[发明专利]高导电柔软型铝合金材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，属于电缆技术领域。

背景技术

2011年在机械行业中，电缆成为继汽车之后的第二大产业，产值超过了11000亿元。但传统的电缆产品中基本采用铜作为导体，铜作为全球的战略资源越来越受到各国的重视，并不断通过政治、军事、经济、外交等手段加以控制。而我国又是一个铜资源比较匮乏的国家，总储量只占世界储量的5％左右，而且以贫铜矿为主。2010年，我国用铜量占世界总量的60％，电缆(包括电机)行业占我国用铜量的60％左右，也就是说，我国电缆行业用铜量占世界总用铜量的约40％。可见，我国电缆行业对铜资源有着巨大的消耗和依赖性。

作为导电性能仅次于铜的铝来说，其储量和铝锭产量，我国均处于世界前列。一直以来被寄予铜导体的替代品。国家发改委等部委曾经两次提出“以铝代铜”的号召，各地也给予相应的配套政策，但实际使用中却发现，以纯铝为导体的电缆存在诸多问题。比如导电性能差，其导电率一般只有58％；易折断，纯铝单线一般弯折5～6次即断裂，给安装带来不便；耐腐蚀性能差，纯铝在热、水和空气条件下，很快氧化成粉末状物体，失去去导电的导体功能。诸如此类问题一直没有得到有效解决，阻碍了铝替代铜作为主要导体的进程。

发明内容

本发明的目的在于针对普通的铝锭，通过融化、合金化、净化、浇铸、轧制、淬火等工艺，提高铝的导电性能，增强铝的耐腐蚀性能，提高铝的机械性能，制造出高导电率柔软型电缆用铝合金材料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种高导电柔软型铝合金材料制备方法，其制备工艺步骤为，将杂质含量符合要求的铝锭，加热到700℃融化，采用质量百分比为3％含量的硼-铝合金、22％的铁-铝合金与铝锭同时加热融化，形成混合铝液，融化过程中保持铝液温度为700℃～720℃，融化过程中，分批加入10％含量的稀土-铝合金，保持700℃～720℃融化；融化结束，利用40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2min；提高温度至720℃～740℃，采用99.9999％的氮气将精炼剂均匀吹入铝液中，然后40r/min的速度对混合铝液进行搅拌2～5min；保温、静置10～20min；除去铝液表面的杂质，然后通过浇铸机对铝液进行浇铸，形成铝锭坯，锭坯温度控制在500℃～520℃；经过轧机，将锭坯轧制成9.5mm直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在250℃～300℃，从而制备获得铝合金材料。

进一步地，所述铝锭中的Si含量小于0.05％，Fe含量小于0.15％，其他杂质含量总和小于0.02％。

进一步地，所述精炼剂为以质量百分比计23％的Na₃AlF₆，47％的KCl和30％NaCl混合物。

进一步地，所吹入的精炼剂质量为熔炼的铝锭的质量的0.02～1％。

该发明的有益效果在于：本发明通过融化、合金化、净化、浇铸、轧制、淬火等工艺，提高铝的导电性能，增强铝的耐腐蚀性能，提高铝的机械性能，制造出高导电率柔软型电缆用铝合金材料，所制备的铝合金材料中的Si含量小于0.1％，Fe含量在0.45％～0.8％，Zn含量小于0.7％，其他杂质总量小于0.13％，电阻率小于0.0287Ω·mm²/m，断裂伸长率大于15％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例1

本实施例中的高导电柔软型铝合金材料制备方法，在500kg铝锭中加入1.2kg硼铝合金，9.8kg铁铝合金，在700℃条件下加热融化，保持融化铝液温度为700℃，然后分三批向铝液中投入2.96kg稀土-铝合金，融化结束，搅拌2min，以使铝液混合均匀。

升温加热上述铝液至730℃，采用0.2MPa压力的氮气，将1.32kg的精炼剂均匀吹入铝液内，搅拌3min。保温、静置15min后，除去表面杂质。采用浇铸机对铝液进行浇铸，形成铝锭坯，锭坯温度控制在510℃。经过轧机，将锭坯轧制成9.5mm直径的电工用铝合金杆，出杆温度控制在280℃，这样制成的铝合金Si含量为0.09％，Fe含量为0.65％，Zn含量为0.5％，其他杂质总量为0.11％，其电阻率为0.025Ω·mm²/m，断裂伸长率为23％。

上述实施例中，所述精炼剂为以质量百分比计23％的Na₃AlF₆，47％的KCl和30％NaCl混合物。

实施例2