[发明专利]一种高强度防锈铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防锈铝合金及其制备方法，特别是涉及一种用于电力线路上的金属连接器具的高强度防锈铝合金及其制备方法。 

背景技术

电力部门输送电力线路上使用的金属连接器具（电力金具）要求导电、防锈和足够的抗拉强度，电力金具的材质一般选用纯铝合金1050A、1060，防锈铝3003、3A21和压铸铝合金ZL101、ZL102，但用于线路夹持的电力金具则要求金具既能承受线路的拉力又能夹紧固定钢芯铝绞线，还能长时间的经受风雨气侯的腐蚀，所以选用3A21防锈铝合金材料是最合适的。但是，3A21防锈铝合金材料抗拉强度Rm≥90MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2≥30MPa ，断后伸长率≥16%。3A21防锈铝合金材料属于不可热处理强化变形铝合金，采用固溶热处理不能够提高合金强度，采用冷加工工艺提高强度又会降低合金的延伸率，使合金塑性减低。已有的解决方法是加大电力金具的截面积，或者选用6063、6063A等铝合金，这种合金强度高一点，但是防腐性能和导电性能差。然而，加大电力金具的截面积，则会多用材料，增加成本，过多消耗金属材料；虽然6063、6063A、ZL102合金的防腐性能比3A21合金低，长期在露天环境下，表面锈蚀，降低其强度。（3）影响其导电性能，尤其用于高压输电线路的电力金具，存在导电接触不良引起事故的隐患。 

然而，在通常的电路设计中，经常采用防锈铝合金3A21，而实际要求铝合金材料抗拉强度Rm≥135MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2≥65MPa ，断后伸长率≥20%，这就需要在不改变3A21铝合金主要合金元素成分的前提下对防锈铝合金3A21进行处理，提高型材的力学性能，满足设计部门的力学要求。 

发明内容

本发明的目的是通过改变合金组成和加入微量元素，利用扩散强化的原理提高合金的抗拉强度，既能发挥3A21合金耐腐蚀、塑性好的优点，又改善提高了合金的力学性能，为生产电力金具提供最优的合金材料。 

本发明提供一种高强度防锈铝合金, 其包括作为主要成分的铝，多种添加的合金元素以及稀土微量元素，所述多种添加的合金元素选自Si，Fe，Cu，Mn以及Ti中的至少一种；所述稀土微量元素为Re。 

其中，所述多种添加的合金元素在整个高强度防绣铝合金中所占的质量百分比例为： 

Si:   0.45~0.55；

Fe:   0.55~0.65；

Cu:   0.15；

Mn:   1.5~1.6；

Ti:   0.10；

以及所述稀土微量元素Re在整个高强度防绣铝合金中所占的质量百分比例为Re:0.10。

其中，所述高强度防锈铝合金的抗拉强度Rm≥145MPa；规定非比例延伸强度Rp0.2≥66MPa；断后伸长率Am50≥25%。 

其中，所述高强度防锈铝合金的抗拉强度Rm为156MPa；规定非比例延伸强度Rp0.2为86MPa；断后伸长率Am50为36%。 

其中，以铝作为主要成分，通过加入多种添加的合金元素和稀土微量元素，调整高强度防锈铝合金各组成元素的配方比例。 

其中，所述多种添加的合金元素在整个高强度防绣铝合金中所占的质量百分比例为： 

Si:   0.45~0.55；

Fe:   0.55~0.65；

Cu:   0.15；

Mn:   1.5~1.6；

Ti:   0.10；

以及所述稀土微量元素Re在整个高强度防绣铝合金中所占的质量百分比例为Re:0.10。

其中，所述制备方法进一步包括按比例配备合金元素或中间合金，在燃气炉内熔炼、精炼、静置，铸造成型。 

其中，所述制备方法进一步包括采用高温高压大挤压比挤压型材，在挤压出口采取在线穿水冷却。 

本发明在不改变3A21铝合金主要合金元素成分的前提下，通过调整添加到合金元素的比例和加入稀土微量元素，找到合金各组成元素的最佳配方比例，制定热挤压成形工艺和在线冷却技术，加上适当的冷拉伸矫直加工等制备工艺，提高型材的力学性能，满足设计部门的力学要求。 

具体实施方式

为了帮助理解本发明，通过具体示例对本发明的内容进行解释，其只是为了便于理解本发明，而不作为对发明保护范围的限定。