[发明专利]一种Al-Mg-Si-Cu-Pr-Nd稀土铝合金电缆材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型中强Al‑Mg‑Si‑Cu‑Pr‑Nd稀土铝合金电缆材料，所述电缆材料包括Mg、Si、Cu、Pr、Nd。添加元素组分含量比M(Mg):M(Si):M(Cu)=(14‑16):(10‑11):(20‑22)，在此范围，元素能全部反应，时效后生成强化相β’’(Mg₂Si)、S’(Al₂CuMg)和θ’(Al₂Cu)相；添加稀土元素组分含量比M(Pr):M(Nd)=1:1，可通过时效析出具有核壳结构的沉淀相Al₃(Pr,Nd)，可以协同β’’、S’和θ’相来提高合金强度及导电率。

技术领域

本发明涉及一种中强稀土铝合金电缆材料，特别涉及一种中强Al-Mg-Si-Cu-Pr-Nd稀土铝合金电缆材料。

背景技术

全铝合金架空导线是目前被广泛推广应用的一种具有优异性能的架空导线线路。Al-Mg-Si系合金具有合金密度低、延伸率大、耐腐蚀好、高温特性好、抗蠕变性好并且能通过热处理强化得到良好的综合机械性能，从而能够开发满足各方各面的要求，所以相比起其他系列的架空导线，Al-Mg-Si系合金的研究最广泛且应用最普遍。

随着Al-Mg-Si系合金被学术界的广泛研究，发现在该合金的抗拉强度与导电率之间存在对立关系，增加导电率就会降低抗拉强度这一规律被大家广泛证实和接受。并通过研究发现在获得与高强度合金差距不太大的电学性能和力学性能的情况下，中强度铝合金导线的电学性能远远高于高强度铝合金导线。根据中国能源行业标准，中强度铝合金线定义为：20℃时导电率不小于57.0％IACS，抗拉强度在230MPa～295MPa之间所有类型的铝合金线。

常规的6系铝合金导线强度每升高10Mpa，导电率就会减少1％左右，在保证不降低过多导线强度，导电率很难提高至62％IACS以上。

发明内容

本发明的目的在于提供基于上述的中强Al-Mg-Si-Cu-Pr-Nd稀土铝合金材料，以解决现存电缆铝导线导电性能和力学性能的匹配问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种稀土铝合金电力电缆材料，其含有Pr和Nd两种稀土元素。

所述稀土铝合金电力电缆材料中Pr和Nd两种稀土元素的重量百分比分别为：

Pr 0.6wt％～0.8wt％，

Nd 0.6wt％～0.8wt％。

作为优选的，所述稀土铝合金电力电缆材料中Pr和Nd两种稀土元素的含量比例为：M(Pr)：M(Nd)＝1：1。

所述稀土铝合金电力电缆材料中还含有Al、Mg、Si、Cu，其中Mg、Si、Cu三种元素的含量比为M(Mg)：M(Si)：M(Cu)＝(14-16)：(10-11)：(20-22)。

进一步优选的，所述稀土铝合金电力电缆材料由以下重量百分比的组分组成：

一种稀土铝合金电力电缆材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)以纯Mg、Al-5％Si中间合金、纯铜、及Al-20％Pr、Al-20％Nd中间合金为原料，按以上所述的稀土铝合金电力电缆材料中各组分的比例进行配料；

(2)将步骤(1)配好的材料在熔炼炉中，750℃～780℃熔炼；

(3)将合金熔体浇注在模具内并搅拌，冷却得到铸锭；

(4)将铸锭挤压拉拔成导线，挤压温度为470℃～500℃，拉拔后对导线进行固溶和时效热处理，即得稀土铝合金电力电缆材料。