[发明专利]Al-Fe-Cu-Mg铝合金、其制备方法以及铝合金电缆

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种Al-Fe-Cu-Mg铝合金、其制备方法以及铝合金电缆。

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，其在航空、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，因此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宽了铝合金的应用领域。

电力行业的基础元件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，但是在抗疲劳和高温蠕变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，铝合金电缆综合性能仍较差。

针对铝合金用于电力电缆的缺陷，研究者开始致力于提高铝合金在用于电力电缆的研究。例如：公开号为CN101525709A、CN101914708、CN102222546A的中国专利公开的铝合金，虽然铝合金的延展性能得到了改善，但是抗疲劳性能没有得到改善，且虽然也提到了抗蠕变性能得到了提高，但是改善的具体指标没有明确；又如公开号为CN102360624的中国专利公开的铝合金，虽然抗蠕变性能得到了显著改善，但在延展性和抗疲劳性能没有很好的体现出改善的效果，因而依然铝合金的综合性能依然存在不足；再如公开号为CN102119233A的日本专利文献公开的铝合金，在强度和延展性方面得到了提高，且具有较好的弹性极限应力和耐冲击性能，但是抗疲劳性能和抗蠕变性能没有得到提高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种综合力学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，本申请提供了一种Al-Fe-Cu-Mg铝合金，包括：

0.1wt%～0.9wt%的Fe；

0.01wt%～0.5wt%的A；所述A为Cu、Mg、Zn、B、Si、Zr中的至少两种元素；

余量的Al。

优选的，所述A的含量与Fe的含量的总和不超过1.2wt%。

优选的，所述铝合金的抗拉强度大于等于210MPa；导电率大于等于60%IACS；平均蠕变速度小于等于5×10^-2%/h；疲劳弯折次数大于等于15。

优选的，所述铝合金的断裂伸长率大于等于20%；导电率大于等于61%IACS；平均蠕变速度小于等于8×10^-2%/h；疲劳弯折次数大于等于30。

本申请还提供了所述铝合金的制备方法，包括以下步骤：

a）铸造铝合金铸锭；所述铝合金铸锭中Fe的含量为0.1wt%～0.9wt%，A的含量为0.01wt%～0.5wt%，与余量的铝；所述A为Cu、Mg、Zn、B、Si、Zr中的至少两种元素；

b）将所述铝合金铸锭依次进行固溶处理与时效处理，将时效处理后的铝合金铸锭进行轧制，得到铝合金。

优选的，步骤b）之后还包括：

将所述铝合金进行软化处理。

优选的，所述固溶处理的温度为480℃～600℃，时间为40min～60min；所述时效处理的温度为350℃～450℃，时间为1h～3h。

优选的，所述软化处理的温度为大于等于150℃，时间为3h～6h。

本申请还提供了一种铝合金电缆，包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层，所述线芯为上述方案所述的铝合金或上述方案所制备的铝合金。

优选的，所述铝合金电缆在90℃长期运行的载流量为铜电缆的70%～80%。