[发明专利]一种电力连接金具用WC-Co纳米增强高硅铝合金及其制备方法

说明书

一种电力连接金具用WC‑Co纳米增强高硅铝合金，其特征在于，所述WC‑Co纳米增强高硅铝合金包括，按质量百分比计的下述组份：3.0～8.0％WC、0.1～2.0％Co、60％～80％Al、10～30％Si,余量为不可避免的杂质。通过添加纳米WC‑Co粉末增强Al‑Si合金的方法有效减少了成分偏析、组织粗化，极大地提高了Al‑Si合金的机械性能，从而保障了电力连接金具的安全性。

技术领域

本发明涉及一种高硅铝合金增强技术，具体讲涉及一种电力连接金具用WC-Co纳米增强高硅铝合金及其制备方法

背景技术

现有的特高压送电线路特点是输送量大且长，需经过诸如山地、丘陵等地区复杂地质形貌地区。线路具有导线分裂数多，负荷大和档距大的特点。因此，对电力连接金具提出了耐腐蚀、高可靠、高耐磨等一系列技术指标。目前的连接金具设计思路一般通过提高金具吨位、增大尺寸来保证线路的负载需求。但是增加了生产、运输、施工成本与技术难度。因此，实现金具轻量化并保证金具服役的高可靠性是是未来技术发展趋势。

铝合金代替35CrMo、Q345R等传统钢材是实现金具轻量化的一个重要方向。铝合金具有密度低、比强度高的优点，相对传统钢材可实现降重2/3，而且Al元素属于活泼元素，可在表面形成一层致密的Al2O3氧化层，无需防锈处理即可具备优异的防腐蚀性能。现有的高强铝合金主要为5系、6系、7系高强航空铝合金，生产成本高，耐磨性差，不适用与电力连接金具材料的推广应用，是制约轻量化发展进程的一个重要掣肘。在电力连接金具领域，目前的4系Al-Si合金已成为的重要组成部分，4系Al-Si合金可随着Si含量的增加，耐磨性逐渐提高，制造成本相对降低。但是在实际应用中，Al-Si也暴露了一些缺陷。例如，合金抗拉强度相对较弱，并且当Si含量超过15％时会导致显微组织晶粒粗大，从而影响电力连接金具材料机械性能。

因此，需要提供一种能够提高Al-Si合金机械性能，同时又质量稳定，经济节能的技术方案。

发明内容

本发明的目的是通过添加纳米级WC-Co克服Al-Si系合金机械性能具备的缺陷，采用粉末冶金技术增加Al-Si合金中Si的含量，提高Al-Si合金的耐磨性，保证制备的Al-Si合金具有优越的机械性能，本发明采用以下技术方案实现的：

一种电力连接金具用WC-Co纳米增强高硅铝合金，其改进之处在于，所述WC-Co纳米增强高硅铝合金包括，按质量百分比计的下述组份：3.0～8.0％WC、0.1～2.0％Co、60％～80％Al、10～30％Si,余量为不可避免的杂质；

其中，WC粉末的粒度为2～4μm，晶粒度为100-200nm；Co粉末的粒度为1～2μm，Al粉末的粒度为50～75μm，Si粉末的粒度为50～75μm。

进一步的，所述WC-Co纳米增强高硅铝合金包括按质量百分比计的下述组份：6.0～8.0％WC、0.2～1.0％Co、72.0～80.0％Al和11.5～18.0％Si；WC粉末的粒度为3μm，晶粒度为200nm,Co粉末的粒度为2μm，Al粉末的粒度为75μm，Si粉末的粒度为75μm.。

一种电力连接金具用WC-Co纳米增强高硅铝合金的制备方法，其改进之处在于，该方法包括如下步骤：

(1)在保护气氛下球磨所述WC-Co纳米增强高硅铝合金；

(2)于经球磨的所述WC-Co纳米增强高硅铝合金粉末加入分散剂；

(3)机械混合粉末；

(4)模压处理所述机械混合粉末得生坯；

(5)高温烧结所述生胚，保温后随炉冷却。

进一步的，按质量百分比计，所述的WC-Co纳米增强高硅铝合金粉末包括：70％Al，24.8％Si，5.2％的WC-Co。

进一步的，所述的WC为5.0％和Co为0.2％。