本发明涉及电线电缆导体技术领域，具体涉及一种用于电线电缆的合金材料及其制备方法。
背景技术：
目前电缆导体大部分采用铜导线，由于铜资源紧张，铜价居高不下，铜导体占铜缆线成本的约70％，制造铜电缆的成本太大，但使用纯铝，长期运行或电流过载后发生较大的蠕变，导致接触电阻太大，易引起事故，且弯曲性能不好，易开裂或折断，同样易引发事故。
目前广泛使用的铝合金电线电缆的导电率为61％iacs，如果铝合金电线电缆的导电率能从61％iacs升高到62％iacs及以上时，则线路的损耗可以减少1.5％以上，这对于我国这样一个能耗大国来说，对能源的节约则是相当客观的，因此，开发研制新型的高强高导电率铝合金导体材料并加以推广应用将具有很大的社会和经济意义。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于电线电缆的合金材料及其制备方法，该种合金材料性能优良，具有良好的耐腐蚀性能，力学性能及导电性能，应用范围广，使用寿命长，具有广阔的市场前景。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种用于电线电缆的合金材料，包括以下按重量份计的单质原料制成：al80-120份、si2.5-3.5份、cu1.2-1.6份、fe0.8-1.2份、mg0.6-1.0份、p0.001-0.005份、ca0.2-0.6份、b0.1-0.5份、ni0.4-0.8份、co0.5-0.9份、mn0.3-0.7份、ti0.4-0.8份、ce0.2-0.6份和nb0.08-0.12份。
进一步地，该合金材料包括以下按重量份计的单质原料制成：al100份、si3.0份、cu1.4份、fe1.0份、mg0.8份、p0.003份、ca0.4份、b0.3份、ni0.6份、co0.7份、mn0.5份、ti0.6份、ce0.4份和nb0.10份。
上述的一种用于电线电缆的合金材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份配比称取原料单质备用；
(2)对原料单质进行如下的四阶段熔炼处理；
阶段一：将原料单质al输送至熔炼炉中，以10-20℃/min的升温速率将炉温升至660-680℃，保温20-30min，得熔融铝液；
阶段二：将原料单质si、cu、fe、mg、p、ca和b加入到熔融铝液中，以10-20℃/min的升温速率将炉温升至1520-1580℃，保温40-60min，得合金熔液a；
阶段三：将原料单质ni、co、mn、ti、ce和nb加入到合金熔液a中，以4-8℃/min的升温速率将炉温升至1620-1710℃，保温25-35min，得合金熔液b；
阶段四：待炉温降至1240-1320℃，充分搅拌至熔清，加入精炼剂精炼1-2h，精炼后进行扒渣，得合金熔液c；
(3)将合金熔液c浇注至预热的圆柱形模具中，得圆柱形铸锭；
(4)对所述圆柱形铸锭进行均匀化退火处理；
(5)将退火处理后的圆柱形铸锭加热至750-850℃，保温1-2小时后，采用多道次小变形量的方法，将铸锭制成直径为1-4mm的合金线材；
(6)将合金线材输送至热处理炉中进行热处理，热处理温度为480℃-520℃，时间为2-4h；
(7)将热处理后的合金线材随炉冷却至38-48℃即可。
进一步地，在步骤(2)中，所述熔炼炉内充有氮气或者氩气作为熔炼保护气体。
优选地，在步骤(2)中，所述精炼剂为nacl、kcl和na3alf6组成的混合物。
进一步地，在步骤(3)中，所述模具的预热温度为500-700℃。
进一步地，在步骤(3)中，浇注完毕后对所述圆柱形铸锭进行打磨及表面除杂。
进一步地，在步骤(4)中，所述均匀化退火处理温度为520-580℃，保温时间为40-60min。
本发明具有如下的有益效果：本发明通过对铝合金电线的化学组份含量及制备工艺及参数的改进使得成品铝合金电线性能增强，改善了拉制过程中应力作用对导体组织结构的不利影响，使其导电率达到64.1％iacs以上、抗拉强度和延伸率分别达到185mpa和15％以上；
(1)本发明在实施中将铝合金电线中fe的含量控制在2.5-3.5％，提高了成品铝合金电线的力学强度(抗拉强度和屈服强度)，同时还提高了铝合金电线的抗蠕变性和热稳定性，而过多会对铝合金的导电性能造成影响；
(2)本发明在实施中将铝合金电线中mg的含量控制在0.6-1.0％及si的含量控制在0.6-1.0％，提高了成品铝合金电线的力学强度(抗拉强度和屈服强度)，同时镁能提高合金的耐腐蚀性能，镁还能够与适量硅元素形成硅镁化合物，进一步增加铝合金的强度，镁的过多加入会影响铝合金的导电率，但当镁的含量低于0.005％时，合金导线的耐弯曲性能变差；
(3)本发明在实施中将铝合金电线中nb的含量控制在0.08-0.12％，提高了成品铝合金电线的耐高温性、抗腐蚀性及力学强度，而过多会对铝合金的导电性能造成影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种用于电线电缆的合金材料，称取以下单质原料备用：al80kg、si2.5kg、cu1.2kg、fe0.8kg、mg0.6kg、p0.001kg、ca0.2kg、b0.1kg、ni0.4kg、co0.5kg、mn0.3kg、ti0.4kg、ce0.2kg和nb0.08kg。
上述的一种用于电线电缆的合金材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)对原料单质进行如下的四阶段熔炼处理；
阶段一：将原料单质al输送至熔炼炉中，且熔炼炉内充有氮气作为熔炼保护气体，随后以10℃/min的升温速率将炉温升至660℃，保温20min，得熔融铝液；
阶段二：将原料单质si、cu、fe、mg、p、ca和b加入到熔融铝液中，以10℃/min的升温速率将炉温升至1520℃，保温40min，得合金熔液a；
阶段三：将原料单质ni、co、mn、ti、ce和nb加入到合金熔液a中，以4℃/min的升温速率将炉温升至1620℃，保温25min，得合金熔液b；
阶段四：待炉温降至1240℃，充分搅拌至熔清，加入精炼剂精炼1h，精炼后进行扒渣，得合金熔液c；
上述精炼剂为nacl、kcl和na3alf6组成的混合物，且三者之间的质量比为1:1:2；
(2)再将合金熔液c浇注至预热温度为500℃的圆柱形模具中，得圆柱形铸锭，浇注完毕后对所述圆柱形铸锭进行打磨及车削掉其表面的杂质；
(3)之后对所述圆柱形铸锭进行均匀化退火处理，且均匀化退火处理温度控制在520℃，保温时间设定为40min；
(4)然后将退火处理后的圆柱形铸锭加热至750℃，保温1小时后，采用多道次小变形量的方法，将铸锭制成直径为1mm的合金线材；
(5)接着将合金线材输送至热处理炉中进行热处理，热处理温度控制在480℃℃，时间设定为2h；
(6)最后将热处理后的合金线材随炉冷却至38℃即制得本发明的用于电线电缆的合金材料。
实施例2
一种用于电线电缆的合金材料，称取以下单质原料备用：al100kg、si3.0kg、cu1.4kg、fe1.0kg、mg0.8kg、p0.003kg、ca0.4kg、b0.3kg、ni0.6kg、co0.7kg、mn0.5kg、ti0.6kg、ce0.4kg和nb0.10kg。
上述的一种用于电线电缆的合金材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)对原料单质进行如下的四阶段熔炼处理；
阶段一：将原料单质al输送至熔炼炉中，且熔炼炉内充有氩气作为熔炼保护气体，随后以15℃/min的升温速率将炉温升至670℃，保温25min，得熔融铝液；
阶段二：将原料单质si、cu、fe、mg、p、ca和b加入到熔融铝液中，以15℃/min的升温速率将炉温升至1550℃，保温50min，得合金熔液a；
阶段三：将原料单质ni、co、mn、ti、ce和nb加入到合金熔液a中，以6℃/min的升温速率将炉温升至1620-1710℃，保温30min，得合金熔液b；
阶段四：待炉温降至1280℃，充分搅拌至熔清，加入精炼剂精炼1.5h，精炼后进行扒渣，得合金熔液c；
上述精炼剂为nacl、kcl和na3alf6组成的混合物，且三者之间的质量比为1:1:1；
(2)再将合金熔液c浇注至预热温度为600℃的圆柱形模具中，得圆柱形铸锭，浇注完毕后对所述圆柱形铸锭进行打磨及车削掉其表面的杂质；
(3)之后对所述圆柱形铸锭进行均匀化退火处理，且均匀化退火处理温度控制在550℃，保温时间设定为50min；
(4)然后将退火处理后的圆柱形铸锭加热至800℃，保温1.5小时后，采用多道次小变形量的方法，将铸锭制成直径为2mm的合金线材；
(5)接着将合金线材输送至热处理炉中进行热处理，热处理温度控制在500℃，时间设定为3h；
(6)最后将热处理后的合金线材随炉冷却至38-48℃即制得本发明的用于电线电缆的合金材料。
实施例3
一种用于电线电缆的合金材料，称取以下单质原料备用：al120kg、si3.5kg、cu1.6kg、fe1.2kg、mg1.0kg、p0.005kg、ca0.6kg、b0.5kg、ni0.8kg、co0.9kg、mn0.7kg、ti0.8kg、ce0.6kg和nb0.12kg。
上述的一种用于电线电缆的合金材料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)对原料单质进行如下的四阶段熔炼处理；
阶段一：将原料单质al输送至熔炼炉中，且熔炼炉内充有氮气作为熔炼保护气体，随后以20℃/min的升温速率将炉温升至680℃，保温30min，得熔融铝液；
阶段二：将原料单质si、cu、fe、mg、p、ca和b加入到熔融铝液中，以20℃/min的升温速率将炉温升至1580℃，保温60min，得合金熔液a；
阶段三：将原料单质ni、co、mn、ti、ce和nb加入到合金熔液a中，以8℃/min的升温速率将炉温升至1710℃，保温35min，得合金熔液b；
阶段四：待炉温降至1320℃，充分搅拌至熔清，加入精炼剂精炼2h，精炼后进行扒渣，得合金熔液c；
上述精炼剂为nacl、kcl和na3alf6组成的混合物，，且三者之间的质量比为2:2:1；
(2)再将合金熔液c浇注至预热温度为700℃的圆柱形模具中，得圆柱形铸锭，浇注完毕后对所述圆柱形铸锭进行打磨及车削掉其表面的杂质；
(3)之后对所述圆柱形铸锭进行均匀化退火处理，且均匀化退火处理温度控制在580℃，保温时间设定为60min；
(4)然后将退火处理后的圆柱形铸锭加热至850℃，保温2小时后，采用多道次小变形量的方法，将铸锭制成直径为4mm的合金线材；
(5)接着将合金线材输送至热处理炉中进行热处理，热处理温度控制在520℃，时间设定为4h；
(6)最后将热处理后的合金线材随炉冷却至48℃即制得本发明的用于电线电缆的合金材料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。