一种用于电缆的铝合金材料及其制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 106498316 A(43)申请公布日 2017.03.15

(21)申请号 201610836435.9(22)申请日 2016.09.21

(71)申请人 芜湖扬展新材料科技服务有限公司

地址 241000 安徽省芜湖市三山区龙湖街

道8号创业大街(72)发明人 吴长应　

(74)专利代理机构 北京元本知识产权代理事务

所 11308

代理人 范奇(51)Int.Cl.

C22C 49/06(2006.01)C22C 49/14(2006.01)C22C 101/06(2006.01)C22C 101/10(2006.01)

(54)发明名称

一种用于电缆的铝合金材料及其制备方法(57)摘要

本发明提供了一种用于电缆的铝合金材料，按质量百分比含量，其包括：Fe 0.4-1.2％、Si 0.1-0.5％、RE 0.1-1％、玻璃碳纤维复合材料1-4.5％、Al 1-3％、余量为铝合金粉末；本发明还公开了其制备方法，在传统工艺的基础上加以改进，其工艺较简单。同时本发明在铝合金中加入适量稀土元素和Fe、Si以及玻璃碳纤维复合材料，不仅能够起到净化，提高纯度，填补表层缺陷，细化晶粒的作用，还可以提高材料导线性、抗蠕变性、改善合金的腐蚀性能与焊接性能，同时增加铝合金的硬度。

权利要求书1页 说明书3页

CN 106498316 ACN 106498316 A

权　利　要　求　书

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1.一种用于电缆的铝合金材料，其特征在于，按照质量百分比含量，所述铝合金材料包括下列组分：

Fe 0.4-1.2％、Si 0.1-0.5％、RE 0.1-0.5％、玻璃碳纤维复合材料1-4.5％、Al 1-3％、余量为铝合金粉末。

2.根据权利要求1所述的一种用于电缆的铝合金材料，其特征在于：所述铝合金粉末为常温高强度型Al-7.5Zn-2.5Mg-2Cu-0.2Zr-0.2Cr。

3.根据权利要求1所述的一种用于电缆的铝合金材料，其特征在于：所述RE为钒Sc、镧La、铈Ce、钇Y中的一种或多种。

4.按照权利要求1所述的一种用于电缆的铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照配方比例将上述Fe、Si、RE、玻璃碳纤维复合材料、Al和铝合金粉末在高温熔炉中熔炼，熔炼温度为750-850℃，升温速率为50-70℃/min,熔炼时间为1-2h；熔炼完毕后将金属液浇铸为铝合金铸锭；

(2)将步骤1得到的铝合金铸锭在轧制成合金杆，轧制温度为450-550℃；(3)在形成铝合金核的温度条件下，再将合金杆拉制处理，得到铝合金电缆材料,拉伸过程中，铝合金导体单丝的截面积为合金杆的35-60％。

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CN 106498316 A

说　明　书

一种用于电缆的铝合金材料及其制备方法

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技术领域[0001]本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种用于制作电缆的铝合金材料。

背景技术[0002]铝合金电力电缆是以铝合金材料为导体，采用特殊紧压工艺和退火处理等先进技术发明创造的新型材料电力电缆。合金电力电缆弥补了以往纯铝电缆的不足，虽然没有提高了电缆的导电性能，但弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等却大大提高，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定，采用铝合金导体，可以大大提高铝合金电缆的导电率、耐高温性，同时解决了纯铝导体电化学腐蚀、蠕变等问题。铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8％，载流量是铜的79％，优于纯铝标准。但在同样体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。因此，相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆，可以减轻电缆重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更轻松。[0003]铝合金材料中加入稀土元素，能够起到净化，提高纯度，填补表层缺陷，细化晶粒，减少偏析，消除显微不均而导致局部腐蚀的作用；同时稀土铝合金的研制不仅可提高合金的强度，还能降低合金的熔化温度，所以在满足同等电气性能的前提下，使用稀土铝合金电缆的重量是铜芯电缆的一半左右，其截面是传统铜芯电缆的1.1-1.25倍，价格比传统的铜芯电缆低15-30％。因此，提供一种用于电缆的铝合金材料很有必要。发明内容[0004]本发明的第1个目的是提供一种用于电缆的铝合金材料。[0005]本发明的第2个目的是上述用于电缆的铝合金材料的制作方法。[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种用于电缆的铝合金材料，按照质量百分比含量，所述铝合金材料包括下列组分：[0007]Fe 0.4-1.2％、Si 0.1-0.5％、RE 0.1-0.5％、玻璃碳纤维复合材料1-4.5％、Al 1-3％、余量为铝合金粉末。[0008]所述铝合金粉末为常温高强度型Al—7.5Zn—2.5Mg—2Cu—0.2Zr—0.2Cr。[0009]所述玻璃碳纤维复合材料的制备参考专利号CN201210474152.6。[0010]所述RE为钒Sc、镧La、铈Ce、钇Y中的一种或多种。[0011]上述用于电缆的铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：[0012](1)按照配方比例将上述Fe、Si、RE、玻璃碳纤维复合材料、Al和铝合金粉末在高温熔炉中熔炼，熔炼温度为750-850℃，升温速率为50-70℃/min,熔炼时间为1-2h；熔炼完毕后将金属液浇铸为铝合金铸锭；[0013](2)将步骤1得到的铝合金铸锭在轧制成合金杆，轧制温度为450-550℃；[0014](3)在形成铝合金核的温度条件下，再将合金杆拉制处理，得到铝合金电缆材料,拉伸过程中，铝合金导体单丝的截面积为合金杆的35-60％。

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CN 106498316 A[0015]

说　明　书

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本发明的有益效果是：在铝合金中加入适量稀土元素和Fe、Si等，不仅能够起到净

化、提高纯度、填补表层缺陷、细化晶粒、阻止再结晶晶粒长大的作用，还可以提高材料导线性、抗蠕变性、改善合金的腐蚀性能与焊接性能；同时因铝熔点远低于铜，使得铝及其合金材料的工业冶炼环节大大降低了煤、电等高耗能资源用量，减少温室气体排放，促进社会经济与生态环境和谐发展。

具体实施方式[0016]以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。实施例中，Fe、Si、铝合金为中航迈特粉冶科技有限公司市售品；稀土元素RE为江苏泰州市扬子江稀土金属有限公司市售品。[0017]实施例1[0018]本发明提供了一种用于电缆的铝合金材料，按照质量百分比含量，所述铝合金材料包括下列组分：[0019]Fe 0.8％、Si 0.3％、Ce 0.15％、Sc 0.1％、玻璃碳纤维复合材料2.5％、Al 1.5％、余量为铝合金粉末。[0020]上述用于电缆的铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：[0021](1)按照配方比例将上述Fe、Si、RE、玻璃碳纤维复合材料、Al和铝合金粉末在高温熔炉中熔炼，熔炼温度为800℃，升温速率为50℃/min,熔炼时间为2h；熔炼完毕后将金属液浇铸为铝合金铸锭；[0022](2)将步骤1得到的铝合金铸锭在轧制成合金杆，轧制温度为500℃；[0023](3)在形成铝合金核的温度条件下，再将合金杆拉制处理，得到铝合金电缆材料,拉伸过程中，铝合金导体单丝的截面积为合金杆的35-60％。[0024]实施例2[0025]本发明提供了一种用于电缆的铝合金材料，按照质量百分比含量，所述铝合金材料包括下列组分：[0026]Fe 0.6％、Si 0.2％、Ce 0.2％、玻璃碳纤维复合材料3％、Al 2.5％、余量为铝合金粉末。[0027]上述用于电缆的铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：[0028](1)按照配方比例将上述Fe、Si、RE、玻璃碳纤维复合材料、Al和铝合金粉末在高温熔炉中熔炼，熔炼温度为850℃，升温速率为60℃/min,熔炼时间为2h；熔炼完毕后将金属液浇铸为铝合金铸锭；[0029](2)将步骤1得到的铝合金铸锭在轧制成合金杆，轧制温度为550℃；[0030](3)在形成铝合金核的温度条件下，再将合金杆拉制处理，得到铝合金电缆材料,拉伸过程中，铝合金导体单丝的截面积为合金杆的35-60％。[0031]本发明制得的电缆的铝合金材料的技术参数如下：

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CN 106498316 A[0032]

说　明　书

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