[发明专利]具有由改进的铝-锆合金形成的导电元件的缆线和线材

说明书

由改进的铝‑锆合金形成的缆线或线材的导电元件。所述铝‑锆合金进一步包括变质剂。所述铝‑锆合金呈现优异的极限抗张强度值和耐热性。还描述了由呈现一定的极限抗张强度值、抗疲劳性和/或蠕变速率的改进的铝‑锆合金形成的接合线材。也进一步公开了形成缆线和线材的方法。

相关申请的引用

本申请要求于2015年10月14日提交的名称为CABLES HAVING CONDUCTIVEELEMENTS FORMED FROM IMPROVED ALUMINUM-ZIRCONIUM ALLOYS的美国临时申请序列号62/241,543的优先权，并且在此通过引用将该申请以其整体并入本文。

技术领域

总的来说，本公开涉及包括由改进的铝-锆合金形成的导电元件的缆线和线材(电线，金属丝，wire)的构造。所述铝-锆合金呈现改进的电和机械性质。

背景技术

用于电力缆线(电缆)和线材的导电元件可基于该缆线或线材的预期用途连同实现该缆线或线材的预期用途所需要的必要的电和机械性质来选择。例如，已知的是，在需要相对轻质缆线的缆线应用中，由于铝的相对低的密度以及通常令人满意的电和机械性质的缘故，使用铝或铝合金作为导电元件。然而，铝和一些铝合金诟病于有损它们在一些缆线应用中作为导电元件的用途的多个害处。例如，一些铝导体可诟病于费时和能量密集的加工步骤且当用作导电元件时或当在高温使用时可呈现差的电或机械性质。因此，制作如下改进的铝合金将是合乎需要：其制造更简易，同时还提供改进的电和机械性质。

发明内容

根据一实施方式，接合线材(焊线，bonding wire)是由铝-锆合金形成的。所述铝-锆合金包含变质剂(孕育剂，inoculant)。所述接合线材呈现如下的至少两者：当根据ASTMB941测试时，未时效的极限抗张强度值的约90％或更大的在280℃热时效1小时之后的极限抗张强度值；当根据ASTM E466测试时，至少约10⁶次循环的在85MPa的外加应力下的抗疲劳失效性；当根据ASTM E139测试时，一小时约500％或更小的在50MPa外加应力和约185℃温度下的蠕变速率。

根据另一实施方式，缆线包括由铝-锆合金形成的至少一个导电元件。所述铝-锆合金进一步包括变质剂。所述至少一个导电元件具有约120MPa或更大的在400℃热时效48小时之后的极限抗张强度，且呈现在持续时间上为不使用变质剂形成的类似铝-锆合金的约2倍长的当根据ASTM E328测量时的达到初始应力的约85％的应力弛豫时间。

根据另一实施方式，制造缆线的方法包括：连续铸造由铝-锆合金形成的铸态(as-cast)成型体(shape)，热轧所述铸态成型体以形成再拉拔(redraw)棒；将所述再拉拔棒拉拔成线材；和使所述线材退火以形成缆线。所述铝-锆合金进一步包含变质剂。所述导电元件呈现以下的至少两者：当根据ASTM B941测试时，未时效的极限抗张强度值的约90％或更大的在280℃热时效1小时之后的极限抗张强度值；当根据ASTM E466测试时，至少约10⁶次循环的在85MPa的外加应力下的抗疲劳失效性；当根据ASTM E139测试时，一小时约50％或更小的在50MPa外加应力和约185℃温度下的蠕变速率。

附图说明

图1描绘了说明根据一个实施方式的改进的铝-锆合金的室温应力弛豫时间和常规的铝-锆合金的室温应力弛豫时间的图。

图2描绘了说明根据一个实施方式的改进的铝-锆合金的室温疲劳性质和常规的8000系列的铝-锆合金的室温疲劳性质的图。

图3描绘了说明展示根据一个实施方式的改进的铝-锆合金的接合性能的20密耳(0.508mm)剪切测试的结果的图。

具体实施方式