一種Ａｌ－Ｅｒ合金導線材料及其制備方法技術

一種Ａｌ－Ｅｒ合金導線材料及其制備方法屬于金屬合金技術領域，Ｅｒ在鋁合金導線中的這種作用至今尚未見任何報道。本發明專利技術公開了一種鋁合金導線用材料，其化學成分為鉺０．０１％～０．４％ｗｔ、Ａｌ余量和不可避免的雜質。采用熔煉、鑄造和冷熱加工制備所需規格的導線。其硬度為１５．８３～２４．８２ＨＢＳ、電阻率為０．０２８０６～０．０２８３７Ω.ｍｍ↑［２］／ｍ、導電率６０．８％～６１．４％ＩＡＣＳ。該合金是一種性價比良好，在高強耐熱鋁合金導線的應用具有巨大潛力的材料。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于金屬合金

技術介紹
遠距離輸電要求導線既要有好的導電性，又要有一定的強度和好的耐熱性，同時 自重要輕。鋁導線具備自重輕、導電性優良的特點，但硬度不足。研究發現在鋁導線 中加入的微量元素Zr，微量Zr有助于提高鋁合金的硬度，原因是Zr形成了一定尺寸范 圍的Al3Zr的析出物，當Zr的金屬間化合物大小、形態、分布合理時，可以有效提高 鋁合金的硬度。若Zr以中間相形式存在，而不是以固溶狀態存在時，對電導率影響較 小。稀土元素Er與Zr有相似的餘性，添加稀土Er的純鋁中，形成的金屬間化合物Al3Er 相與Al3Zr結構相同，屬Pm3m空間群(簡單立方)，晶格參數接近A1。研究發現Er元 素的添加使純鋁的導電率幾乎沒有下降情況下，硬度有明顯的提高，優于添加Zr元素。 由此可推斷，Er有望成為改善全鋁合金導線性能的有效合金元素，Er在鋁合金導線中 的這種作用至今尚未見任何報道。
技術實現思路
本專利技術的目的提供一種新型的鋁合金導線材料，其硬度、電阻率綜合性能好，易 于冷熱加工的新材料。本專利技術發現以工業純鋁為基體，添加適量的Er元素，配合適當的工藝制度， 制備新型鋁合金導線材料。鋁具有優良的導電性和較低的強度。Er在鋁基體中主要 起到了彌散強化和固溶強化作用，Er能使鋁基體的硬度提高，對鋁的導電性有一定 的削弱負面效應，但由于沉淀第二相的本征特性和在鋁基體中的分布的特殊性，這部 分Er對純鋁的導電性影響非常小。本專利技術尋找到了稀土元素Er作為微合金化元素加 入全鋁合金導線中，可以在幾乎不降低電導率的前提下大幅提高導線的硬度。本專利技術所提供的一種A1-Er合金導線材料，其特征在于，該鋁合金導線材料的化 學成分為Er 0. 01% 0. 4%Al 余量。所述AI-Er合金導線材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟采用純鋁錠 及A1-Er中間合金為原料，熔煉溫度75(TC，經攪拌、<:606除氣精煉，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成巾100mm的鋁合金鑄錠，由擠壓機在420'C熱擠壓制成①10mm的 鋁合金桿，在42(TC進行50小時退火處理，然后在拉線機上，經過7—9道次的拉制， 制備成①4mm的Al-Er合金導線材料。本專利技術分別加入了0.01%、 0.1%、 0.2。/。和0.4。/。的稀土Er，純鋁的導電率分別下降 0.03%、 0.28%、 0.82%和1.19%的前提下，提高了純鋁的硬度。該合金性能的改善主 要是由于Er與Al基體形成了共格或半共格的Al3Er細小顆粒。Al3Er是一種金屬間化合 物，穩定性較高，較高溫度仍不分解，分布狀態不會改變，且硬度較高，增加合金的 硬度。附圖說明圖1:不同元素及含量對純鋁的導阻率的影響。圖2:不同元素及含量對純鋁的硬度的影響。 具體實施例方式實例l:采用純鋁錠為原料，熔煉溫度75(TC，經攪拌、C6Cl6除氣精煉，用連鑄 機連續澆鑄，連續澆鑄成O100mm的鋁合金鑄錠，由擠壓機在42(TC熱擠壓制成① 10mm的鋁合金桿，在42(TC進行50小時退火處理，然后在拉線機上，經過多道次的 拉制，制備成①4mm純鋁導線，對其進行硬度及電阻率測試，結果如表1中A合金 所示。實例2:采用純鋁錠及A1-Er中間合金為原料，熔煉溫度75(TC，經攪拌、C6C16 除氣精煉，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成①100mm的鋁合金鑄錠，由擠壓機在420 "C熱擠壓制成cD 10mm的鋁合金桿，在420'C進行50小時退火處理，然后在拉線機上， 經過多道次的拉制，制備成①4mm的Al-0.01Er合金導線，對其進行硬度及電阻率測 試，結果如表l中B合金所示。實例3:采用純鋁錠及A1-Er中間合金為原料，熔煉溫度75(TC，經攪拌、C6C16 除氣精煉，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成①100mm的鋁合金鑄錠，由擠壓機在420 'C熱擠壓制成①10mm的鋁合金桿，在42(TC進行50小時退火處理，然后在拉線機上， 經過多道次的拉制，制備成①4mm的AI-0.1Er合金導線，對其進行硬度及電阻率測 試，結果如表l中C合金所示。實例4:釆用純鋁錠及A1-Er中間合金為原料，熔煉溫度750。C，經攪拌、C6C16 除氣精煉，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成①100mm的鋁合金鑄錠，由擠壓機在420 'C熱擠壓制成①10mm的鋁合金桿，在42(TC進行50小時退火處理，然后在拉線機上，經過多道次的拉制，制備成04mm的Al-(X2Er合金導線，對其進行硬度及電阻率測 試，結果如表l中D合金所示。實例5:采用純鋁錠及A1-Er中間合金為原料，熔煉溫度750。C，經攪拌、C6C16 除氣精煉，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成①100mm的鋁合金鑄錠，由擠壓機在420 。C熱擠壓制成0 10mm的鋁合金桿，在420'C進行50小時退火處理，然后在拉線機上， 經過多道次的拉制，制備成0)4mm的Al-0.4Er合金導線，對其進行硬度及電阻率測 試，結果如表1中E合金所示。對比例6:作為實驗對比樣品，采用純鋁錠及Al-Zr中間合金為原料，熔煉溫度 75(TC,經攪拌、C6Cl6除氣精煉，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成①100mm的鋁合 金鑄錠，由擠壓機在42CTC熱擠壓制成cD10mm的鋁合金桿，在42(TC進行50小時退 火處理，然后在拉線機上，經過多道次的拉制，制備成①4mm的Al-0.1Zr合金導線， 對其進行力學性能及電阻率測試，結果如表1中F合金所示。表l本專利技術和Al-0.1Zr力學性能和電阻率比較 <table>table see original document page 5</column></row><table>權利要求1、一種Al-Er合金導線材料，其特征在于，該鋁合金導線材料的化學成分為Er 0.01％～0.4％Al余量。2、 根據權利要求1所述A1-Er合金導線材料的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟采用純鋁錠及A1-Er中間合金為原料，熔煉溫度75(TC，經攪 拌、(36(316除氣精煉，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成O100mm的鋁合金鑄錠， 由擠壓機在42(TC熱擠壓制成0 10mm的鋁合金桿，在42(TC進行50小時退火 處理，然后在拉線機上，經過7—9道次的拉制，制備成04mm的Al-Er合金 導線材料。全文摘要屬于金屬合金
，Er在鋁合金導線中的這種作用至今尚未見任何報道。本專利技術公開了一種鋁合金導線用材料，其化學成分為鉺0.01％～0.4％wt、Al余量和不可避免的雜質。采用熔煉、鑄造和冷熱加工制備所需規格的導線。其硬度為15.83～24.82HBS、電阻率為0.02806～0.02837Ω·mm²/m、導電率60.8％～61.4％IACS。該合金是一種性價比良好，在高強耐熱鋁合金導線的應用具有巨大潛力的材料。文檔編號B22D11/00GK101418401SQ20081023922公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月5日 優先權日2008年12月5日專利技術者左鐵鏞, 文勝平, 朱世旦, 李伯龍, 聶祚仁, 蘇學寬, 陳子勇, 暉 黃 申請人:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Ａｌ－Ｅｒ合金導線材料，其特征在于，該鋁合金導線材料的化學成分為：　Ｅｒ　０．０１％～０．４％　Ａｌ　余量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃暉，朱世旦，聶祚仁，左鐵鏞，李伯龍，文勝平，陳子勇，蘇學寬，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]