[发明专利]高压电力控制组件用铸造铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高压电力控制组件用铸造铝合金及其制备方法。

背景技术

铸造铝合金是以铝为基础，在熔融状态下填充铸型获得一定形状和尺寸铸件毛坯的铝合金，具有比重低、比强度高、易加工、低成本和耐腐蚀性好等特点，用于制造形状复杂的零件，例如仪表、内燃机活塞、飞机等壳体零件，在机械、汽车、建筑、电力电气行业等领域得到了广泛的应用。

近年来，电力电气行业得到了迅猛的发展，对导电材料的需求量日益增大。铸造铝合金作为传统的金属材料，相对于铜类导电材料而言具有价格低廉、密度小等特点，更适合作为生产高压电力控制组件的导电材料。高压电力控制组件首先要求导电材料的导电率≥55%IACS；同时要求导电材料需具备一定的力学性能：抗拉强度≥160MPa，屈服强度≥110MPa，延伸率≥8%；并且要求其具有优良的铸造性能，如流动性好、收缩率低以及热裂倾向性小。

尽管铝硅合金具有优良的铸造性能，如流动性好、气密性好、收缩率小和热烈倾向小，经变质和热处理之后，具有较好的力学性能，是目前应用最为广泛的铝合金，但是，现有技术中的铝硅合金的导电性能较差，不能同时满足高压电力控制组件在力学性能和导电性能的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高压电力控制组件用铸造铝合金及其制备方法，具有良好的导电性能和力学性能。

有鉴于此，本发明提供了一种高压电力控制组件用铸造铝合金，包括以下重量百分比的成分：

Si：0.70~1.50%；

B：0.05~0.12%；

Mg：0.03~0.10%；

La：0.10~0.18%；

余量为Al和不可避免的杂质。

优选的，所述不可避免的杂质包括以下重量百分比的成分：

Fe：≤0.15%、Sn：≤0.03%、Cu ：≤0.03%、Mn：≤0.005%、Ti：≤0.01%、V：≤0.007%和 Cr：≤0.005%。

优选的，所述不可避免的杂质由以下重量百分比的成分组成：

V：≤0.007%、Cr：≤0.005%、Ti：≤0.01%和Mn：≤0.005%。

优选的，包括以下重量百分比的成分：

Si：0.80~1.40%；

B：0.06~0.10%；

Mg：0.05~0.09%；

La：0.12~0.17%；

余量为Al和不可避免的杂质。

优选的，铸态下的导电率≥55%IACS。

优选的，铸态下的导电率为55.2~57%IACS。

优选的，抗拉强度为189~194MPa，屈服强度为128~136Mpa。

相应的，本发明还提供一种高压电力控制组件用铸造铝合金的制备方法，包括以下步骤：

向熔炼炉中投入铝锭与AlSi25中间合金，加热至740~760℃进行熔炼，调整Si含量；

向所述熔炼炉中加入投料总量0.06wt%的硼，搅拌均匀后静置；

取熔炼炉上层熔体样品，检测样品的V含量达到0.005 wt %以下、电导率达到31.5~32MS/m；

加入投料总量0.15wt%的La，充分熔化后轻微搅拌上层熔体至组分均匀；

在氩气中精炼，针孔达到二级标准，精炼完毕后加入0.07wt%的Mg，静置；

取熔体上层铝液做光谱样块，检测样品中V、Ti含量降至0.005wt%以下，B含量降至0.007wt %以下，电导率达到32MS/m以上，得到高压电力控制组件用铸造铝合金。

本发明提供了一种高压电力控制组件用铸造铝合金及其制备方法，包括Si、B、Mg、La，余量为Al和不可避免的杂质。本发明制备的铸造铝合金为铝硅合金，通过控制Si元素加入量，在改善力学性能的同时满足高压电力控制组件对导电性能要求。其次，加入B元素，使其与合金中降低导电率的杂质元素反应，使它们由固溶态转变为析出态并沉积于熔体底部，减少铝导体内部晶格的畸变，从而减少晶格缺陷，提升电导率。再次，添加稀土元素La与铝液中的氢等气体及一些金属或者非金属杂质有较强的亲和力，生成熔点高的化合物，故其具有一定除氢、精炼、净化和变质的作用，从而提高铝合金的导电性能。实验结果表明，本发明制备的铸造铝合金在铸态下的导电率≥55%IACS，抗拉强度为189~194MPa，屈服强度为128~136Mpa，具有良好的导电性能和力学性能。

具体实施方式