[发明专利]一种稀土铝铁铜合金线材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土铝铁铜合金线材及其制备方法，该线材可在电线电缆、通讯信号线、电力电气、通讯信号屏蔽线等方面应用。

背景技术

我国是铜资源进口大国，几乎80％的铜靠进口，随着铜资源的紧缺，铜价的暴涨，给制造企业以及用户都造成了巨大的经济压力，以铝代替铜是未来时代发展的趋势。但是由于铝本身在力学性能、加工性能、电学性能、连接性以及耐腐蚀性等方面都比较差，因此无法实现代替铜的目标。铝合金材料经过成分改进和工艺的处理，使得铝合金改善了纯铝存在的缺陷，因而可以实现代替铜的目的。众所周知，目前也有不少企业相继研发、生产出各类铝合金材料，也在不断的改善延伸性能、弯曲性能、抗蠕变性、电学性能、耐热性、耐腐蚀性能、易加工性以及高的抗拉强度等，但还存在许多缺陷和不足，有的只适合实验室，不能应用于企业大批量生产；有的顾此失彼；有的不顾成本、不计效率；因此还需进一步改进，开发出一种性能更优异、更全面，工艺流程简单、低成本的适用于企业大批量生产和引用的经济实用的铝合金材料。

发明内容

本发明为弥补现有技术的不足，提供一种综合性能佳的稀土铝铁铜合金线材，同时提供该稀土铝铁铜合金线材的制备方法。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种稀土铝铁铜合金线材，包括如下质量百分含量的各组分：稀土元素0.1～0.35％，Fe 0.2～1.8％、Cu 0.05～0.45％、B 0.01～0.04％，Mg小于0.05％，单个杂质小于0.03％，杂质总和小于0.2％，其余为铝；其中所述稀土元素为镧、铈、钇、镨、钕中的一种或两种以上的组合。

所述稀土元素为镧、铈、钇、镨、钕的组合，且每个稀土元素在合金中的质量百分含量不少于0.03％。在铝合金中添加微量的特定稀土元素，可以显著改善铝合金的金相组织，细化晶粒，去除铝合金中气体和有害杂质，消除铸造疏松以及热裂纹等缺陷，从而提高合金的强度，改善加工性能，改善合金的耐热性，可塑性及抵抗变形力，提高硬度、耐腐蚀性能及着色，增加韧性，降低合金淬火敏感性，稀土在铝合金中的添加量不宜过高，太高起到相反作用，太低又达不到最佳效果，本发明人发现在本发明的稀土铝铁合金线材中稀土添加总量在合金中质量百分比最佳选择为0.1～0.35％。

所述稀土铝铁铜合金线材具有如下特性：在150℃、35MPa下稳态蠕变速率为7.1×10^-8至9.7×10^-8S^-1；经中性盐水腐蚀试验，温度35℃，在NaCl浓度4.5～5g/L、试验时间120h条件下，失重率为0.15～0.35g/m².hr；在150℃、加热2h，其抗拉强度残存率为90～98％；退火后，合金材料常温、常压态下，抗拉强度为110～150MPa，屈服强度为50～100MPa；伸长率大于等于30％。

本发明第二方面提供一种稀土铝铁铜合金线材的制备方法，包括的工序有熔炼步骤、合金液配制步骤、精炼步骤、浇铸步骤；

所述熔炼步骤包括将铝锭熔炼为铝液，将铝液流入保温炉中，升温至740～760℃后进行保温；

所述合金液配制步骤包括将保温炉内的铝液转移至精炼炉内，加入铝铁合金、铝铜合金、铝稀土合金、及镁锭，搅拌均匀，制成合金液，并使合金液中主要化学成分的质量百分含量控制为Fe 0.2～1.8％、Cu 0.05～0.45％、稀土元素0.1～0.35％、B 0.01～0.04％，Mg小于0.05％，单个杂质质量百分数小于0.03％，杂质总和小于0.2％，其余为铝；

所述精炼步骤包括由精炼炉底部向精炼炉内喷入精炼剂和氮气的混合物对合金液进行精炼，之后加入覆盖剂对合金液进行覆盖，并静置；

所述浇铸步骤包括将精炼步骤获得的合金液进行除气、除渣和净化，之后将合金液流入浇铸机中进行浇铸。

进一步优选的，所述熔炼步骤，熔化的铝液经封闭的溜槽流入保温炉中，保温炉内的铝液升温至740～760℃后保温静置20～40分钟；在升温过程中优选采用覆盖剂进行覆盖，以防止铝液过多烧损，以及铝液吸氢。温度保持在740～760℃较佳，温度过低，金属的活动性不活跃，而温度过高，则金属液体容易吸氢气。