[发明专利]电缆用稀土铁铝合金导体材料的退火方法

说明书

 

技术领域

本发明属于电线电缆制造领域，具体涉及一种电缆用稀土铁铝合金导体材料的退火方法。

背景技术

铜导体退火需要在一个密封的装置中才能进行，否则铜很容易在高温条件下发生氧化，因而改变铜的电性能，因此对设备的要求很高。随着电线电缆需求量急遽的增长，铜的消耗量日益大增，现有的铜矿资源储量远远满足不了对铜的需求，绝大部分需依赖进口，因此急需寻找一种替代产品。稀土铁铝合金就具有很好的导电性能，可以取代铜导体，但由于机械性能方面不如铜，因此需通过处理，以改善合金的性能，其中退火处理就是关键的一环。但由于稀土铁铝合金导体是一种新型的材料，没有相关的关于合金的退火报道及专利技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆用稀土铁铝合金导体材料的退火方法，有效的解决铝合金导体线芯在轧制、拉制和绞制过程中对导体性能造成的影响，使铝合金导体具有优异的电性能和机械性能。

本发明的目的是通过以下方式实现的，经过熔炼、铸造、热轧、冷拉、绞合而制成的铝合金导体线芯，导体线芯在280~360℃×3~30h/361~420℃×2~20h下进行退火处理，退火时间根据导体线芯装盘量的多少进行调整。在361~420℃×2~20h下进行退火处理，退火炉需抽真空，充入氮气进行保护。

本发明中所用的退火设备为井式退火炉、箱式退火炉、台车式电阻炉或钟罩式退火炉。

本发明中的稀土铁铝合金导体材料组成以质量百分比计为0.20~1.5wt%的Fe、0.005~5wt%的稀土元素，杂质总含量≤0.5wt%，剩余为Al。

本发明中铝合金导体线芯在280~360℃退火需经过3~30h的处理，而在361~420℃退火需经过2~20h的处理，这样是为了保证在不同的温度下进行退火处理满足作为导体线芯具有优异的电气性能和机械性能。在361~420℃下进行退火处理，退火炉需抽真空，充入氮气进行保护，这是因为在高温下，铝合金材料易于被空气中氧化，不仅影响到铝合金的电性能，而且会影响到铝合金的使用寿命。

本发明的退火方法适用于合金组成为：0.20~1.5wt%的Fe、0.005~5wt%的稀土元素，其他元素总含量不超过0.5wt%，剩余为Al。稀土元素可以由17种元素中的一种或多种元素组成。

有益效果：

1、通过该退火方法处理后的铝合金导体线芯，由于退火处理能消除导体在轧制、拉制以及绞合过程中产生的内应力，改善因为外力作用造成的晶体缺陷，改善晶体组织结构，且退火处理能减小Fe在铝基中的固溶度，减少铁在其中对电性能的影响，起到提高导体电性能的目的，使得导体线芯的电性能能达到61%IACS。

2、稀土具有良好的细化晶粒及支晶的作用，由于稀土的存在能有效的进一步细化晶体结构，抑制铝合金中粗片状富铁相（T2相）出现，使原晶内分布的粗大块状相消失，形成球状相，晶界处条状及碎块状化合物明显减少。而且由于稀土的电负性较大，比较活泼，当溶于铝液中时，极易填补合金相的表面缺陷，从而降低新旧两相界面上的表面张力，使得晶核生长的速度增大，同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜，阻止生成的晶粒长大，使合金组织细化。退火处理使得合金发生重结晶，晶体由细晶转化成粗大晶粒，粗大的晶粒有利于减小合金在受力时分子间的滑移，减小变形的阻力，因而使得合金塑性增强，晶粒越大，塑性越好，合金的拉伸性能也就越好，抗拉强度就越低。因而退火处理使得铝合金的原有的力学综合性能得到极大的改善，铝合金的断裂伸长率超过10%，抗拉强度介于90~160MPa之间。

 

具体实施方式

实施例1：

稀土铁铝合金包含：0.20~1.5wt%的Fe、0.005~5wt%的稀土元素，杂质总含量≤0.5wt%，剩余为Al。稀土元素可以由17种元素中的任意一种或多种元素组成。

经过熔炼、铸造、热轧、冷拉、绞合而制成的铝合金导体线芯，导体线芯在280~360℃×3~30h或者是在361~420℃×2~20h下进行退火处理，退火时间根据导体线芯装盘量的多少进行调整。在361~420℃×2~20h下进行退火处理时，退火炉需抽真空，充入氮气进行保护。

本发明中所用的退火设备为井式退火炉、箱式退火炉、台车式电阻炉或钟罩式退火炉。

经过退火处理后导体线芯的导电率≥61%IACS，中心线的断裂伸长率≥10%，抗拉强度≥90MPa。如表1所示。

表1