一种高电导率、高强度铝合金及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高电导率、高强度铝合金及其制备方法，所述铝合金由以下按重量百分比的组分组成（wt%）：Mg（0.48-0.57）、Mn≤0.01、Cr≤0.01、Si（0.35-0.45）、Fe≤0.1、Cu≤0.01、Ti（0.01-0.05）、Ni≤0.01、B（0.02-0.06）、Ag（0.01-0.015），余量为Al。本发明铝合金通过改变合金元素种类和含量，所制得的铝合金其电导率得到提升，且其伸长率、拉伸强度得到明显提高，其机械性能大幅改善。此外，本发明铝合金在制备铝合金单丝导线时，在冷拉丝过程中很少出现起皮现象，使得铝合金单丝导线的质量以及生产得到了较大提高。
【专利说明】一种高电导率、高强度铝合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铝合金，具体涉及一种高导电率、高强度铝合金及其制备方法，属 于铝合金加工领域。
【背景技术】
[0002] 铝是一种常用的电导体材料，相对于铜，其在导电性能、延伸率、抗拉伸强度等方 面均不及铜，在导电性能方面，软铜在20°C时的电阻率为0. 0172 X ΚΓ6欧姆?米，电导率为 100%IACS，而铝的电导率约为61%IACS。但是，铝相比于铜，其价格便宜且质量较轻，以相同 重量的铜、铝导体比较，铝的载流量大大高于铜，且其成本相对于铜大大降低。因此，铝更具 有节能环保的价值。据IEC62004标准，目前所用的强度在220MPa以上的高强耐热铝合金 导线AT2的导电率仅55%IACS，而高导电率耐热铝合金强度不高，导电率大于60%IACS的两 种耐热铝合金ATI和AT3强度只有170MPa左右。并没有一种铝合金导线材料既有高强度 和耐热性，同时具有高导电率，限制了耐热铝合金导线作为增容导线的应用范围。因为强度 和导电率提高之间存在相互矛盾之处，提高强度必然要提高合金元素的含量或者提高加工 变形量，而合金元素含量的提高和加工量的提高都将使电导率下降。
[0003] 中国专利CN102230113A公开了一种Al-Er-Zr合金导体，由于其成分配比的问题， 其导电率和耐热性能较好，但是强度较低。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述问题，提供了一种高电导率、高强度铝合金及其制备方法。本发明 的技术方案如下： 一种高电导率、高强度铝合金，由以下按重量百分比的组分组成（wt%): Mg (0· 48-0. 57)、Μη 彡 0· 01、Cr 彡 0· 01、Si (0· 35-0. 45)、Fe 彡 0· 1、Cu 彡 0· 01、Ti (0.01-0. 05)、Ni 彡 0·01、Β (0.02-0. 06)、Ag (0.01-0. 015)，余量为 Al。
[0005] 进一步的，本发明由以下按重量百分比的组分组成（wt%): Mg (0· 49-0. 55)、Mn 彡 0· 008、Cr 彡 0· 008、Si (0· 37-0. 44)、Fe 彡 0· 08、Cu 彡 0· 009、 Ti (0.02-0. 045)、Ni 彡 0· 0085、B (0.03-0. 055)、Ag (0.011-0. 0145)，余量为 Al。
[0006] 进一步的，本发明由以下按重量百分比的组分组成（wt%): Mg (0· 5-0. 53)、Μη 彡 0· 007、Cr 彡 0· 007、Si (0· 38-0. 43)、Fe 彡 0· 07、Cu 彡 0· 008、 Ti (0.025-0. 04)、Ni 彡 0· 008、B (0.035-0. 05)、Ag (0.012-0. 014)，余量为 Al。
[0007] 更进一步的，本发明由以下按重量百分比的组分组成（wt%): Mg 0. 51、Μη 0. 0065、Cr 0. 01、Si 0. 40、Fe 0. 1、Cu 0. 0085、Ti 0. 035、Ni 0. 008、B 0· 045、Ag 0· 015,余量为 Al。
[0008] 制备上述铝合金的方法，包括以下步骤： 在熔炼炉中加入各原料组分Mg、Mn、Cr、Si、Fe、Cu、Ti、Ni、B、Ag和A1，熔炼温度为 750-850°C，到达熔炼温度保温30分钟后浇铸；随后依次对铸锭进行均匀化处理，处理温度 为630-670°C，时间为25小时，处理结束后水淬，均匀化处理后的合金材料进行冷轧，冷压 后热处理的温度为250-300°C，热处理后即得本发明铝合金。
[0009] 上述制备方法中，熔炼温度优选为790-8KTC ;均匀化处理温度优选为650_660°C ; 冷压后热处理的温度优选为260-280°C。
[0010] 本发明与现有技术相比具有以下优点： 本发明铝合金通过改变合金元素种类和含量，所制得的铝合金其电导率得到提升，且 其伸长率、拉伸强度得到明显提高，其机械性能大幅改善。此外，本发明铝合金在制备铝合 金单丝导线时，在冷拉丝过程中很少出现起皮现象，使得铝合金单丝导线的质量以及生产 得到了较大提高。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而 更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员 应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行 修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
[0012] 实施例1 一种高电导率、高强度铝合金，由以下按重量百分比的组分组成（wt%): Mg 0. 51、Μη 0. 0065、Cr 0. 01、Si 0. 40、Fe 0. 1、Cu 0. 0085、Ti 0. 035、Ni 0. 008、B 0· 045、Ag 0· 015,余量为 Al。
[0013] 制备上述铝合金的方法，包括以下步骤： 在熔炼炉中加入各原料组分Mg、Mn、Cr、Si、Fe、Cu、Ti、Ni、B、Ag和A1，熔炼温度为 790-810°C，到达熔炼温度保温30分钟后浇铸；随后依次对铸锭进行均匀化处理，处理温度 为650-660°C，时间为25小时，处理结束后水淬，均匀化处理后的合金材料进行冷轧，冷压 后热处理的温度为260-280°C，热处理后即得本发明铝合金。
[0014] 实施例2 -种高电导率、高强度铝合金，由以下按重量百分比的组分组成（wt%): Mg0.49、Mn 0· 008、Cr 0.01、SiO. 36、Fe 0.09、Cu 0· 0085、Ti 0.02、Ni 0.01、B 0.06 Ag 0.014，余量为八1。
[0015] 制备上述铝合金的方法，包括以下步骤： 在熔炼炉中加入各原料组分Mg、Mn、Cr、Si、Fe、Cu、Ti、Ni、B、Ag和A1，熔炼温度为 790-810°C，到达熔炼温度保温30分钟后浇铸；随后依次对铸锭进行均匀化处理，处理温度 为650-660°C，时间为25小时，处理结束后水淬，均匀化处理后的合金材料进行冷轧，冷压 后热处理的温度为260-280°C，热处理后即得本发明铝合金。
[0016] 实施例3 -种高电导率、高强度铝合金，由以下按重量百分比的组分组成（wt%): Mg 0· 57、Mn 0· 005、Cr 0· 006、Si 0· 44、Fe 0· l、Cu 0· 01、Ti 0· 04、Ni 0· 01、B 0· 05、 Ag 0. 01，余量为 Al。
[0017] 制备上述铝合金的方法，包括以下步骤： 在熔炼炉中加入各原料组分Mg、Mn、Cr、Si、Fe、Cu、Ti、Ni、B、Ag和A1，熔炼温度为 750-850°C，到达熔炼温度保温30分钟后浇铸；随后依次对铸锭进行均匀化处理，处理温度 为630-670°C，时间为25小时，处理结束后水淬，均匀化处理后的合金材料进行冷轧，冷压 后热处理的温度为250-300°C，热处理后即得本发明铝合金。
[0018] 试验例1本发明铝合金性能测定 对本发明铝合金的伸长率、拉伸强度、电导率、冷拉丝工艺拉丝起皮现象的性能测定结 果如表1所示： 表1本发明铝合金性能测定结果
【权利要求】
1. 一种高电导率、高强度铝合金，其特征在于，由以下按重量百分比的组分组成 (wt°/〇): Mg (0· 48-0. 57)、Μη 彡 0· 01、Cr 彡 0· 01、Si (0· 35-0. 45)、Fe 彡 0· 1、Cu 彡 0· 01、Ti (0.01-0. 05)、Ni 彡 0·01、Β (0.02-0. 06)、Ag (0.01-0. 015)，余量为 Al。
2. 根据权利要求1所述的高电导率、高强度铝合金，其特征在于，由以下按重量百分比 的组分组成（wt%): Mg (0· 49-0. 55)、Mn 彡 0· 008、Cr 彡 0· 008、Si (0· 37-0. 44)、Fe 彡 0· 08、Cu 彡 0· 009、 Ti (0.02-0. 045)、Ni 彡 0· 0085、B (0.03-0. 055)、Ag (0.011-0. 0145)，余量为 Al。
3. 根据权利要求2所述的高电导率、高强度铝合金，其特征在于，由以下按重量百分比 的组分组成（wt%): Mg (0· 5-0. 53)、Μη 彡 0· 007、Cr 彡 0· 007、Si (0· 38-0. 43)、Fe 彡 0· 07、Cu 彡 0· 008、 Ti (0.025-0. 04)、Ni 彡 0· 008、B (0.035-0. 05)、Ag (0.012-0. 014)，余量为 Al。
4. 根据权利要求3所述的高电导率、高强度铝合金，其特征在于，由以下按重量百分比 的组分组成（wt%): Mg 0. 51、Μη 0. 0065、Cr 0. 01、Si 0. 40、Fe 0. 1、Cu 0. 0085、Ti 0. 035、Ni 0. 008、B 0· 045、Ag 0· 015,余量为 Al。
5. 制备如权利要求1-4任一项所述高电导率、高强度铝合金的方法，包括以下步骤： 在熔炼炉中加入各原料组分Mg、Mn、Cr、Si、Fe、Cu、Ti、Ni、B、Ag和A1，熔炼温度为 750-850°C，到达熔炼温度保温30分钟后浇铸；随后依次对铸锭进行均匀化处理，处理温度 为630-670°C，时间为25小时，处理结束后水淬，均匀化处理后的合金材料进行冷轧，冷压 后热处理的温度为250-300°C，热处理后即得本发明铝合金。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法中熔炼温度为790-8KTC。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法中均匀化处理的温度为 650-660。。。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法中冷压后热处理的温度为 260-280。。。
【文档编号】H01B1/02GK104152760SQ201410463135
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】王明星, 王明亮, 王呈刚, 张建忠 申请人:山东裕航特种合金装备有限公司