高导电柔软型铝合金材料制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，其步骤为，将杂质含量符合要求的铝锭，加热融化，采用质量百分比为3％含量的硼-铝合金、22％的铁-铝合金与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度为700℃～720℃，分批加入10％含量的稀土-铝合金融化，利用40r/min的速度对混合铝液进行搅拌；采用氮气将精炼剂均匀吹入铝液中，搅拌、保温、静置、去杂，浇铸，形成铝锭坯；经过轧机，将锭坯轧制成9.5mm直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在250℃～300℃，从而制备获得铝合金材料。本发明通过融化、合金化、净化、浇铸、轧制、淬火等工艺，提高铝的导电性能，提高铝的机械性能，能制造出高导电率柔软型电缆用铝合金材料。
【专利说明】高导电柔软型铝合金材料制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，属于电缆【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 2011年在机械行业中，电缆成为继汽车之后的第二大产业，产值超过了 11000亿 元。但传统的电缆产品中基本采用铜作为导体，铜作为全球的战略资源越来越受到各国的 重视，并不断通过政治、军事、经济、外交等手段加以控制。而我国又是一个铜资源比较匮乏 的国家，总储量只占世界储量的5%左右，而且以贫铜矿为主。2010年，我国用铜量占世界 总量的60%，电缆（包括电机）行业占我国用铜量的60%左右，也就是说，我国电缆行业用 铜量占世界总用铜量的约40%。可见，我国电缆行业对铜资源有着巨大的消耗和依赖性。
[0003] 作为导电性能仅次于铜的铝来说，其储量和铝锭产量，我国均处于世界前列。一直 以来被寄予铜导体的替代品。国家发改委等部委曾经两次提出"以铝代铜"的号召，各地也 给予相应的配套政策，但实际使用中却发现，以纯铝为导体的电缆存在诸多问题。比如导电 性能差，其导电率一般只有58% ;易折断，纯铝单线一般弯折5?6次即断裂，给安装带来 不便；耐腐蚀性能差，纯铝在热、水和空气条件下，很快氧化成粉末状物体，失去去导电的导 体功能。诸如此类问题一直没有得到有效解决，阻碍了铝替代铜作为主要导体的进程。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对普通的铝锭，通过融化、合金化、净化、浇铸、乳制、淬火等 工艺，提高铝的导电性能，增强铝的耐腐蚀性能，提高铝的机械性能，制造出高导电率柔软 型电缆用铝合金材料。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
[0006] -种高导电柔软型铝合金材料制备方法，其制备工艺步骤为，将杂质含量符合要 求的铝锭，加热到700°C融化，采用质量百分比为3%含量的硼-铝合金、22%的铁-铝合金 与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度为700°C?720°C，融化过 程中，分批加入10%含量的稀土-铝合金，保持7001：?7201：融化 ；融化结束，利用401·/ 11^11的速度对混合铝液进行搅拌21^11;提高温度至7201：?7401：，采用99.9999%的氮气 将精炼剂均匀吹入铝液中，然后40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2?5min ;保温、静置 10?20min ;除去铝液表面的杂质，然后通过浇铸机对铝液进行浇铸，形成铝锭坯，锭坯温 度控制在500°C?520°C;经过轧机，将锭坯轧制成9. 5_直径的电工用铝合金杆，出杆温度 控制在250°C?300°C，从而制备获得铝合金材料。
[0007] 进一步地，所述铝锭中的Si含量小于0.05%，Fe含量小于0. 15%，其他杂质含量 总和小于0.02%。
[0008] 进一步地，所述精炼剂为以质量百分比计23 %的Na3AlF6,47 %的KC1和30 % NaCl 混合物。
[0009] 进一步地，所吹入的精炼剂质量为烙炼的错锭的质量的0. 02?1 %。
[0010] 该发明的有益效果在于：本发明通过融化、合金化、净化、浇铸、乳制、淬火等工艺， 提高铝的导电性能，增强铝的耐腐蚀性能，提高铝的机械性能，制造出高导电率柔软型电缆 用铝合金材料，所制备的铝合金材料中的Si含量小于0. 1 %，Fe含量在0. 45 %?0. 8 %，Zn 含量小于〇. 7%，其他杂质总量小于0. 13%，电阻率小于0. 0287 Ω ·_2/πι，断裂伸长率大于 15%。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便更好的理解本发明。
[0012] 实施例1
[0013] 本实施例中的高导电柔软型铝合金材料制备方法，在500kg铝锭中加入1. 2kg硼 铝合金，9. 8kg铁铝合金，在70(TC条件下加热融化，保持融化铝液温度为70(TC，然后分三 批向铝液中投入2. 96kg稀土-铝合金，融化结束，搅拌2min，以使铝液混合均匀。
[0014] 升温加热上述铝液至730°C，采用0· 2MPa压力的氮气，将1. 32kg的精炼剂均匀吹 入铝液内，搅拌3min。保温、静置15min后，除去表面杂质。采用浇铸机对铝液进行浇铸， 形成铝锭坯，锭坯温度控制在510°C。经过轧机，将锭坯轧制成9. 5_直径的电工用铝合金 杆，出杆温度控制在280°C，这样制成的铝合金Si含量为0.09%，Fe含量为0.65%，Zn含 量为0. 5 %，其他杂质总量为0. 11 %，其电阻率为0. 025 Ω · mm2/m，断裂伸长率为23 %。
[0015] 上述实施例中，所述精炼剂为以质量百分比计23 %的Na3AlF6,47 %的KC1和30 % NaCl混合物。
[0016] 实施例2
[0017] 本实施例中的高导电柔软型铝合金材料制备方法，将Si含量为0. 04%，Fe含量为 0. 12%，其他杂质含量总和为0. 018%的铝锭1000kg加热到700°C融化，加入30kg硼-铝 合金、220kg的铁-铝合金与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度 为720°C，融化过程中，分批加入10%含量的稀土-铝合金，保持720°C融化；融化结束，利 用40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2min ;提高温度至740°C，采用99. 9999 %的氮气 将3kg精炼剂均匀吹入铝液中，然后40r/min的速度对混合铝液进行搅拌5min ;保温、静置 20min ;除去铝液表面的杂质，然后通过浇铸机对铝液进行浇铸，形成铝锭坯，锭坯温度控制 在520°C ;经过轧机，将锭坯轧制成9. 5_直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在300°C， 从而制备获得铝合金材料。所制备的铝合金材料中的Si含量为0. 09 %，Fe含量为0. 65%， Zn含量为0. 67 %，其他杂质总量为0. 11 %，电阻率为0. 0257 Ω ·πιπι2/πι，断裂伸长率为25 %。
[0018] 上述实施例中，所述精炼剂为以质量百分比计23 %的Na3AlF6,47 %的KC1和30 % NaCl混合物。
[0019] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，其特征在于：所述工艺步骤为，将杂质含 量符合要求的铝锭，加热到700°c融化，采用质量百分比为3%含量的硼-铝合金、22% 的铁-铝合金与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度为700°C? 7201：，融化过程中，分批加入10%含量的稀土-铝合金，保持7001：?7201：融化 ；融化 结束，利用40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2min ;提高温度至720°C?740°C，采用 99. 9999 %的氮气将精炼剂均匀吹入铝液中，然后40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2? 5min ;保温、静置10?20min ;除去铝液表面的杂质，然后通过浇铸机对铝液进行浇铸，形成 铝锭坯，锭坯温度控制在500°C?520°C;经过轧机，将锭坯轧制成9. 5_直径的电工用铝合 金杆，出杆温度控制在250°C?300°C，从而制备获得铝合金材料。
2. 根据权利要求1所述的高导电柔软型铝合金材料制备方法，其特征在于：所述制备 工艺步骤中，所采用的铝锭中的Si含量小于0. 05%，Fe含量小于0. 15%，其他杂质含量总 和小于0. 02%。
3. 根据权利要求1所述的高导电柔软型铝合金材料制备方法，其特征在于：所述制备 工艺步骤中，加入的精炼剂为以质量百分比计23%的Na 3AlF6,47%的KC1和30% NaCl混 合物。
4. 根据权利要求1所述的高导电柔软型铝合金材料制备方法，其特征在于：所述制备 工艺步骤中，所吹入的精炼剂质量为熔炼的铝锭的质量的0. 02?1%。
【文档编号】C22F1/04GK104152757SQ201410389389
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】关理才, 钱俊杰 申请人:安徽双诚电线电缆有限公司