[发明专利]一种煤矿电缆用Al‑Fe‑Cu‑Ti铝合金及铝合金电缆及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿电缆技术领域，具体涉及一种煤矿电缆用Al-Fe-Cu-Ti铝合金及铝合金电缆及制备方法。

背景技术

煤矿用电缆是电缆中技术含量较高的一种产品。这是由于煤矿用电缆的服役环境恶劣、环境复杂多变，还需要经常移动和转移，因此使用寿命比较短。另外，矿井中瓦斯集聚的区域对电缆安全性的要求更高，所以煤矿用电缆需要具备极高的安全性、较高的强度、较强的抗疲劳性能和较好的耐磨性能。当前大部分煤矿用电缆使用铜合金制造而成，但铜合金价格昂贵且资源有限。随着人们环保意识增强，使用铝合金替代铜合金制备煤矿用电缆的趋势愈发明显。铝合金本身质轻、价廉、易于加工，开发出一种能满足煤矿中使用要求的铝合金电缆具有十分可观的经济效益。

目前，安徽欣意电缆有限公司等厂家已经采用铝合金制备煤矿用电缆，相关合金类型主要有Al-Fe-Cu-Zr、Al-Fe-Cu-Mn、Al-Fe-Cu-Cr和Al-Fe-Mg-Zr等合金。但其中大部分煤矿用铝合金电缆的成分组成含有价格昂贵的稀土元素和Ag，且其制备工序较多、工艺繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种煤矿电缆用Al-Fe-Cu-Ti铝合金及铝合金电缆，该铝合金具有高强度、高导电率、弯曲性能良好等特性，由该铝合金制成的铝合金电缆能满足煤矿领域中对电缆性能的要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤矿电缆用Al-Fe-Cu-Ti铝合金，铝合金的各成分和重量百分比分别为：

Fe含量为1.2～1.5％；

Cu含量为0.5～1.0％；

Ti含量为0.03～0.06％；

B含量为0.01～0.03％；

其余为Al和杂质。

进一步地，所述铝合金的电阻率不大于0.024132Ω·mm²/m，电导率大于63％IACS，断裂延伸率不低于13％，且90度疲劳折弯次数大于或等于35次。

进一步地，Fe含量为1.2％，Cu含量为0.5％，Ti含量为0.03％，B含量为0.01％。

进一步地，Fe含量为1.3％，Cu含量为0.8％，Ti含量为0.04％，B含量为0.02％。

进一步地，Fe含量为1.5％，Cu含量为0.9％，Ti含量为0.05％，B含量为0.03％。

进一步地，Fe含量为1.4％，Cu含量为1.0％，Ti含量为0.06％，B含量为0.02％。

本发明还涉及一种煤矿电缆用Al-Fe-Cu-Ti铝合金电缆的制备方法，所述铝合金电缆的制备包括以下几个步骤：

a、将前述任一项所述的铝合金在710-750℃进行熔炼，然后在690-720℃进行铸造得到铸锭；

b、将步骤a得到的铝合金铸锭车去外皮、切头尾，然后在450-550℃挤压为直径为 4-9mm的铝合金杆；

c、将步骤b得到的铝合金杆，然后在300-350℃拉拔为直径为1-3mm的铝合金单丝；

d、将步骤c得到的铝合金单丝束绞，然后在300-350℃软化热处理，得到铝合金线芯；

e、将步骤d得到的铝合金线芯经过挤包绝缘、成缆、挤包护套或铠装制成铝合金电缆。

进一步地，步骤a在铝合金进行熔炼的过程中合金元素Ti和B通过Al-Ti-B丝的形式加入。

进一步地，所述铝合金杆的直径为4或9或6或8mm。

进一步地，所述铝合金单丝的直径为1或3或2或2.5mm。

本发明还涉及一种煤矿电缆用Al-Fe-Cu-Ti铝合金电缆，由前述任一项的铝合金制成该铝合金电缆的线芯。

进一步地，所述线芯由直径为1-3mm单丝束绞而成，所述单丝由直径为4-9mm铝合金杆拉拔而成，所述铝合金杆由所述铝合金制成。

另外，在本发明所述技术方案中，凡未做特别说明的，均可采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。