[发明专利]用于制作电缆的铝合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，更具体地说，涉及一种用于制作电缆的铝合金材料。

背景技术

我国铝资源非常丰富，因此价格便宜，2009年10月份，铜的价格约为5万元/吨，铝的价格约为1.5万元/吨。我国70年代就曾实行“以铝代铜”的政策。但是铝的导电性能比铜略差，电阻率约为铜的1.68倍，使得铝芯电缆的载流量比铜芯电缆小而电压降比铜芯电缆大。普通铝丝的一个重要缺点是脆度高，在安装时只要有一定角度的扭转，导体就会产生裂纹，裂口就会发热、腐蚀，这是出现火灾的重要原因。

铜芯电缆的特点是密度高，重量约为铝的3.3倍且价格高，增加了一次投资成本，而且导体的柔韧性能差，安装时不方便，容易“变形反弹”。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于制作电缆的铝合金材料，可以解决普通铝缆和铜缆的导体柔韧性能差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于制作电缆的铝合金材料，包含以下元素，以重量百分比计：

余量为铝及不可避免的杂质。

实施本发明的用于制作电缆的铝合金材料，具有以下有益效果：

1、在纯铝中添加铜(Cu)、铁(Fe)、镁(Mg)、锌(Zn)、钛(T i)、铬(Cr)、硅(Si)等元素，大大提高了物理性能和工艺性能，弥补了纯铝电缆的不足。本发明材料制作的铝合金电缆导体比铜柔韧得多，而且不像铜那样容易“变形反弹”。其导体柔韧性能强，这一强的柔韧性能保证了铝合金电缆在实际应用的安全性能达到甚至超过铜芯电缆，同时给铝合金电缆的实际安装应用带来了非常大的优势。

2、纯铝电缆弯曲性能很差，弯曲很容易发生断裂、折断，因而频繁引发事故。本发明材料制作的铝合金电缆的最小弯曲半径为7倍电缆外径，远远优于GB/T12706的“电缆安装时的最小弯曲半径”中规定的10倍～20倍电缆外径，因而铝合金电缆在安装过程中更易弯折，有效的减少安装成本，降低事故风险。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。

本发明用于制作电缆的铝合金材料包含以下元素，以重量百分比计：

余量为铝及不可避免的杂质。

本发明中添加的合金元素具有以下技术效果：

1、铜元素

铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。

2、硅元素

Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577℃时，硅在固溶体中的最大溶解度为1.65％。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性。

若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。

Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的最大溶解度为1.85％，且随温度的降低而减速小。

3、镁元素

Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6％，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。

镁对铝的强化是明显的，每增加1％镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。如果加入1％以下的锰，可能补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。

4、锌元素

Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275℃时锌在铝中的溶解度为31.6％，而在125℃时其溶解度则下降到5.6％。

锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。

在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量从0.5％提高到12％时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在2.7左右时，应力腐蚀开裂抗力最大。