本发明涉及铝合金基复合导体及由其构成的绞线、束线、包覆线芯和线缆以及铝合金基复合导体的制造方法，尤其涉及覆铜层的厚度为线材直径的1％-5％，所述镀银层厚度≥0.005mm、强度≥255mpa、延伸率≥15％、导电率≥65％iacs、工作温度为140℃以上的铝合金基复合导体。
背景技术：
电气用导体广泛应用于通信、能源、汽车、轨道交通、石油化工、航空航天、电子器材等产业，是应用规模最大、范围最广的配套产品。
传统的导体产品采用铜、铜合金、铝或铝合金制得。随着科技和工业领域的应用端向高集成化和轻量化不断发展，铜质导体材料密度大、成本高的不足日渐凸显；铝质导体材料的密度和成本相对于铜质导体都较低，但受制于成分、工艺和材料固有特性，铝质材料导体的性能在目前尚不能满足重要领域的应用要求。
如何通过导体材料设计和工艺创新优化，在降低成本的前提下，制备综合性能优异的电气用导体，特别是提高其电气性能、机械性能、抗氧化性能、耐腐蚀性能和耐高温等性能，使其不仅在性能上更好地满足各应用领域的技术要求，并且顺应资源综合利用、节能环保的时代背景，具有重要意义。
技术实现要素：
本发明旨在提供电气用的覆铜层的厚度为线材直径的1％-5％，所述镀银层厚度≥0.005mm、强度≥255mpa、延伸率≥15％、导电率≥65％iacs、工作温度为140℃以上的铝合金基复合导体及由及由其构成的绞线、束线、包覆线芯和线缆，并提供铝合金基复合导体的制造方法。本发明主旨如下：
(1)一种铝合金基复合导体，所述铝合金基复合导体包括铝合金基体、覆铜层和镀银层；所述铝合金基体按重量百分比包含如下元素：铁fe0.2％-0.5％，硅si0.04％-0.08％，铜cu0.22％-0.40％，钪sc0.001％-0.01％，铈ce0.001％-0.005％，镁mg0.01％-0.1％，ti、mn、v和cr的总和不大于0.015％，余量为铝al；所述覆铜层的厚度为铝合金基体直径的1％；所述镀银层厚度≥0.005mm；所述铝合金基复合导体的强度≥255mpa，延伸率≥15％，导电率≥65％iacs，工作温度为140℃以上。
(2)一种铝合金基复合导体绞线，该铝合金基复合导体绞线由(1)所述的铝合金基复合导体绞合而成。
(3)一种铝合金基复合导体束线，该铝合金基复合导体束线由(1)所述的铝合金基复合导体束合而成。
(4)一种铝合金基复合导体包覆线芯，该包覆线芯在(1)所述的铝合金基复合导体的外周包覆一层或两层以上包覆层，所述包覆层由有机材料、无机材料、金属材料中的一种或两种以上组合构成。
(5)一种铝合金基复合导体包覆线芯，该包覆线芯在(2)所述的铝合金基复合导体绞线的外周包覆一层或两层以上的包覆层，所述包覆层由有机材料、无机材料、金属材料中的一种或两种以上组合构成。
(6)一种铝合金基复合导体包覆线芯，该包覆线芯在(3)所述的铝合金基复合导体束线的外周包覆一层或两层以上的包覆层，所述包覆层由有机材料、无机材料、金属材料中的一种或两种以上组合构成。
(7)一种铝合金基复合导体线缆，该铝合金基复合导体线缆包括(4)-(6)任一所述的包覆线芯单股或多股绞合，并在单股线芯或绞合线芯的外侧依次包覆至少两层及以上的护层，所述护层包括由挤包或绕包制得的有机材料、无机材料、复合材料、金属护层、和/或屏蔽用的金属屏蔽线。
(8)上述(1)所述的铝合金基复合导体的制造方法，所述方法包括：
一、配料、熔炼
按重量百分比将如下元素：铁fe0.2％-0.5％，硅si0.04％-0.08％，铜cu0.22％-0.40％，钪sc0.001％-0.01％，铈ce0.001％-0.005％，镁mg0.01％-0.1％，钛ti、锰mn、钒v和铬cr的总和不大于0.015％，余量为铝al，进行配料，准备铝锭和其它各元素的中间合金锭，所述铝锭的纯度至少为99.70％以上，各元素中间合金锭单个重量小于100g；将所述铝锭通过熔铝炉进行熔化，熔化区的温度应在1250℃以上，流出熔铝炉进入保温炉的铝熔体温度不低于700℃，熔化速率大于5t/h；保温炉内铝熔体升温到750℃时将中间铝合金锭加入保温炉内，然后进行搅拌，静置，扒渣；
二、连铸连轧
将铝合金溶体进入连铸机，浇注温度控制在700℃-720℃，连铸速度14-15m/min，连铸温度670℃，初轧温度450℃，终轧温度300℃，轧制速度5m/s；
三、铝合金基体材料成型
将铸轧后的铝合金材料连续挤压，所得铝合金坯料的延伸率大于20％，抗拉强度为90-140mpa；将铝合金坯料拉制到所需规格；
四、铝合金基体材料热处理
对拉制后的铝合金坯料进行热处理，热处理温度280℃-320℃，热处理时间2h-4h，随炉冷却至90℃以下，然后出炉空冷，得到成型后的铝合金基体；
五、包覆铜
对成型后的铝合金基体进行脱脂处理；将铜带采用氩弧焊方法紧密包覆在成型后的铝合金基体外侧；将具有包覆铜层的铝合金基退火至软态，退火温度为420℃-490℃，退火时间为3h-4h；将具有包覆铜层的铝合金基体拉制到所需直径，期间进行400℃×3h的中间退火处理，覆铜层厚度为铝合金基体直径的1％-5％；
六、镀银处理
对铝合金基体材料外侧的覆铜层进行镀银处理，镀银层厚度≥0.005mm。
与现有技术相比，本发明的铝合金基复合导体的强度≥255mpa，延伸率≥15％，导电率≥65％iacs，工作温度为140℃以上。与现有铜质电气用导体相比，可以在具有相同载流量的情况下，降低导体重量至少60％以上，并显著提高导体的耐腐蚀、抗氧化和耐高温性能。
具体实施方式
本发明实施方式的特征在于通过成分配比和工艺组合，实现覆铜层的厚度为线材直径的1％、镀银层厚度≥0.005mm，且强度≥255mpa、延伸率≥15％、导电率≥65％iacs、工作温度为140℃以上的铝合金基复合导体。
本发明实施方式的铝合金基复合导体的制造方法包括配料、熔炼、连铸连轧、铝合金基体材料成型、铝合金基体材料热处理、包覆铜和镀银处理。
本发明实施方式的铝合金基复合导体，可以将其绞合后作为铝合金基复合导体绞线应用；可以将其束合后作为铝合金基复合导体束线应用；可以在铝合金基复合导体或铝合金基复合导体绞线或铝合金基复合导体束线外周制备包覆层，作为铝合金基复合导体包覆线芯应用。并可以在单股铝合金基复合导体包覆线芯或绞合线芯的外侧依次包覆护层，作为铝合金基复合导体线缆应用。
为使本发明技术方案和优点更加清楚，通过以下几个具体实施例对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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：
铝合金基复合导体的制造过程如下：
一、配料、熔炼
按重量百分比包含如下元素：铁fe0.2％，硅si0.04％，铜cu0.22％，钪sc0.001％，铈ce0.002％，镁mg0.01％，ti、mn、v和cr的总和不大于0.015％，余量为铝al，进行配料，准备铝锭和其它各元素的中间合金锭。根据本发明的实施例，所述铝锭的纯度至少为99.70％以上，各元素中间合金锭单个重量小于100g；采用燃料为天然气的快速熔铝技术进行熔化，熔化区的温度应在1250℃以上，流出熔铝炉通过流槽进入保温炉的铝熔体温度不低于700℃，熔化速率大于5t/h；保温炉内铝熔体升温到750℃时将中间铝合金锭加入保温炉内，然后进行搅拌，静置，取样分析，扒渣；
二、连铸连轧
铝合金熔体符合成分要求后，将铝合金溶体通过流槽进入连铸机，浇注温度控制在700℃-720℃，连铸速度14m/min-15m/min，连铸温度670℃，初轧温度450℃，终轧温度300℃，轧制速度5m/s；
三、铝合金基体材料成型
将铸轧后的铝合金材料连续挤压，所得铝合金坯料的延伸率大于20％，抗拉强度为90-140mpa；将铝合金坯料拉制到所需规格。
四、铝合金基体材料热处理
对拉制后的铝合金坯料进行热处理，热处理温度280℃-320℃，热处理时间2h-4h，随炉冷却至90℃以下，出炉空冷；
五、包覆铜
对成型后的铝合金基体材料进行脱脂处理；将一定厚度的铜带采用氩弧焊方法紧密包覆在铝杆外侧；将具有包覆铜层的铝合金基材料退火至软态，退火温度为420℃-490℃，退火时间为3h-4h；将具有包覆铜层的铝合金基体材料拉制到所需直径，期间进行400℃×3h的中间退火处理，覆铜层厚度为线材外径(铝合金基体的直径)的1％；
六、镀银处理
对铝合金基体材料外侧的覆铜层进行镀银处理，镀银层厚度大于0.005mm。
根据本实施例制得的铝合金基复合导体的抗拉强度为255mpa以上，延伸率为21％以上，导电率为65.3％iacs。
实施例2：
一、配料、熔炼
按重量百分比包含如下元素：铁fe0.28％，硅si0.06％，铜cu0.26％，钪sc0.003％，铈ce0.002％，镁mg0.08％，ti、mn、v和cr的总和不大于0.015％，余量为铝al，进行配料，准备铝锭和其它各元素的中间合金锭。根据本发明的实施例，所述铝锭的纯度至少为99.70％以上，各元素中间合金锭单个重量小于100g；采用燃料为天然气的快速熔铝技术进行熔化，熔化区的温度应在1250℃以上，流出熔铝炉通过流槽进入保温炉的铝熔体温度不低于700℃，熔化速率大于5t/h；保温炉内铝熔体升温到750℃时将中间铝合金锭加入保温炉内，然后进行搅拌，静置，取样分析，扒渣；
二、连铸连轧
铝合金熔体符合成分要求后，将铝合金溶体通过流槽进入连铸机，浇注温度控制在700℃-720℃，连铸速度14m/min-15m/min，连铸温度670℃，初轧温度450℃，终轧温度300℃，轧制速度5m/s；
三、铝合金基体材料成型
将铸轧后的铝合金材料连续挤压，所得铝合金坯料的延伸率大于20％，抗拉强度为90-140mpa；将铝合金坯料拉制到所需规格。
四、铝合金基体材料热处理
对拉制后的铝合金坯料进行热处理，热处理温度280℃-320℃，热处理时间2h-4h，随炉冷却至90℃以下，出炉空冷；
五、包覆铜
对成型后的铝合金基体材料进行脱脂处理；将一定厚度的铜带采用氩弧焊方法紧密包覆在铝杆外侧；将具有包覆铜层的铝合金基体材料退火至软态，退火温度为420℃-490℃，退火时间为3h-4h；将具有包覆铜层的铝合金基体材料拉制到所需直径，期间进行400℃×3h的中间退火处理，覆铜层厚度为线材外径的2％；
六、镀银处理
对铝合金基体材料外侧的覆铜层进行镀银处理，镀银层厚度大于0.005mm。
根据本实施例制得的铝合金基复合导体的抗拉强度为266mpa以上，延伸率为21％以上，导电率为65.5％iacs。
实施例3：
一、配料、熔炼
按重量百分比包含如下元素：铁fe0.32％，硅si0.05％，铜cu0.29％，钪sc0.008％，铈ce0.003％，镁mg0.06％，ti、mn、v和cr的总和不大于0.015％，余量为铝al，进行配料，准备铝锭和其它各元素的中间合金锭。根据本发明的实施例，所述铝锭的纯度至少为99.70％以上，各元素中间合金锭单个重量小于100g；采用燃料为天然气的快速熔铝技术进行熔化，熔化区的温度应在1250℃以上，流出熔铝炉通过流槽进入保温炉的铝熔体温度不低于700℃，熔化速率大于5t/h；保温炉内铝熔体升温到750℃时将中间铝合金锭加入保温炉内，然后进行搅拌，静置，取样分析，扒渣；
二、连铸连轧
铝合金熔体符合成分要求后，将铝合金溶体通过流槽进入连铸机，浇注温度控制在700℃-720℃，连铸速度14m/min-15m/min，连铸温度670℃，初轧温度450℃，终轧温度300℃，轧制速度5m/s；
三、铝合金基体材料成型
将铸轧后的铝合金材料连续挤压，所得铝合金坯料的延伸率大于20％，抗拉强度为90-140mpa；将铝合金坯料拉制到所需规格。
四、铝合金基体材料热处理
对拉制后的铝合金坯料进行热处理，热处理温度280℃-320℃，热处理时间2h-4h，随炉冷却至90℃以下，出炉空冷；
五、包覆铜
对成型后的铝合金基体材料进行脱脂处理；将一定厚度的铜带采用氩弧焊方法紧密包覆在铝杆外侧；将具有包覆铜层的铝合金基体材料退火至软态，退火温度为420℃-490℃，退火时间为3h-4h；将具有包覆铜层的铝合金基体材料拉制到所需直径，期间进行400℃×3h的中间退火处理，覆铜层厚度为线材外径的3％；
六、镀银处理
对铝合金基体材料外侧的覆铜层进行镀银处理，镀银层厚度大于0.005mm。
根据本实施例制得的铝合金基复合导体的抗拉强度为272mpa以上，延伸率为19％以上，导电率为66.9％iacs。
实施例4：
一、配料、熔炼
按重量百分比包含如下元素：铁fe0.5％，硅si0.08％，铜cu0.4％，钪sc0.009％，铈ce0.003％，镁mg0.01％，ti、mn、v和cr的总和不大于0.015％，余量为铝al，进行配料，准备铝锭和其它各元素的中间合金锭。根据本发明的实施例，所述铝锭的纯度至少为99.70％以上，各元素中间合金锭单个重量小于100g；采用燃料为天然气的快速熔铝技术进行熔化，熔化区的温度应在1250℃以上，流出熔铝炉通过流槽进入保温炉的铝熔体温度不低于700℃，熔化速率大于5t/h；保温炉内铝熔体升温到750℃时将中间铝合金锭加入保温炉内，然后进行搅拌，静置，取样分析，扒渣；
二、连铸连轧
铝合金熔体符合成分要求后，将铝合金溶体通过流槽进入连铸机，浇注温度控制在700℃-720℃，连铸速度14m/min-15m/min，连铸温度670℃，初轧温度450℃，终轧温度300℃，轧制速度5m/s；
三、铝合金基体材料成型
将铸轧后的铝合金材料连续挤压，所得铝合金坯料的延伸率大于20％，抗拉强度为90-140mpa；将铝合金坯料拉制到所需规格。
四、铝合金基体材料热处理
对拉制后的铝合金坯料进行热处理，热处理温度280℃-320℃，热处理时间2h-4h，随炉冷却至90℃以下，出炉空冷；
五、包覆铜
对成型后的铝合金基体材料进行脱脂处理；将一定厚度的铜带采用氩弧焊方法紧密包覆在铝杆外侧；将具有包覆铜层的铝合金基体材料退火至软态，退火温度为420℃-490℃，退火时间为3h-4h；将具有包覆铜层的铝合金基体材料拉制到所需直径，期间进行400℃×3h的中间退火处理，覆铜层厚度为线材外径的4％；
六、镀银处理
对铝合金基体材料外侧的覆铜层进行镀银处理，镀银层厚度大于0.005mm。
根据本实施例制得的铝合金基复合导体的抗拉强度为285mpa以上，延伸率为16％以上，导电率为68.4％iacs。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。