[发明专利]一种实芯铝合金导体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电工行业的制造技术领域，具体涉及一种可替代传统铜芯电线电缆的实芯铝合金导体及其制备方法。

背景技术

铝合金导线1921年开始用于架空线路，由于其强度高、重量轻，并有较好的导电性能（各种不同品牌的铝合金具有不同的性能特点），被广泛地使用并获得良好的经济效果。我国的铝合金导线生产经过几次设备、工艺的改革，产品性能亦已达到IEC、JEC等标准要求，并用于架空线路上。然而，由于种种原因，目前我国输配电线路中铝合金导线的使用量仅占7%左右，而国际上铝合金导线早已成为输电线路的主要线种。其中，法国使用最为普遍，他们在平原地区使用铝合金绞线，在山区则用钢芯铝合金绞线，目前几乎已全部代替了钢芯铝绞线。在日本，耐热铝合金作为导电铝合金的主要品种被大量使用，日本六大电力公司使用的耐热铝合金系列导线占日本架空输配电线路用导线70%以上。

近年来，随着我国电力工业的蓬勃发展，对铝合金导线所具有的优点、经济效果有了更深的了解。输配电线路用铝合金导线已呈强劲的上升势头，尽管我国目前的铝合金导线产量不大，但已有不少铝合金导线产品销往新加坡、马来西亚、香港、巴基斯坦、印度、澳大利亚等国。近悉，比利时、南朝鲜也有意从我国进口铝合金导线，而且数量可观，国内华北地区城市旧电网改造、三峡工程都急需大量不同品牌的铝合金导线。因此，高质量、价格合理的铝合金导线将成为今后输配电线路中用线的必然产品。

由于铝较铜软，因此作为替代铜导线的铝合金导体除了达到所需导体的各项性能指标外，还必须具备一定的强度和伸长率，还要具有一定的蠕变性能，抗氧化能力强。中国专利申请CN102119233A明提供一种具有高韧性和高导电率的铝合金、铝合金线、铝合金绞合线、包覆电线和束线，以及一种制造铝合金线的方法。所述铝合金线包含：大于或等于0.005 质量％且小于或等于2.2质量％的Fe，并且余量为Al 和杂质。该铝合金线还可以包含总量大于或等于0.005 质量％且小于或等于1.0 质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Ni、Mn、Ag、Cr 和Zr 中的至少一种添加元素。所述铝合金线的导电率不低于58％ IACS，并且伸长率不低于10％。所述铝合金线是通过铸造、轧制、拉丝以及软化处理这些连续的步骤而制成的。进行软化处理以提供优异的韧性( 例如，伸长率和耐冲击性)，从而使得在安装束线时，电线在端子部附近处的断裂情况得以减轻。这种铝合金韧性较好，但因铝导体的内部结构问题，导致抗氧化性能差。 

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能替代铜导线的实芯铝合金导体，其具有良好的导电性能，又具有较好的强度和伸长率，且抗氧化性能强。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种实芯铝合金导体，其特征在于其成分中按重量百分百含量含有0.40-1.00%的铁，0.05-0.20%的铜，0.05-0.10%的硅，0.02-0.12%的锌，0.01-0.05%的镁，0.02-0.12%的稀土元素，其余为铝以及不可避免的杂质。

在一个具体的实施方式中，所述的稀土元素包括铈和镧，所述的稀土元素铈的含量为0.009-0.09%，镧的含量为0.05-0.08%。

在一个优选的实施方式中，所述实芯铝合金导体的成分中按重量百分百含量含有0.50-0.80%的铁，0.06-0.15%的铜，0.06-0.09%的硅，0.03-0.10%的锌，0.02-0.04%的镁，0.03-0.10%的稀土元素，其余为铝以及不可避免的杂质。

上述实芯铝合金导体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）熔炼、浇铸和轧制

a）将铝合金熔化炉升温至780℃及以上，停火停止加温，把铝锭迅速加进铝合金熔化炉内，然后关闭炉门重新起火升温；当铝锭全部融化并升温到820℃及以上时，停止加热后用专用工具把一定重量成分的镁锭、铁铝合金、铜铝合金、锌铝合金、硅铝合金先后加入铝合金熔化炉内，待全部融化后，陆续加入稀土铝合金，待稀土铝合金熔化后开动永磁搅拌机进行5分钟至10分钟的充分搅拌；

b）搅拌结束用99.99%的高纯氮气将无毒精炼剂和除渣剂一起通入铝合金熔炼炉的铝液内，通气1分钟左右，确保将精炼剂和除渣剂能通到到铝液的任何部位，以底部为最佳，然后将铝液上的铝渣扒出，铝液静置20分钟，期间取样进行迅速炉前分析；