一种加铁的轻质高导耐热铝导线及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种加铁的轻质高导耐热铝导线及其制备工艺，属于电工材料技术领域。该铝导线主要由铝、硼、锆、铁、镧和不可避免的杂质元素组成，其制备流程是：将工业纯铝熔化，然后向熔体中加入硼、锆、铁、镧的中间合金，经搅拌、精炼、炉前成分快速分析、成分调整、静置、扒渣、快速冷却铸造获得铝合金坯料，再进行铸坯退火、挤压、拉拔获得铝合金单丝。所获导线密度小于等于2.714g/cm3，电导率大于等于62％IACS，短时耐热温度高达230℃，长期耐热温度高达210℃，抗拉强度大于等于170MPa。具有显著的经济效益和节能环保意义。
【专利说明】
一种加铁的轻质高导耐热铝导线及其制备工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电线电缆用铝导线，具体是指一种架空供电输变线路所使用的加 铁的轻质高导耐热铝导线及其制备工艺，属于电工材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，我国城乡供电输变线路所使用的耐热导线，长期运行温度一般不超过180 °C，电导率在61%IACS及以下，线损较大。根据我国国民经济发展及能源互联的要求，高压 化、大容量化、远距离化成为输电线路的发展方向。为了节约紧张的走廊资源、减少线路建 设成本、降低输送线损，对输电导线提出了很高的要求，既要有高电导率，又要有良好的耐 热性能和抗弧垂特性。
[0003]通常，电导率与耐热性及强度存在此消彼长的关系，微合金化是提高铝导体耐热 性和强度的有效途径，但是，会对导电性能产生不利的影响。纯度为99.99%的高纯铝在20 °C的电导率为64.94 % IACS，密度为2.7g/cm3，强度仅为80~lOOMPa，再结晶温度为150 °C左 右。6021合金添加了0.6~0.9￥1:.%]\^、0.5~0.9￥1:.%3;[、0.5￥1:.%卩6、0.1￥1:.%011、 0. lwt. % Zn等合金元素，是常用的高强度电工铝，抗拉强度可达到295~325MPa，但是，其20 °(：时的导电率仅为52.5~55%1405。因此，开发具有高导电率、良好耐热性能、比强度高的 低成本导线，成为业内亟需解决的技术难题。
[0004] 中国专利CN 102230113A公开了一种耐热铝合金导体材料及其制备工艺，采用锆、 饵复合微合金化，获得的铝导体材料，其电导率介于59.5~60.5 % IACS之间，长期耐热温度 为180°C，抗拉强度低于160MPa。中国专利CN 102965550A公开了一种高强高导耐热铝导体 材料及其制备工艺，采用锆、铥、铁复合微合金化，运用等温析出退火工艺，得到了细小颗粒 状的Al(Tm，Fe)相和弥散分布的Al 3(Tm，Zr)壳核结构相，大幅提高了铝导体材料的耐热性 和强度，制备的铝导体材料的长期耐热温度达到了 210°C，抗拉强度在185MPa以上，但是，导 电率最大值只有60.8% IACS。中国专利CN 102758107A公开了一种高强高导耐热铝合金导 线及其制备工艺，加入了6种合金元素，其中稀土元素有3种之多，加入了较高含量的锆元 素，为0.15%~0.60%，其退火时间长达30~50小时，制备的铝导体材料经得起280°C加热1 小时考核运行，但是，其抗拉强度低于等于160MPa，电导率低于等于61.8 % IACS，长时耐热 温度只有180°C。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种组分配比合理、生产流程短、 工艺简单、生产成本低的轻质高导耐热铝导线及制备工艺。本发明通过微量添加对导电率 损害较小的合金元素及合理的工艺，产生净化、变质、细化和弥散强化作用，相对于99.99% 的高纯铝，在电导率下降很少的前提下，大幅提高了导线的耐热性和比强度。此外，本发明 利用硼对含铁相的变质作用和挤压对粗大含铁相的破碎作用，在降低控铁成本的同时发挥 了铁对铝合金综合性能的有益作用。
[0006] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线，包括下述组分，按质量百分比组成：
[0007] B 0.04~O.lOwt.%，
[0008] Zr 0.10~0.15wt.%，
[0009] Fe 0.10~0.20wt.%，
[0010] La 0.05~0.30wt.%，
[0011] 不可避免钛、钒、铬、锰的含量总和小于O.Olwt. %，铝为余量；
[0012] 优选合金组分中B含量为0.045~0.09 5wt. %，更优选的B含量为0.055~ 0 ? 08wt ? % 〇
[0013] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，是按设计的合金组分配比分 别选取工业纯铝及铝硼、铝锆、铝铁、铝镧中间合金，在740~780°C熔化工业纯铝后，加入中 间合金，待中间合金完全熔化后，让熔体在720 °C~740 °C保温，经搅拌、精炼、炉前成分快速 分析、成分调整、静置、扒渣后，在700~720°C进行快速冷却铸造，然后对坯料进行退火、挤 压、拉拔，获得铝合金单丝。
[0014] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，所述铸造可通过普通铸造或 半连续铸造获得锭坯;或通过连续铸造获得杆坯。
[0015] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，铸造时，铸锭以20-300°C/s 的速度冷却至室温。
[0016] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，铸造时采用水冷铸造。
[0017] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，所述坯料的退火工艺为：退 火温度为480°C~500°C，保温2-10h后随炉冷却。
[0018] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，所述挤压方式可根据生产线 设备配置进行变换，既可采用加热的锭坯进行常规热挤压，也可采用室温杆坯进行连续挤 压，所述挤压温度为300~450 °C。
[0019] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，热挤压或室温连续挤压的挤 压比大于等于80,挤压总变形量大于等于80%。
[0020] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，所述拉拔采用挤压杆料进行 多道次冷拉拔，可根据实际需要确定拉拔坯料直径，特别是可根据服役强度要求确定所用 坯料直径，并通过不同的拉拨变形量来调控单丝的强度。
[0021] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，挤压后进行多道次拉拨，道 次延伸系数为1.2~1.5，累计总延伸系数为5.5~10.5，可采用普通润滑油或乳浊液进行润 滑，乳浊液还可起冷却作用，以使铝丝的温度不超过180°C。
[0022] 本发明一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，所制备的导线，密度小于等 于2.714g/cm3,在20°C的电导率大于62%IACS，长期耐热温度高达210°C，230°C退火1小时 后的强度残存率大于91%，抗拉强度大于等于170MPa。
[0023] 综上所述，本发明加入的合金化元素数目少、含量低，通过铝、硼、锆、镧、铁元素的 合理配比，以及利用快速冷却铸造、铸坯的高温短时退火、大变形程度的挤压，协同产生净 化、变质、细化及强化作用，特别是铸坯退火析出的弥散强化相对提高导线的耐热性具有很 好的效果。本发明制备出的导线密度与纯铝的密度比较接近(〈2.715g/cm 3)，电导率保持在 62%1六05以上，抗拉强度在17010^以上，长期耐热温度高达210°(：，短时耐热温度高达230 °c。本发明还具有生产流程短、工艺简单且要求较低、生产成本较低的优势，制备出的铝合 金导线能够满足远距离、大容量输电线路的高导、高耐热、高比强度的要求。
[0024] 本发明的原理和优势
[0025] 金属中的自由电子在外加电场作用下发生定向运动形成电流，而晶格场周期性的 异常点（或不规则点)会阻碍电子的定向运动并对电子波产生散射作用。金属材料的导电性 跟自由电子的平均自由程(相邻异常点间距的平均值)紧密相关，自由电子的平均自由程越 小，材料电导率越低。金属中的杂质元素、固溶原子以及晶体缺陷都会导致晶格场局部偏 离其周期性位置，缩短自由电子的平均自由程，从而导致金属电导率的降低。工业纯铝中不 可避免的杂质元素钛、钒、铬、锰、硅、铁等对导电性影响较大，特别是较高含量的杂质元素 固溶于铝基体时，会大幅降低铝导体的电导率。固溶原子导致晶格畸变而破坏纯金属库仑 势场的周期性，并成为对导电电子的散射中心，少量固溶于铝基体中的锆元素便会显著降 低合金的导电性能，固溶原子摩尔浓度越大，相邻散射中心间的距离越小，电子的平均自由 程越小，电导率越低。因此，旨在提高铝导体耐热性和强度的微合金化，特别是当合金组分 及配比设计不当时，会对导电性能产生非常不利的影响。
[0026] 通常把铁元素定义为铝合金的有害杂质元素，应加以去除。这是因为铁在铸造过 程中倾向于在晶界析出连续网状分布的骨骼相，当铁含量较高时会出现层片状或针状含铁 相，对合金的强度及韧性产生极为不利的影响，这些连续网状的含铁相难以通过热处理消 除，同时还会对合金的加工性能产生不利影响。通过加入变质剂和采用适当的熔炼、铸造、 塑性变形工艺可以改变含铁相的形态和分布，使含铁相以细小颗粒状分布于铝基体中，可 以起到有效阻碍位错和晶界移动的作用，从而使合金具有较高的强度和耐热性，且对导电 性能影响不大。
[0027]本发明添加较高含量的硼（>0.04wt. %)，除起净化基体的精炼作用外，主要用作 变质作用。本发明硼的精炼作用主要体现在与钛、钒、铬、锰等杂质元素反应，生成比重较大 的化合物沉入炉底变成炉渣被排出，从而有效净化合金基体。本发明硼的变质作用主要体 现在改善含铁相的形态及分布状况，既可提高合金的综合性能，还可降低对原料纯度的要 求及控铁成本，可谓一举多得。发明人发现:硼含量不足或过量均达不到有效提高导电性能 的目标。当硼含量为〇.〇35wt. %时，如图3(a)和图3(b)所示，铝铁相基本以骨骼状连续分布 在晶界或形成层片状共晶组织，对应导线的电导率只有59.5%IACS;当硼含量为0.04wt.% 时，如图3(c)和图3(d)所示，合金中出现少量不连续的短条状或点状铝铁相，但仍有较多铝 铁相以连续网状存在；当硼含量增加到O.lwt. %时，有效抑制了网状及层片状铝铁相的形 成，如图3(e)和图3(f)所示，铝铁相主要以不连续的条状或点状存在，从而使铝导线的导电 性能、强度和热稳定性得到不同程度的改善；当硼含量为〇.12wt. %时，如图3(g)和图3(h) 所示，合金中出现了很多粗大的铝硼相，对应导线的电导率只有60.2%IACS。
[0028]相比专利CN 102758107A，本发明添加的锆元素含量相对较小，弱化了锆对合金导 电性能的不利影响，同时，熔体的快速凝固可抑制粗大初生Al3Zr粒子形成，使锆主要以亚 稳定的过饱和固溶态存在，并在后续退火过程中析出大量细小弥散分布且与基体共格的 Al 3Zr粒子，从而大大提升合金的耐热性和强度。
[0029]本发明添加的镧元素可能产生3个作用，一是除气、除杂的精炼作用，通过降低熔 体中的氢含量和杂质含量来提升合金的导电性能，二是通过细化晶粒和枝晶组织来提高铸 坯的强韧性，三是退火时形成细小的Al3(Zr，La)复合相，起阻碍晶界和亚晶界长大及位错 迀移的作用，从而强化合金并提高其耐热性能。
[0030] 本发明采用铸造、退火、挤压、拉拨的制备工艺，能够区别其他铝导线的连铸连乳 工艺，具有生产流程短、工艺简单灵活的优势，制备的导线在保证较高导电率的前提下，具 有较好的耐热性和比强度。本发明的快速冷却铸造有一定抑制粗大铝锆、铝铁初生相形成 的作用，使铸坯具有较高过饱和固溶度，为后续退火过程析出细小弥散分布的第二相粒子 提供驱动力。本发明的铸坯高温短时退火，主要作用是析出细小弥散分布的Al 3Zr等含锆第 二相粒子，次要作用是适当消除坯料的成分偏析、组织偏析及铸造应力，从而改善铸造组织 和加工性能，此外，相对铝合金的均匀化退火时间及已公开专利的退火时间，本发明的退火 时间较短，具有节能降耗优势。本发明采用挤压进行塑性变形，具有生产灵活、工艺简单的 优势，既可采用锭坯一次挤压成线杆，也可采用连续铸造的杆坯连续挤压成较小直径的成 卷线坯，相比乳制变形，具有更大的变形程度和更强烈的三向压应力状态，可大大改善铸造 组织和提高后续加工性能，特别是对晶界处的粗大脆性铝铁相有一定的破碎作用。本发明 采用挤压杆料进行多道次冷拉拔获得铝合金单丝，可根据实际需要确定杆料直径，特别是 可根据服役强度要求确定所用杆料直径，并通过不同拉拨变形量来调控单丝的强度。
[0031] 综上所述，本发明通过铝、硼、锆、镧、铁元素的合理配比，并利用快速冷却铸造、铸 坯的高温短时退火、大变形量的挤压，协同产生净化、变质、细化及强韧化作用。本发明生产 流程短、工艺简单灵活且要求较低，加入的合金化元素数目少、含量低，节省了昂贵稀土元 素的用量，对原材料杂质含量和铸坯质量没有严格要求，能源消耗也不高，因此，还具有生 产成本较低的优势。制备出的导线在20 °C的电导率大于等于62 % IACS，长期耐热温度高达 210°C，短时耐热温度高达230°C，抗拉强度在170MPa以上，密度（< 2.714g/cm3)与纯铝的 密度2.7g/cm3比较接近（< 2.714g/cm3)，能够满足远距离、大容量输电线路的要求，其高电 导率可使输电线路容量提高和输送线损降低，其良好的耐热性可使线路的安全稳定性和服 役寿命提高，其高比强度可使导线的抗弧垂特性提高和输电线路塔杆间距增加，具有显著 的经济效益和节能环保意义。
【附图说明】
[0032 ]附图1为实施例1炉渣的微观组织形貌；
[0033]附图2为附图1中质点的能谱分析结果。
[0034]附图3 (a)为对比例1合金的SEM照片；
[0035]附图3(b)为附图3(a)中第二相的能谱分析结果；
[0036]附图3 (c)为实施例1合金的SEM照片；
[0037]附图3(d)为附图3(c)中第二相的能谱分析结果；
[0038]附图3 (e)为实施例3合金的SEM照片；
[0039] 附图3(f)为附图3(e)中第二相的能谱分析结果；
[0040] 附图3 (g)为对比例2合金的SEM照片；
[0041] 附图3(h)为附图3(g)中第二相的能谱分析结果。
[0042] 附图4(a)为实施例1合金铸态组织的金相照片；
[0043] 附图4(b)为实施例3合金铸态组织的金相照片。
[0044] 附图5 (a)为实施例3合金TEM照片，其中有第二相钉扎位错；
[0045] 附图5(b)为实施例3合金TEM照片，其中有第二相钉扎晶界。
[0046] 附图6~附图9为本发明实施例3所制备的04铝导线的性能检测报告。
[0047] 图1中白色的第二相为铝铁相，同时基体中还存在一种四周较暗、中间亮白的粒子 (如箭头所示），图2的能谱分析表明该粒子为含铝、硼、钛、钒的相，说明钛、钒等杂质元素可 以与硼元素反应形成化合物，在熔炼时以炉渣的形式排除，因而提高了合金的电导率。 [0048]由图3(a)和图3(b)可以看出，当硼含量为0.035wt. %，合金中的铝铁相主要以连 续骨骼状存在，并且存在层片状共晶组织；由图3(c)和图3(d)可以看出，硼含量为 0.04wt. %时，铝铁相部分呈不连续的短条状或点状，如图3(c)箭头所指；由图3(e)和图3 (f)可以看出，硼添加量增加到O.lwt. %时，合金中的铝铁相主要以不连续的条状或点状形 式存在；由图3(g)和图3(h)可以看出，当棚含直为0.12wt. %时，合金中出现了大直粗大错 硼相。
[0049] 由图4(a)和图4(b)所示铸态组织照片可知，实施例1加入的镧元素含量较少，合金 晶粒较粗大，存在较多粗大枝晶组织，实施例3加入的镧元素含量较多，晶粒形状等轴化，且 晶粒得到明显细化。
[0050] 由图5(a)可以看出，合金基体中析出了大量弥散分布的第二相钉扎位错，由图5 (b)可以看出，第二相钉扎、阻碍晶界移动。
[0051 ]由图6~图9可知，本发明所制备的铝导线在20 °C的电导率达到了 62 % IACS，短期 耐热温度达到230°C (230°C保温lh抗拉强度残留率达到91 % )，抗拉强度为170MPa，可作为 本发明先进性、优越性的有力支撑证明。
【具体实施方式】
[0052] 对比例1
[0053] 以纯度大于99.7%的工业纯铝锭、Al-2.5%B中间合金、Al-11.34%Zr中间合金、 Al-31.48%La中间合金、Al-9.33%Fe中间合金为原料，先将工业纯铝在760°C熔化，然后加 入铝硼、铝锆、铝镧、铝铁中间合金，使各元素的质量百分比为：硼为〇.〇35wt. %，锆为 0.10wt. %，镧为0.09wt. %，铁为0.10wt. %。待中间合金完全熔化后，将熔体温度降至740 °C保温，然后经搅拌、精炼、炉前成分快速分析、成分调整、静置、扒渣，通过快速冷却铸造获 得过饱和固溶的铝合金铸坯。坯料在480°C退火10h后随炉冷却，再在400°C进行热挤压，挤 压比为89.7、挤压变形量为98.7%，得到〇9.5的圆铝杆，经多道次拉拔获得〇4.0mm的铝合 金单丝。对单丝进行性能测试，结果如表1所示。
[0054]表1对比例1铝单丝的综合性能指标
[0056] 实施例1
[0057] 以纯度大于99.7%的工业纯铝锭、Al-2.5%B中间合金、Al-11.34%Zr中间合金、 Al-31.48%La中间合金、Al-9.33%Fe中间合金为原料，先将工业纯铝在760°C熔化，然后加 入铝硼、铝锆、铝镧、铝铁中间合金，使各元素的质量百分比为：硼为0.04wt. %，锆为 0.10wt. %，镧为0.09wt. %，铁为0.10wt. %。待中间合金完全熔化后，将熔体温度降至740 °C保温，经搅拌、精炼、炉前成分快速分析、成分调整、静置、扒渣，再通过快速冷却铸造获得 过饱和固溶的铝合金铸坯。坯料在480°C退火10h后随炉冷却，再在400°C进行热挤压，挤压 比为89.7、挤压变形量为98.7%，得到〇 9.5的圆铝杆，经多道次拉拔获得〇4.0mm的铝合金 单丝。对单丝进行性能测试，结果如表2所示，相对于对比例1，导电率、抗拉强度和耐热性均 得到提升。
[0058]表2实施例1错单丝的综合性能指标
[0060] 实施例2
[0061 ] 以纯度大于99.7%的工业纯铝锭、Al-2.5%B中间合金、Al-11.34%Zr中间合金、 Al-31.48%La中间合金、Al-9.33%Fe中间合金为原料，先将工业纯铝在760°C熔化，然后加 入铝硼、铝锆、铝镧、铝铁中间合金，使各元素的质量百分比为：硼为0.07wt. %，锆为 0.15wt. %，镧为0.19wt. %，铁为0.20wt. %。待中间合金完全熔化后，将熔体温度降至740 °C保温，经搅拌、精炼、炉前成分快速分析、成分调整、静置、扒渣，再通过快速冷却铸造获得 过饱和固溶的铝合金铸坯。坯料在490°C退火8h后随炉冷却，再在400°C进行热挤压，挤压比 为89.7、挤压变形量为98.7 %，得到〇 9.5的圆铝杆，并经多道次拉拔获得〇 4.0mm的铝合金 单丝。对单丝进行性能测试，结果如表3所示。
[0062]表3实施例2铝单丝的综合性能指标
[0064] 实施例3
[0065] 以纯度大于99.7%的工业纯铝锭、Al-2.5%B中间合金、Al-11.34%Zr中间合金、 Al-31.48%La中间合金、Al-9.33%Fe中间合金为原料，先将工业纯铝在760°C熔化，然后加 入铝硼、铝锆、铝镧、铝铁中间合金，使各元素的质量百分比为：硼为〇.〇95wt. %，锆为 0.15wt. %，镧为0.29wt. %，铁为0.20wt. %。待中间合金完全熔化后，将熔体温度降至740 °C保温，经搅拌、精炼、炉前成分快速分析、成分调整、静置、扒渣，再利用快速冷却铸造获得 过饱和固溶的铝合金铸坯。坯料在500°C退火2h后随炉冷却，再在400°C进行热挤压，挤压比 为89.7、挤压变形量为98.7 %，得到〇 9.5的圆铝杆，并经多道次拉拔获得〇 4.0mm的铝合金 单丝。对单丝进行性能测试，结果如表4所示。
[0066]表4实施例3错单丝的综合性能指标
[0068] 对比例2
[0069] 以纯度大于99?7%的工业纯铝锭、Al-2?5%B中间合金、Al-ll?34%Zr中间合金、 八1-31.48%1^中间合金）1-9.33%?6中间合金为原料，以纯度大于99.7%的工业纯铝锭、 A1-2.5%B中间合金、Al-11.34%Zr中间合金、Al-31.48%La中间合金、Al-9.33%Fe中间合 金为原料，先将工业纯铝在780°C熔化，然后加入铝硼、铝锆、铝镧、铝铁中间合金，使各元素 的质量百分比为：硼为〇. 12wt. %，锆为0.15wt. %，镧为0.29wt. %，铁为0.20wt. %。待中间 合金完全熔化后，将熔体温度降至740°C保温，经搅拌、精炼、炉前成分快速分析、成分调整、 静置、扒渣，再通过快速冷却铸造获得过饱和固溶的铝合金锭坯。坯料在500 °C退火2h后随 炉冷却，再在400 °C进行热挤压，挤压比为89.7、挤压变形量为98.7 %，得到〇 9.5的圆铝杆， 并经多道次拉拔获得〇 4.0mm的铝合金单丝。对单丝进行性能测试，结果如表5所示。
[0070]表5对比例2铝单丝的综合性能指标
[0072]对比例1的硼含量为0.035wt.%，由附图3(a)、图3(b)可以看出，合金中的第二相 主要以连续骨骼状存在，相应电导率为59.5 % IACS，实施例1的硼含量为0.04wt. %，由附图 3(c)、图3(d)可以看出，合金中的部分第二相呈现不连续的短条状或点状（如图中箭头所 示），相应电导率为62.1%IACS，表明只有当硼的加入量达到一定值后，才会对提高电导率 产生明显作用。实施例3的硼含量为0.095wt. %，由附图3(g)和图3(h)可以看出，合金中的 铝铁相主要以不连续的条状或点状形式存在，相应电导率为62%IACS，对比例2的硼含量达 到0.12wt. %，由附图3(g)和图3(h)可以看出，合金中生成了较多粗大的铝硼相，相应电导 率为60.2% IACS，表明硼的加入量过高反而使电导率降低。
[0073]综上所述，本发明3个实施例得到的铝合金导线密度均小于等于2.714g/cm3,在20 °(：常温下导电率大于等于62%IACS，短时耐热温度高达230°C(230°C退火1小时的强度残存 率大于90% )，长期耐热温度高达210°C(210°C退火400小时的强度残存率大于90% )。对比 例1除了加入的硼元素较少外，其他组分与实施例1相同，对比例2除了加入的硼含量较高 外，其他组分与实施例3相同，但是，2个对比例的电导率均低于61 % IACS，且对比例1在230 °C退火1小时的强度残存率仅为86.5%，在210°C退火400小时的强度残存率仅为87.1%。
【主权项】
1. 一种加铁的轻质高导耐热铝导线，包括下述组分，按质量百分比组成： B 0.04~O.lOwt.%， Zr 0.10~0.15wt·%， Fe 0.10~0.20wt·%， La 0.05~0.30wt.%， 不可避免钛、钒、铬、锰的含量总和小于O.Olwt.%，铝为余量。2. 根据权利要求1所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线，包括下述组分，按质量百分 比组成： B 0.045~0.095wt·%， Zr 0.10~0.15wt·%， Fe 0.10~0.20wt·%， La 0.05~0.30wt.%， 不可避免钛、钒、铬、锰的含量总和小于O.Olwt.%，铝为余量。3. 根据权利要求1或2所述轻质高导耐热铝导线，其特征还在于，导线密度小于等于 2.7148/〇11 3，在20°(：的电导率大于62%1405，短时耐热温度高达230°(：，长期耐热温度高达 210°C，抗拉强度大于等于170MPa。4. 一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，是按设计的材料组分配比分别选取工 业纯铝及铝硼、铝锆、铝铁、铝镧中间合金，在740~780°C熔化工业纯铝，然后加入中间合 金，经精炼和快速冷却铸造得到铸坯，再对坯料进行退火、挤压、拉拔，获得铝合金单丝。5. 根据权利要求4所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，其特征在于:铸 造采用普通铸造或半连续铸造方式获得锭坯;或采用连续铸造方式获得杆坯。6. 根据权利要求4所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，其特征在于:铸 造时，铸锭以20-300 °C /s的速度冷却至室温。7. 根据权利要求6所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，其特征在于:铸 造时采用水冷铸造。8. 根据权利要求5所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，其特征在于:锭 坯或杆坯的退火温度为480 °C~500 °C，保温2-1 Oh后随炉冷却。9. 根据权利要求5所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，其特征在于:锭 坯进行热挤压，热挤压温度为300~450°C ;杆坯进行室温连续挤压。10. 根据权利要求9所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，其特征在于： 热挤压或室温连续挤压的挤压比大于等于80,挤压总变形量大于等于80%。11. 根据权利要求4-10任意一项所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺， 其特征在于:挤压后进行多道次拉拨，道次延伸系数为1.2~1.5，累计总延伸系数为5.5~ 10.5，拉拨时，采用普通润滑油或乳浊液进行润滑、冷却，控制铝丝的温度小于等于180°C。12. 根据权利要求11所述的一种加铁的轻质高导耐热铝导线的制备工艺，其特征在于： 所制备的导线，密度小于等于2.714g/cm 3，在20 °C的电导率大于62 % IACS，短时耐热温度高 达230°C，长期耐热温度高达210°C，抗拉强度大于等于170MPa。
【文档编号】C22C1/03GK105821253SQ201610177708
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】李红英, 宾杰, 高兆和
【申请人】中南大学