[发明专利]一种轻质高导耐热铝导线及其制备方法

权利要求书

1.一种轻质高导耐热铝导线，包括下述组分按质量百分比组成：

B：0.035～0.06wt.％；

Zr：0.1～0.2wt.％；

Er：0.2～0.4wt.％，但不包含0.2wt.％；

Ti、V、Cr、Mn杂质元素总含量小于等于0.01wt.％，其余为Al；

其中，Zr、Er按质量比Zr：Er＝1：1.5～2.5添加；

其制备方法包括下述步骤：

第一步：将工业纯铝锭加热至740℃～780℃熔化，按设计的铝导线组分中Zr、Er的质量百分比配取Al-Zr和Al-Er中间合金加入铝熔体中，待中间合金完全熔化并搅拌均匀后，对Zr、Er、Al合金熔体进行炉前快速成分分析，并将合金熔体降至720℃～730℃保温，同时添加Al-B中间合金进行精炼，然后静置、扒渣、铸造，得到坯料；铸造时，铸锭以20-300℃/s的速度冷却至室温；

第二步：将坯料退火后，进行挤压、拉拨成单丝；所述退火的工艺为：退火温度为480℃~500℃，保温1-10h后随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的轻质高导耐热铝导线，其特征在于，导线密度小于等于2.71g/cm³，在20℃的电导率大于62％IACS，短期耐热温度高达230℃，长期耐热温度高达210℃，抗拉强度大于等于165MPa。

3.一种轻质高导耐热铝导线的制备方法，所述轻质高导耐热铝导线包括下述组分按质量百分比组成；

B：0.035～0.06wt.％；

Zr：0.1～0.2wt.％；

Er：0.2～0.4wt.％，但不包含0.2wt.％；

Ti、V、Cr、Mn杂质元素总含量小于等于0.01wt.％，其余为Al；

其中，Zr、Er按质量比Zr：Er＝1：1.5～2.5添加；

其制备方法包括下述步骤：

第一步：将工业纯铝锭加热至740℃～780℃熔化，按设计的铝导线组分中Zr、Er的质量百分比配取Al-Zr和Al-Er中间合金加入铝熔体中，待中间合金完全熔化并搅拌均匀后，对Zr、Er、Al合金熔体进行炉前快速成分分析，并将合金熔体降至720℃～730℃保温，同时添加Al-B中间合金进行精炼，然后静置、扒渣、铸造，得到坯料；铸造时，铸锭以20-300℃/s的速度冷却至室温；

第二步：将坯料退火后，进行挤压、拉拨成单丝；所述退火的工艺为：退火温度为480℃~500℃，保温1-10h后随炉冷却。

4.根据权利要求3所述的一种轻质高导耐热铝导线的制备方法，其特征在于：Al-B中间合金的添加量由以下两部分确定：第一，按设计组分中B的质量百分比配取的Al-B中间合金；第二，按B的质量为Zr、Er、Al合金熔体中Ti、V、Cr、Mn杂质元素总含量的2-5倍配取的Al-B中间合金。

5.根据权利要求3所述的一种轻质高导耐热铝导线的制备方法，其特征在于：铸造采用普通铸造或半连续铸造方式获得锭坯；或采用连续铸造方式获得杆坯。

6.根据权利要求5所述的一种轻质高导耐热铝导线的制备方法，其特征在于：铸造时采用水冷铸造。

7.根据权利要求5所述的一种轻质高导耐热铝导线的制备方法，其特征在于：锭坯进行热挤压，热挤压温度为300～450℃；杆坯进行室温连续挤压。

8.根据权利要求7所述的一种轻质高导耐热铝导线的制备方法，其特征在于：热挤压或室温连续挤压的挤压比大于等于80，挤压变形量大于等于80％。

9.根据权利要求3-8任意一项所述的一种轻质高导耐热铝导线的制备方法，其特征在于：挤压后进行多道次拉拨，道次延伸系数为1.2～1.5，累计总延伸系数为5.5～10.5，拉拨时，采用普通润滑油或乳浊液进行润滑、冷却，控制铝丝的温度小于等于180℃。

10.根据权利要求9所述的一种轻质高导耐热铝导线的制备方法，其特征在于：所制备的导线，密度小于等于2.71g/cm³，在20℃的电导率大于62％IACS，短期耐热温度高达230℃，长期耐热温度高达210℃，抗拉强度大于等于165MPa。