本发明涉及电力金具制备技术领域，具体涉及一种节能防腐铝合金电力线夹及其制备方法。
背景技术：
随着经济发展和技术进步，电力系统大机组新设备不断投入，远距离超高压电网已成为电能传输的主网架，从需求最佳经济效益的观点出发，不论是从社会还是从电网本身角度，节能降耗，减少线损都是输变电领域的一个重要课题。目前，我国电网线路大多采用铸铁和螺栓组合成的耐张线夹和悬垂线夹(包括防振锤)，用这种材料制成的金具，当导线中通过交变电流形成一个闭合的磁回路时，铁磁物质在交变磁场作用下反复磁化的过程中，会出现磁滞现象，造成很大的磁滞损耗。而铝合金线夹具有优良的节能效果，且铝合金线夹相较于铸铁材料比重明显减小，降低了操作难度和劳动强度，因此，研制出高效节能防腐的铝合金材料并将其应用于电力线夹上是非常重要的课题。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了一种节能防腐铝合金电力线夹及其制备方法，通过熔炼、变质、浇注、热处理等步骤制成，制得的铝合金电力线夹具有良好的力学性能和优异的防腐耐磨性，相较于传统的铁制线夹重量减轻了55％以上，用于220kv线路输电，能耗显著降低。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种节能防腐铝合金电力线夹，包括以下百分含量元素制成：铁0.8-1％、硅0.5-0.7％、锰0.04-0.15％、镁0.55-0.8％、铜0.45-0.6％、钛0.03-0.08％、硼0.05-0.07％、铬0.06-0.15％、稀土0.05-0.15％、镍≤0.01％、碳≤0.03％、余量为铝和不可避免的杂质。
优选的，节能防腐铝合金电力线夹，包括以下百分含量元素制成：铁0.9-1％、硅0.6-0.7％、锰0.1-0.15％、镁0.65-0.8％、铜0.56-0.6％、钛0.05-0.08％、硼0.06-0.07％、铬0.12-0.15％、稀土0.1-0.15％、镍≤0.01％、碳≤0.03％、余量为铝和不可避免的杂质。
优选的，稀土为质量比1：0.3-0.7:0.2-0.5的铈、钇、钐组合物。
优选的，节能防腐铝合金电力线夹的制备方法，步骤如下：
1)将工业用纯铝加入中频熔炼炉或电阻炉内，加热至720℃后向其中依次加入电解铜、金属锰，搅拌熔炼完全，然后将钛铝合金、硅铝合金、硼砂、氮化铬铁加入其中，升温至730-735℃，加热熔融，然后再升温至755℃，将金属镁和稀土加入其中，加热搅拌10-30min；
2)向合金铝液中添加变质剂，保温搅拌5-15min，取样分析，调整成分，然后采用六氯乙烷除气5-10min；
3)除气完成后静置3-5min，然后向合金铝液面依次喷洒强化剂和除渣剂，扒渣，添加变质剂二次细化，再次取样分、调整；
4)调节温度为735-738℃，出炉浇注，得铝合金铸件粗品；
5)将铝合金铸件粗品进行固溶、时效处理，即得节能防腐铝合金电力线夹。
优选的，步骤1)中搅拌熔炼过程中保持温度为720±2℃。
优选的，步骤2)、3)中变质剂为稀土变质剂，具体稀土为铈、钇、钐中的任意一种或多种组合物。
优选的，步骤3)中喷洒强化剂、除渣剂间隔10-20min，且保持搅拌状态。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明节能防腐铝合金电力线夹通过熔炼、变质、浇注、热处理等步骤制成，制得的铝合金电力线夹具有良好的力学性能，抗拉强度大于244mpa，延伸率大于12.4％，且具有优异的防腐耐磨性，相较于传统的铁制线夹重量减轻了55％以上，而耐盐雾性、耐酸性、耐碱性、耐水性分别提高了33％、28％、24.7％、27.6％，用于220kv线路输电，能耗显著降低。
本发明通过合理的合金元素配比有效提高了铝合金的力学性能，除了铝合金中常用的硅、锰、镁、铜、铬等合金元素，通过添加硼、碳与镍、硅、锰及基体铝等相互作用，改善了铝合金的耐热和防腐性。在铸造过程中通过两次变质细化有效改善了合金内部结构的细化程度，各元素分散均匀性显著提高，相互间的配合结合性更强，进一步提高了力学性能，增强了铝合金的综合效能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种节能防腐铝合金电力线夹，包括以下百分含量元素制成：铁0.85％、硅0.56％、锰0.08％、镁0.55％、铜0.5％、钛0.03％、硼0.06％、铬0.12％、稀土0.06％、镍≤0.01％、碳≤0.03％、余量为铝和不可避免的杂质。其中，稀土为质量比1：0.4:0.4的铈、钇、钐组合物。
节能防腐铝合金电力线夹的制备方法，步骤如下：
1)将工业用纯铝加入中频熔炼炉或电阻炉内，加热至720℃后向其中依次加入电解铜、金属锰，搅拌熔炼完全，然后将钛铝合金、硅铝合金、硼砂、氮化铬铁加入其中，升温至730℃，加热熔融，然后再升温至755℃，将金属镁和稀土加入其中，加热搅拌10min；
2)向合金铝液中添加质量比1:1的钇、钐稀土变质剂，保温搅拌10min，取样分析，调整成分，然后采用六氯乙烷除气10min；
3)除气完成后静置3-5min，然后向合金铝液面依次喷洒强化剂和除渣剂，扒渣，添加质量比1:1的钇、钐稀土变质剂二次细化，再次取样分、调整；
4)调节温度为735-738℃，出炉浇注，得铝合金铸件粗品；
5)将铝合金铸件粗品进行固溶、时效处理，即得节能防腐铝合金电力线夹。
实施例2:
一种节能防腐铝合金电力线夹，包括以下百分含量元素制成：铁0.95％、硅0.5％、锰0.12％、镁0.7％、铜0.45％、钛0.06％、硼0.05％、铬0.1％、稀土0.5％、镍≤0.01％、碳≤0.03％、余量为铝和不可避免的杂质。其中，稀土为质量比1：0.5:0.2的铈、钇、钐组合物。
节能防腐铝合金电力线夹的制备方法，步骤如下：
1)将工业用纯铝加入中频熔炼炉或电阻炉内，加热至720℃后向其中依次加入电解铜、金属锰，搅拌熔炼完全，然后将钛铝合金、硅铝合金、硼砂、氮化铬铁加入其中，升温至730℃，加热熔融，然后再升温至755℃，将金属镁和稀土加入其中，加热搅拌25min；
2)向合金铝液中添加钐基稀土变质剂，保温搅拌15min，取样分析，调整成分，然后采用六氯乙烷除气10min；
3)除气完成后静置3-5min，然后向合金铝液面依次喷洒强化剂和除渣剂，扒渣，添加钐基稀土变质剂二次细化，再次取样分、调整；
4)调节温度为735-738℃，出炉浇注，得铝合金铸件粗品；
5)将铝合金铸件粗品进行固溶、时效处理，即得节能防腐铝合金电力线夹。
实施例3:
一种节能防腐铝合金电力线夹，包括以下百分含量元素制成：铁0.9％、硅0.6％、锰0.1％、镁0.6％、铜0.52％、钛0.05％、硼0.05％、铬0.15％、稀土0.12％、镍≤0.01％、碳≤0.03％、余量为铝和不可避免的杂质。其中，稀土为质量比1：0.6:0.5的铈、钇、钐组合物。
节能防腐铝合金电力线夹的制备方法，步骤如下：
1)将工业用纯铝加入中频熔炼炉或电阻炉内，加热至720℃后向其中依次加入电解铜、金属锰，搅拌熔炼完全，然后将钛铝合金、硅铝合金、硼砂、氮化铬铁加入其中，升温至730℃，加热熔融，然后再升温至755℃，将金属镁和稀土加入其中，加热搅拌25min；
2)向合金铝液中添加质量比1:1的铈、钇稀土变质剂，保温搅拌15min，取样分析，调整成分，然后采用六氯乙烷除气5min；
3)除气完成后静置3-5min，然后向合金铝液面依次喷洒强化剂和除渣剂，扒渣，添加质量比1:1的铈、钇稀土变质剂二次细化，再次取样分、调整；
4)调节温度为735-738℃，出炉浇注，得铝合金铸件粗品；
5)将铝合金铸件粗品进行固溶、时效处理，即得节能防腐铝合金电力线夹。
实施例4:
一种节能防腐铝合金电力线夹，包括以下百分含量元素制成：铁0.8％、硅0.7％、锰0.15％、镁0.8％、铜0.56％、钛0.04％、硼0.06％、铬0.06％、稀土0.1％、镍≤0.01％、碳≤0.03％、余量为铝和不可避免的杂质。其中，稀土为质量比1：0.4:0.4的铈、钇、钐组合物。
节能防腐铝合金电力线夹的制备方法，步骤如下：
1)将工业用纯铝加入中频熔炼炉或电阻炉内，加热至720℃后向其中依次加入电解铜、金属锰，搅拌熔炼完全，然后将钛铝合金、硅铝合金、硼砂、氮化铬铁加入其中，升温至735℃，加热熔融，然后再升温至755℃，将金属镁和稀土加入其中，加热搅拌20min；
2)向合金铝液中添加铈基稀土变质剂，保温搅拌10min，取样分析，调整成分，然后采用六氯乙烷除气10min；
3)除气完成后静置3-5min，然后向合金铝液面依次喷洒强化剂和除渣剂，扒渣，添加铈基稀土变质剂二次细化，再次取样分、调整；
4)调节温度为735-738℃，出炉浇注，得铝合金铸件粗品；
5)将铝合金铸件粗品进行固溶、时效处理，即得节能防腐铝合金电力线夹。
实施例5:
一种节能防腐铝合金电力线夹，包括以下百分含量元素制成：铁1％、硅0.65％、锰0.05％、镁0.65％、铜0.6％、钛0.06％、硼0.07％、铬0.08％、稀土0.15％、镍≤0.01％、碳≤0.03％、余量为铝和不可避免的杂质。其中，稀土为质量比1：0.7:0.3的铈、钇、钐组合物。
节能防腐铝合金电力线夹的制备方法，步骤如下：
1)将工业用纯铝加入中频熔炼炉或电阻炉内，加热至720℃后向其中依次加入电解铜、金属锰，搅拌熔炼完全，然后将钛铝合金、硅铝合金、硼砂、氮化铬铁加入其中，升温至735℃，加热熔融，然后再升温至755℃，将金属镁和稀土加入其中，加热搅拌30min；
2)向合金铝液中添加钇基稀土变质剂，保温搅拌5min，取样分析，调整成分，然后采用六氯乙烷除气10min；
3)除气完成后静置3-5min，然后向合金铝液面依次喷洒强化剂和除渣剂，扒渣，添加钇基稀土变质剂二次细化，再次取样分、调整；
4)调节温度为735-738℃，出炉浇注，得铝合金铸件粗品；
5)将铝合金铸件粗品进行固溶、时效处理，即得节能防腐铝合金电力线夹。
实施例6:
一种节能防腐铝合金电力线夹，包括以下百分含量元素制成：铁0.85％、硅0.6％、锰0.04％、镁0.75％、铜0.5％、钛0.08％、硼0.07％、铬0.1％、稀土0.12％、镍≤0.01％、碳≤0.03％、余量为铝和不可避免的杂质。其中，稀土为质量比1：0.3:0.2的铈、钇、钐组合物。
节能防腐铝合金电力线夹的制备方法，步骤如下：
1)将工业用纯铝加入中频熔炼炉或电阻炉内，加热至720℃后向其中依次加入电解铜、金属锰，搅拌熔炼完全，然后将钛铝合金、硅铝合金、硼砂、氮化铬铁加入其中，升温至730℃，加热熔融，然后再升温至755℃，将金属镁和稀土加入其中，加热搅拌30min；
2)向合金铝液中添加铈基稀土变质剂，保温搅拌15min，取样分析，调整成分，然后采用六氯乙烷除气5min；
3)除气完成后静置3-5min，然后向合金铝液面依次喷洒强化剂和除渣剂，扒渣，添加铈基稀土变质剂二次细化，再次取样分、调整；
4)调节温度为735-738℃，出炉浇注，得铝合金铸件粗品；
5)将铝合金铸件粗品进行固溶、时效处理，即得节能防腐铝合金电力线夹。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。