[发明专利]管母金具用铝合金及管母金具的制备方法

说明书

本发明公开了一种管母金具用铝合金及管母金具的制备方法，属于管母金具技术领域。管母金具用铝合金包含以下重量百分比的化学成分：Si：4.5‑5.5%；Cr：0.15‑0.35%；Mg：0.25‑0.45%；Zr：0.3‑0.45%；Sb：0.05‑0.2%；Fe≤0.3%；Cu≤0.2%；Zn≤0.3%；Mn≤0.35%；Be≤0.1%；Sn≤0.05%；Ti≤0.1%；余量为铝。其抗拉强度＞320Mpa，相对导电率＞40%，布氏硬度达到HBW=80；运行温度可以提高到150℃以上。即该管母金具具有更高的强度、更高的导电率和更高的运行温度等，适合作为大电流管母金具。

技术领域

本发明属于管母金具技术领域，特别涉及一种管母金具用铝合金及管母金具的制备方法，该管母金具用铝合金适合制备大电流管母金具，大电流管母金具的电流大于4000A，对强度要求非常高。

背景技术

随着国民经济的持续发展,我国电力需求量越来越大，电网输电容量在成倍增长,由于输电容量增加,单靠增设电网来增加容量是不够的,而且架设新的电网需增加大量的铁塔，耗费大量的导体，大大的增加了电力输送成本。

众所周知，导体的容许电流是与容许温升平方根、导线直径的平方根成正比的，在用地和铁塔受到限制的条件下，要采用增大导线直径，减少电阻的方法来提高容许电流，在物理学上和实际应用中都是行不通的。然而，将导线的容许温度提高2倍，通过改善材料的成份是可以是可以实现的。因此，从20世纪60年代便开始研制并采用耐热导线。采用新型铝合耐热导线，不但能提高导线的允许运行温度从而提高输送容量，还能有效地抵抗高温退火的影响，能够在高达230℃的温度保持它的强度。

电力金具是架空导线主要的配套件，采用普通的铸造铝合金生产的导流用金具，运行温度不能超过90℃，只有增大金具的体积来增中容许电流，这对线路安装和运行是不利的，存在隐患。

发明内容

本发明的目的之一为提供一种管母金具用铝合金，相对于常规铝合金，降低了Si的含量，另外增加了Cr、Zr和Sb。本发明的目的之二为提供了管母金具的制备方法，得到的管母金具的运行温度可达150℃以上，抗拉强度＞320Mpa，相对导电率＞40%。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种管母金具用铝合金，包含以下重量百分比的化学成分：Si：4.5-5.5%；Cr：0.15-0.35%；Mg：0.25-0.45%；Zr：0.3-0.45%；Sb：0.05-0.2%；Fe≤0.3%；Cu≤0.2%；Zn≤0.3%；Mn≤0.35%；Be≤0.1%；Sn≤0.05%；Ti≤0.1%；余量为铝。

另一方面，本发明实施例还提供了一种管母金具的制备方法，该方法包括：

(1)在加热炉中将重熔铝锭（具体可以为99.7%的重熔铝锭）融化得到铝液，在铝液的温度为720-740℃时，按配比（Si：4.5-5.5%；Cr：0.15-0.35%；Mg：0.25-0.45%；Zr：0.3-0.45%）加入铝硅中间合金、铝镁中间合金、铝锆中间合金和铝铬中间合金，搅拌。在加入中间铝合金的过程中，需要持续加热，保证温度位于720-740℃。在该步骤中，合金元素并不能以单质的形式加入,否则无法解决一些合金的易烧损和高熔点合金不易熔入问题。

(2)在铝液的温度达到740℃时，静置5-10min，于惰性气体氛围中，加入精炼剂进行精炼，精炼剂为常规精炼剂，用量与现有技术相同，精炼后排渣。

(3)精炼后，于720-740℃条件下，在铝液表面均匀撒入干燥后且含锑元素的变质剂，变质剂在铝液表面保持14-16分钟（优选为15分钟）后搅拌3-5分钟。其中，变质剂的用量为铝液重量的1.5-2.5%，变质剂中还可能含有Ti、Sn和Be等元素，为常规含锑元素的变质剂。Fe、Cu、Zn和Mn等由原料引入和制备过程中引入，其含量不能超过配方中的上限。