本发明涉及一种电机用铝合金母线,具体涉及一种高纯度铝合金母线的制备方法。属电工合金材料技术领域。
背景技术:
铝母线是制作电机电器绕组线圈、高低压电器开关触头及供配电设备安装用导体材料。铝母线按其用途可分为软铝母线和硬铝母线。传统的生产铝母线过程会在浇注时使得铝液有与氮接触的机会,对氮含量不能得到控制,同时原料铝内含有大量的杂质,这对铝母线的导电性、延展性和强度有很大的影响。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种高导电高延展性铝合金母线的制备方法。
本发明的目的是这样实现的:一种高纯度铝合金母线的制备方法,所述铝合金母线中的铝含量≥99.95%重量百分比,氮含量≤0.001%重量百分比,钪含量为0.002~0.004%重量百分比,铌含量为0.003~0.004%重量百分比,余量为不可避免的杂质。
所述方法包括以下工艺步骤:
步骤一、熔炼
将阴极铝和钪、铌稀土元素置于真空熔炼炉中,加热至1050~1200℃形成铝合金液,在铝合金液表面覆木炭层,使铝合金液始终与氮隔离;
步骤二、上引连铸
将石墨结晶器直接伸入铝液内,石墨结晶器采用水隔套冷却,铝合金液在石墨结晶器内凝结成固体,固体上端用牵伸机构牵伸制作成铝合金杆,上引连铸时采用木炭隔氮,水隔套冷却;
步骤三、连续挤压
将步骤二所得铝合金杆置于挤压机内连续挤压成坯料;
步骤四、冷拔成型
将步骤三所得坯料置于拉拔机上冷拔成型,制成铝合金母线。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
一、本发明采用添加微量的钪或铌稀土元素对铝进行复核强化和净化材质,是提高材质韧性的基础,同时让产品的软化强度和导电性能在原有的基础上进一步提高,产品强度≥206mpa,电阻率≤0.01710ωmm2/m(20℃);
二、本发明在生产过程中采用木炭隔氮,水隔冷却的上引连铸技术,保证大长度的铝合金坯料的氮含量≤0.001%,同时将上引连铸铝合金杆进行连续挤压,使金属塑性变形,在这个过程中杆坯铸态的粗大晶粒被破坏,改变成大量的细小晶核,完成再结晶改造,提高了产品的韧性,使电机用铝合金母线的延伸率≥45%。
具体实施方式
本发明涉及一种高纯度铝合金母线的制备方法,所述铝合金母线中的铝含量≥99.95%重量百分比,氮含量≤0.001%重量百分比,钪含量为0.002~0.004%重量百分比,铌含量为0.003~0.004%重量百分比,余量为不可避免的杂质。
钪具有熔点低(156.61℃),沸点高(2080℃),传导性好,延展性好,比铅还软,能用指甲刻痕;可塑性强,可压成极薄的金属片,其氮化物能形成透明的导电膜等特性。
铌系元素通常是银白色有光泽的金属,比较软,有延展性并具有顺磁性。铌系元素的化学性质比较活泼,与其他金属元素熔炼时易改变结晶相,同时可起到净化隔离杂质的作用。
实施例1:
步骤一、熔炼
取阴极铝99.96kg,钪0.003kg,铌0.004kg置于真空熔炼炉中,加热至1100℃形成铝合金液,在铝合金液表面覆木炭层,使铝合金液始终与氮隔离;
步骤二、上引连铸
将石墨结晶器直接伸入铝液内,石墨结晶器采用水隔套冷却,铝合金液在石墨结晶器内凝结成固体,固体上端用牵伸机构牵伸制作成铝合金杆,上引连铸时采用木炭隔氮,水隔套冷却;
步骤三、连续挤压
将步骤二所得铝合金杆置于挤压机内连续挤压成坯料;
步骤四、冷拔成型
将步骤三所得坯料置于拉拔机上冷拔成型,制成铝合金母线。
经检测,由上述方法制成的铝合金母线的电阻率(20℃)为0.01524ωmm2/m,伸长率为48%,强度为208mpa。