[发明专利]一种屈服强度高于350MPa的高导电率铝合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种屈服强度高于350MPa的高导电率铝合金及其制备方法，所述铝合金包括以下质量百分比组分：Si：1.05～1.55，Mg：1.25～1.6，Fe：0.30～0.8，Ni：0.30～0.8，Zn：1.1～1.5，B：0.01～0.03，且Ni/Fe质量比为0.98～1.03，并控制杂质元素Cu≤0.05，Ti≤0.05，其他杂质元素单个≤0.03，总和≤0.15。所述制备方法主要是通过高温预时效和中温主时效提高铝合金的强度和导电率。本发明提供的铝合金在没有加工硬化的条件下，室温屈服强度超过350MPa，200℃下的高温抗拉强度超过320MPa，20℃下的导电率不小于48％IACS。该铝合金适用于制作室温和高温强度要求高、耐磨性要求高的导电体。

技术领域

本发明属于电工新材料技术领域，尤其涉及一种屈服强度高于350MPa的高导电率铝合金及其制备方法。

背景技术

随着我国特高压线路建设的发展，出现了金具在运行过程中温升异常事故，迫切需要一种耐高温的高强度、高导电率铝合金导体材料以提高金具运行安全性。另外，随着地铁运营里程的增加，亦需要高强高导铝合金代替现役的钢铝复合导电轨以降低线路损耗。

目前铝合金型材导体的抗拉强度一般为200～260MPa，难以满足特高压线路金具、母线及地铁导电轨的强度要求。CN 1052905A(ZL 89109689.2)公开了一种高强度、高导电率铝合金及其管母线的生产方法，其抗拉强度为260MPa。CN107043878(ZL201710325747.8)公开了一种高强度高导电性能的铝合金材料及其生产工艺、导电体，其抗拉强度也仅是不小于260MPa。在6xxx系铝合金中，6101是常用的导体材料，其主要合金元素为Mg和Si，T6态棒材的抗拉强度不小于215MPa，导电率不小于55％IACS。进一步提高Mg含量并将Cu、Cr由杂质元素变为合金元素，使T6态棒材的抗拉强度提高至300MPa以上，但导电率降至49％IACS，如6061-T6合金抗拉强度为308MPa，导电率为48.6％IACS。但在Mg、Si极限溶解度的束缚下，即便最大限度提高Mg、Si含量，提高Mn含量也仅将合金的强度提高至不小于310MPa，但导电率降至46.5％IACS以下，如6082经525℃固溶处理，150℃时效10h后，抗拉强度为350MPa，导电率为46.2％IACS。可见，现有技术启用对导电率有严重损害作用的合金元素如Cr、Mn、Zr、Cu等尽管可以提高铝合金的强度，但严重恶化其导电性，无法满足铝合金导体高强度、高导电率的要求。

发明内容

本发明的目的是解决非线材类铝合金导体强度低、导电率低的问题，消除导体在使用过程中的温升隐患。提供一种室温下屈服强度高于350MPa、200℃下抗拉强度大于320MPa的高导电率铝合金导体材料及其制备方法。

本发明的具体技术方案如下。

一种屈服强度高于350MPa的高导电率铝合金，其特征在于，包括以下质量百分比组分：

Si：1.05～1.55，

Mg：1.25～1.6，

Fe：0.30～0.8，

Ni：0.30～0.8，

Zn：1.1～1.5，

B：0.01～0.03，

其余为铝，且Ni/Fe质量比为0.98～1.03，并控制杂质元素Cu≤0.05，Ti≤0.05，其他杂质元素单个≤0.03，总和≤0.15。

更优选所述铝合金包括以下质量百分比组分：

Si：1.3～1.5，

Mg：1.4～1.6，

Fe：0.5～0.6，

Ni：0.5～0.6，