配合热处理方法，使铝合金满足了强度和力学性能，同时大幅改善导电性能。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高导电铝合金，所述高导电铝合金包括以下成分：0.34-0.45％Si、Fe≤0.12％、0.08-0.18％Cu、0.54-0.76％Mg、Zn≤0.05％、Cr≤0.05％、余量为Al和其他不可避免的杂质元素组成；所述Mg和Si总成分含量≤1.05％，Mg/Si质量比：1.6-1.7；所述Cu和Zn总成分含量0.12-0.18％，2.8≤Cu/Zn≤3.4。
进一步地，所述高导电铝合金包括以下成分：0.39％Si、Fe0.1％、0.124％Cu、0.65％Mg、Zn0.04％、Cr0.05％、0.12％其他不可避免的杂质元素和余量为Al。
进一步地，所述Cu/Zn＝3.1。
进一步地，所述Mg/Si＝1.65。
进一步地，所述高导电铝合金的制备过程包括：合金配料准备，合金熔炼过程，合金铸造过程，合金均质，合金热处理。
进一步地，所述合金熔炼过程中精炼1次，时间为15-25min，氩气气压0.3-0.5MPa，流量为0.9-1.3L/min。
进一步地，所述合金均质：560-575℃/4-6h，空冷。
一种高导电铝合金的热处理工艺，其特征在于，高导电铝合金的热挤压出口温度控制为510-520℃，在线淬火，随后型材拉伸，拉伸率为10-15％，拉伸后进行人工时处理，工艺为185-195℃/5-8h。
本发明具有以下有益效果：
本发明在普通元素的基础上，对元素比例含量进行优选，同时配合热处理方法，在提高导电性能的同时，保证了力学性能不会大幅下降，降低了成本，具有应用化前景。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
实施例1
一种高导电铝合金，所述高导电铝合金包括以下成分：0.39％Si、Fe0.1％、0.124％Cu、0.65％Mg、Zn0.04％、Cr0.05％、0.12％其他不可避免的杂质元素和余量为Al。
高导电铝合金的制备方法：(1)将原料按照块重及尺寸从大到小依次加入到熔炼炉中，然后将炉气温度提升20℃保温至全部熔化后，再将炉气温度提升20℃后依次加入纯锌锭，保温至完全熔化后得到合金溶液，将合金熔液的温度降低至730℃，加入盖复精炼熔剂，盖复精炼熔剂推荐的组成为(％，质量分数)：30％NaCl，47％KCl，23％冰晶石，在熔体镜面上形成保护层后，进行精炼，合金熔炼过程中精炼1次，时间为20min，氩气气压0.4MPa，流量为1.2L/min，依次进行静置、扒渣和铸造，得到铸锭；(2)均匀化处理：将铸锭进行均匀化处理，570℃/5h，空冷，得到均匀化后的铸锭；(3)热挤压：热挤压出口温度控制为515℃，在线淬火，随后型材拉伸，拉伸率为12.5％，拉伸后进行人工时处理，工艺为190℃/6.5h。
对比例1
与实施例1的铸造工艺基本相同，唯有不同的是0.41％Si、0.67％Mg。
对比例2
与实施例1的工艺基本相同，唯有不同的是0.39％Si、0.58％Mg。
对比例3
与实施例1的工艺基本相同，唯有不同的是0.39％Si、0.702％Mg。
对比例4
与实施例1的工艺基本相同，唯有不同的是0.04％Zn，0.146％Cu。
对比例5
与实施例1的工艺基本相同，唯有不同的是0.04％Zn，0.108％Cu。
对比例6
与实施例1的工艺基本相同，唯有不同的是在线淬火后，不进行拉伸。
对实施例1和对比例1-6制得的铝合金型材，进行测定屈服强度和拉伸强度，测定结果如下表所示。将对实施例1和对比例1-6的合金制成标准样品大小，测试导电率。
Figure BDA0002572966920000041
Figure BDA0002572966920000051
由实施例1和对比例1-3的对比可知，Si、Mg总含量或者比例不在本发明的限定范围内时，力学性能有显著的下降。由实施例1和对比例4-5的对比可知，Zn，Cu的不在本发明的限定范围内时，力学性能和导电性都有下降。由对比例6的结果可知，在线淬火后，不进行拉伸，力学性能有所下降。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种高导电铝合金，其特征在于，所述高导电铝合金包括以下成分：0.34-0.45％Si、Fe≤0.12％、0.08-0.18％Cu、0.54-0.76％Mg、Zn≤0.05％、Cr≤0.05％、余量为Al和其他不可避免的杂质元素组成；所述Mg和Si总成分含量≤1.05％，Mg/Si质量比：1.6-1.7；所述Cu和Zn总成分含量0.12-0.18％，2.8≤Cu/Zn≤3.4；
所述高导电铝合金的制备过程包括：合金配料准备，合金熔炼过程，合金铸造过程，合金均质，合金热处理；
所述合金熔炼过程中精炼1次，时间为15-25min，氩气气压0.3-0.5MPa，流量为0.9-1.3L/min；
所述合金均质：560-575℃/4-6h，空冷；
所述高导电铝合金的热处理工艺为：高导电铝合金的热挤压出口温度控制为510-520℃，在线淬火，随后型材拉伸，拉伸率为10-15％，拉伸后进行人工时处理，工艺为185-195℃/5-8h。
2.根据权利要求1所述的高导电铝合金，其特征在于，所述高导电铝合金包括以下成分：0.39％Si、Fe0.1％、0.124％Cu、0.65％Mg、Zn0.04％、Cr0.05％、0.12％其他不可避免的杂质元素和余量为Al。
3.根据权利要求1所述的高导电铝合金，其特征在于，所述Cu/Zn＝3.1。
4.根据权利要求1所述的高导电铝合金，其特征在于，所述Mg/Si＝1.65。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104120373A (zh) * 2014-08-12 2014-10-29 山东裕航特种合金装备有限公司 一种电力设备用6063t6铝合金大规格棒材制造方法
EP3191611B1 (en) * 2014-09-12 2018-11-21 Novelis Inc. Alloys for highly shaped aluminum products and methods of making the same

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