[发明专利]一种高导耐热耐损伤铝合金导体材料的制备方法

说明书

本发明提供一种高导耐热耐损伤铝合金导体材料的制备方法，取工业纯铝锭或电解铝原液，待完全熔化后加入中间合金，精炼后进行成分分析和调整，铸造得到铝合金锭坯；锭坯经均匀化热处理后进行热挤压，获得高导耐热耐损伤铝合金导体材料；所述铝合金以质量百分比计，有Fe：0.06～0.20％，Si：0.05～0.12％，Zr：0.05～0.15％，RE：0.05～0.30％，B含量不超过0.0001％，Ti、V、Cr、Mn等杂质元素总含量不高于0.01％，Fe和Si的质量比为1.2～5，余量为Al；所述铝合金导电材料适用于制备电线电缆及其配套连接金具。

技术领域

本发明涉及冶金材料技术领域，特别涉及一种高导耐热耐损伤铝合金导体材料的制备方法。

背景技术

电力需求持续增长以及能源分布不均衡驱动了以特高压交直流输电线路为骨架的大容量、长距离输电的快速发展。大容量、长距离输电线路的服役温度较高，且由于其横跨多个区域，往往会面临各类复杂的气候环境，对导体材料的耐热性能、导电性能和机械性能提出了更高的要求。长距离输电线路的建设需要接续金具实现导线之间的有效连接，但是，电力金具在实际运行过程中，经常受到雨淋、大风、覆冰、日晒等天气干扰，还不可避免的受到化学物质的腐蚀。因此，电线电缆用导体材料及电力金具既要有足够的机械强度，又要有良好的电气性能，在恶劣服役环境下还要有良好的耐损伤性能。

压接是目前最常用的金具接续形式，在压接式接续金具中，一般用铝及铝合金管压接在两段铝导线上使其连接起来，铝及铝合金管的机械性能及电气性能直接决定了架空导线连接的可靠性和架空输电线路的安全性。当前压接式接续金具主要是采用1050A铝材，其室温抗拉强度在60～100MPa之间，导电率在60.5％IACS左右。输电导线和接续金具在长期服役过程中，由于化学腐蚀、磨损等原因导致的输电线路过热故障时有发生，且接续管在压接后存在较大的残余应力，在长期微风振动工况中可能导致接续管的疲劳断裂。因此，开发具有高导电率且耐热耐损伤的铝合金导体材料，成为业内亟待解决的技术难题。

公开号为CN107326233A的专利公开了一种用于制造电力电缆连接金具的铝合金材料及其制备方法，该技术方案公开的合金具有较好的强度和耐热性能，但由于添加的合金元素种类较多且含量较高，导致产品生产工艺复杂、生产成本提高且导电率较低。

公开号为CN111074112A的专利公开了一种预绞式导线连接金具用铝合金线材及其制备方法，该技术方案公开的线材导电率最高可达61.5％，抗拉强度可达365MPa，但该技术方案未涉及合金的耐热性能，且生产过程涉及电磁处理及超声波处理等操作，生产工艺较为复杂。

针对现有技术的不足，本发明从合金成分及制备工艺两方面着手，通过复合添加Fe、Zr、RE以及采用合适的热处理和变形制度，开发出一种具有高导电率且耐热耐损伤的铝合金导体材料，适合制备架空线缆、高温电缆，特别适合制造接续金具、耐张线夹、穿刺线夹等电力金具。

发明内容

为了解决现有技术中上述问题，本发明提供了一种高导耐热耐损伤铝合金导体材料的制备方法。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种高导耐热耐损伤铝合金导体材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1：取工业纯铝锭或电解铝原液进行熔炼，待完全熔化后进行硼化处理，然后依次加入Al-Fe、Al-Si、Al-Zr、Al-RE中间合金，精炼后进行成分分析和调整；

S2：铸造得到铝合金锭坯；

S3：将所述铝合金锭坯进行均匀化热处理和热挤压。

进一步的，所述铸造为普通铸造或半连续铸造，冷却速率大于等于20℃/s。

进一步的，所述均匀化热处理温度为450-550℃，保温时间为10～24h。