[发明专利]Al-Fe-Ga-RE铝合金及其制备方法和电力电缆

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，尤其涉及Al-Fe-Ga-RE铝合金及其制备方法和电力电缆。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中得到广泛应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，铝合金的需求日益增多，则铝合金的研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金在电力行业的发展，同时电力行业的发展又拓展了铝合金的应用领域。

电力电缆是用来输送和分配电能的资源，其基本结构由线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。其中，线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，其是电力电缆的主要部分；绝缘层将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气间彼此隔离，保证电能输送，其是电力电缆结构中不可缺少的组成部分；保护层是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。由于铜具有良好的导电性，铜广泛用于电力电缆的线芯。但是随着铜资源的日益匮乏，而铝的含量很丰富，以铝代替铜受到了研究者的关注，因此铝合金作为电缆导体成为了研究的热点。

铝合金电力电缆替代铜缆逐渐成为一种趋势，并得到了广泛应用。现有技术中的铝合金导体材料，在电性能、耐腐蚀性能和机械性能等方面较为优异，但是在抗疲劳性能方面还是比较差，从而容易出现质量问题，影响铝合金材料的使用寿命或带来安全隐患，因此，铝合金电力电缆综合性能仍较差。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种综合性能较好的用于电力电缆的铝合金及其制备方法。

有鉴于此，本发明提供了一种Al-Fe-Ga-RE铝合金，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；0.01~3.0wt%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；余量的铝。

优选的，包括0.25~0.6wt%的Fe。

优选的，包括0.1~0.6wt%的RE。

优选的，包括0.008~0.15wt%的Ga。

本发明提供了一种Al-Fe-Ga-RE铝合金的制备方法，包括以下步骤：

a）铸造如下成分的铝合金铸锭：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，0.002~0.25wt%的Li，0.001~0.3wt%的Zr，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，0.01~3.0wt%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和余量的铝；

b）将所述铝合金铸锭进行均匀化处理，将均匀化处理后的铝合金铸锭进行轧制，得到铝合金杆材；

c）将步骤b）得到的铝合金杆材进行间歇式退火处理；

d）将步骤c）得到的铝合金杆材进行时效处理，得到铝合金。

优选的，所述均匀化处理的温度为450~550℃，所述均匀化处理的时间为6~16h，所述均匀化处理的升温速度为3~8℃/min。

优选的，所述步骤c）具体为：

将步骤b）得到的铝合金杆材加热至280~350℃，保温2~8h后进行降温，温度降至150~200℃，保温2~4h后冷却。

优选的，所述时效处理在电场强度为5~15KV/cm均匀电场中进行。

优选的，所述时效处理的温度为250~320℃，所述时效处理的时间为4~20h。