Al-Fe-Rb-RE鋁合金及其制備方法和電力電纜技術

本發明專利技術提供了一種Al-Fe-Rb-RE鋁合金，本發明專利技術還提供了一種Al-Fe-Rb-RE鋁合金的制備方法，包括以下步驟：a）鑄造鋁合金鑄錠；b）將所述鋁合金鑄錠進行均勻化處理，將均勻化處理后的鋁合金鑄錠進行軋制，得到鋁合金桿材；c）將步驟b）得到的鋁合金桿材進行間歇式退火處理；d）將步驟c）得到的鋁合金桿材進行時效處理，得到鋁合金。本發明專利技術還提供了一種電力電纜。本發明專利技術通過對添加元素的選擇和控制，并采用合理的制備工藝，使鋁合金具有較好的綜合性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及合金
，尤其涉及Al-Fe-Rb-RE鋁合金及其制備方法和電力電纜。
技術介紹
鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中得到廣泛應用。隨著科學技術以及工業經濟的飛速發展，鋁合金的需求日益增多，則鋁合金的研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金在電力行業的發展，同時電力行業的發展又拓展了鋁合金的應用領域。電力電纜是用來輸送和分配電能的資源，其基本結構由線芯、絕緣層、屏蔽層和保護層四部分組成。其中，線芯是電力電纜的導電部分，用來輸送電能，其是電力電纜的主要部分；絕緣層將線芯與大地以及不同相的線芯間在電氣間彼此隔離，保證電能輸送，其是電力電纜結構中不可缺少的組成部分；保護層是保護電力電纜免受外界雜質和水分的侵入，以及防止外力直接損壞電力電纜。由于銅具有良好的導電性，銅廣泛用于電力電纜的線芯。但是隨著銅資源的日益匱乏，而鋁的含量很豐富，以鋁代替銅受到了研究者的關注，因此鋁合金作為電纜導體成為了研究的熱點。鋁合金電力電纜替代銅纜逐漸成為一種趨勢，并得到了廣泛應用。現有技術中的鋁合金導體材料，在電性能、耐腐蝕性能和機械性能等方面較為優異，但是在抗疲勞性能方面還是比較差，從而容易出現質量問題，影響鋁合金材料的使用壽命或帶來安全隱患，因此，鋁合金電力電纜綜合性能仍較差。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題在于提供一種綜合性能較好的用于電力電纜的鋁合金及其制備方法。有鑒于此，本專利技術提供了一種Al-Fe-Rb-RE鋁合金，包括:0.01 1.6wt% 的 Fe ；0.001 0.3wt% 的 Cu ；0.001 0.3wt% 的 Mg ；0.001 0.3wt% 的Co ；0.001 0.2wt% 的 Be ；0.001 0.3wt% 的 Ca ；0.001 0.2wt% 的 Zn ；0.001 0.3wt% 的 Sr ；0.001 0.3wt% 的 Zr ；0.002 0.25wt% 的 Li ；0.001 0.2wt% 的 Na ；0.002 0.25wt% 的 K ；0.001 0.2wt% 的 Ti ；0.001 0.15wt% 的 V ；0.001 0.12wt% 的 Cr ；0.001 0.12wt% 的 Mn ；0.001 0.15wt% 的 Ni ；0.001 0.2wt% 的 Ga ；0.003 0.2wt% 的 Ge ；0.001 0.2wt% 的 Rb ；0.0Γ3.0wt%的RE ;大于零且小于等于0.2wt%的Si ;大于零且小于等于0.8wt%的B ;余量的招。優選的，包括0.25 0.6wt%的Fe。優選的，包括0.Γθ.6wt% 的 RE。優選的，包括0.005 0.15wt% 的 Rb。本專利技術提供了一種Al-Fe-Rb-RE鋁合金的制備方法， 包括以下步驟:a)鑄造如下成分的鋁合金鑄錠:0.ΟΓ .6wt %的Fe，0.ΟΟΓΟ.3wt%的Cu，0.00Γθ.3wt% 的 Mg,0.ΟΟΓΟ.3wt% 的 Co, 0.00Γθ.2wt% 的 Be,0.ΟΟΓΟ.3wt% 的 Ca,0.00Γθ.2wt% 的 Ζη，0.001 0.3wt% 的 Sr，0.002 0.25wt% 的 Li，0.001 0.3wt% 的 Zr，0.00Γθ.2wt% 的 Na, 0.002^0.25wt% 的 K, 0.ΟΟΓΟ.2wt% 的 Ti, 0.00Γθ.15wt% 的 V,0.ΟΟΓΟ.12wt% 的 Cr,0.ΟΟΓΟ.12wt% 的 Μη,Ο.ΟΟΓΟ.15wt% 的 Ni,0.ΟΟΓΟ.2wt% 的 Ga,0.003 0.2wt% 的 Ge, 0.ΟΟΓΟ.2wt% 的 Rb, 0.0l 3.0wt% 的 RE,大于零且小于等于 0.2wt% 的Si，大于零且小于等于0.8wt%的B和余量的鋁；b)將所述鋁合金鑄錠進行均勻化處理，將均勻化處理后的鋁合金鑄錠進行軋制，得到鋁合金桿材；c)將步驟b)得到的鋁合金桿材進行間歇式退火處理；d)將步驟c)得到的鋁合金桿材進行時效處理，得到鋁合金。優選的，所述均勻化處理的溫度為45(T550°C，所述均勻化處理的時間為6 16h，所述均勻化處理的升溫速度為3 8°C /min。優選的，所述步驟c)具體為:將步驟b)得到的鋁合金桿材加熱至28(T350°C，保溫2 8h后進行降溫，溫度降至150^200 0C，保溫2 4h后冷卻。優選的，所述時效處理在電場強度為5 15KV/cm均勻電場中進行。優選的，所述時效處理的溫度為25(T320°C，所述時效處理的時間為4 20h。本專利技術還提供了一種電力電纜，包括線芯、絕緣層、屏蔽層和保護層，所述線芯為上述方案所述的鋁合金或上述方案所制備的鋁合金。本專利技術提供了一種Al-Fe-Rb-RE鋁合金，本專利技術以鋁為基，添加了微量的鐵，鋁能與鐵形成Al3Fe,析出的Al3Fe彌散粒子抑制了合金的蠕變變形，部分Fe還與RE形成AlFeRE化合物析出，析出相AlFeRE能增強合金的抗疲勞性能和高溫運行的耐熱性能，且稀土化合物析出相還能提高屈服極限強度；添加的銅元素與鋁形成Θ相，而Θ相起固溶強化和彌散強化作用，提高了鋁合金的拉伸強度和屈服強度；釩在合金熔體中與Fe、Cu、RE等元素形成鋁基化合物分布于鋁基中，具有高溫強化作用，提高鋁合金的耐熱性；鎳在熔體中能夠形成AlNi2、Al3Ni等高溫強化相，呈彌散相分布于基體晶界，提高合金的室溫強度和高溫強度；鍺在熔體中能夠形成Al9Ge7、Al6Ge5, Al5Ge2^Al3Ge4等合金化合物，形成高溫強化相，提高合金運行的熱穩定和高溫抗蠕變性能；銣在熔體中能夠形成Al7Rb9、Al5Rb3、AlRb2、AlRb4等金屬化合物，提高合金的抗拉強度；稀土元素作為表面活性元素，可集中分布在晶界上，降低相與相之間的拉力，從而使晶粒細化。本專利技術通過對合金元素的選擇及含量的控制，有利于招合金綜合性能的提聞。本專利技術還提供了一種Al-Fe-Rb-RE鋁合金的制備方法，首先通過鑄錠進行均勻化處理，均勻化處理使鑄錠受熱均勻，且優化合金的組織結構；然后將均勻化處理的鋁合金鑄錠軋制成桿材進行間歇式退火處理，消除機械加工過程中產生的內應力和對微觀結構的損傷，優化晶體結構，恢復線材的電性能，優化機械性能，使材料的拉伸性能、柔韌性能和抗疲勞性能保持較好的匹配；再將退火處理后的鋁合金桿材在均勻電場中進行時效處理，通過時效處理可以使整個材料的性能達到均勻分布，各項性能綜合指標達到俱佳的匹配。本專利技術通過對鋁合金制備方法的優化， 使材料的拉伸性能、柔韌性能、電性能、耐腐蝕性能和抗疲勞性能方面保持較好的匹配，并且使整個材料的性能達到均勻分布，從而得到綜合性能較好的鋁合金。具體實施例方式為了進一步理解本專利技術，下面結合實施例對本專利技術優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本專利技術的特征和優點，而不是對本專利技術權利要求的限制。本專利技術實施例公開了一種Al-Fe-Rb-RE鋁合金，包括:0.01 1.6wt% 的 Fe ；0.001 0.3wt% 的 Cu ；0.001 0.3wt% 的 Mg本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Al?Fe?Rb?RE鋁合金，包括：0.01~1.6wt%的Fe；0.001~0.3wt%的Cu；0.001~0.3wt%的Mg；0.001~0.3wt%的Co；0.001~0.2wt%的Be；0.001~0.3wt%的Ca；0.001~0.2wt%的Zn；0.001~0.3wt%的Sr；0.001~0.3wt%的Zr；0.002~0.25wt%的Li；0.001~0.2wt%的Na；0.002~0.25wt%的K；0.001~0.2wt%的Ti；0.001~0.15wt%的V；0.001~0.12wt%的Cr；0.001~0.12wt%的Mn；0.001~0.15wt%的Ni；0.001~0.2wt%的Ga；0.003~0.2wt%的Ge；0.001~0.2wt%的Rb；0.01~3.0wt%的RE；大于零且小于等于0.2wt%的Si；大于零且小于等于0.8wt%的B；余量的鋁。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林澤民，
申請(專利權)人：安徽欣意電纜有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34