[发明专利]一种铁路用稀土铝合金电缆导体及制备方法

说明书

本发明属于电缆制造技术领域，特别涉及一种铁路用稀土铝合金电缆导体及制备方法。该铝合金电缆导体中各组分质量百分数为：Fe 0.8～1.2wt％，Cu 0.3～0.8wt％，Zn 0.05～0.1wt％，Zr 0.01～0.05wt％，B 0.01～0.05wt％，Ca 0.02～0.05wt％，稀土0.05～0.1wt％，Si含量小于0.05wt％，余量为Al；其中稀土为镧、镨、铈、钕、钪、钇组成的混合稀土；杂质元素Cr、Mn、V、Ti含量总和小于0.05wt％，其他杂质元素含量均小于0.005wt％。本发明提供的稀土铝合金导体具有优异的电性能、耐寒热、耐蚀和耐磨性能。

技术领域

本发明属于电缆制造技术领域，特别涉及一种铁路用稀土铝合金电缆导体及制备方法。

背景技术

随着铁路系统的快速发展，电缆导体材料要求具有轻质、耐寒热、耐蚀、耐磨、高导电率等综合优异性能。铜合金电缆比重大，难以满足敷设线路长，施工难度大的要求，而且我国铜资源匮乏，铜原材料主要依赖进口，线缆工业用铜量巨大，铜价长期保持高位，高昂的价格和巨大的用量给我国电缆工业带来了很大的负担。

铝与铜均具有优良的导电性，相对铜而言，铝合金具有更高的比强度，但目前的电工铝强度低，耐寒热、耐蚀、耐磨、抗蠕变性能较差，存在安全隐患，难以满足铁路对电缆的要求。

铝合金中添加适量稀土元素对精炼效果具有促进作用，可以有效细化铸态组织，与各种杂质元素形成化合物，消除有害杂质的影响，改善夹杂物形态，净化晶界，提高合金导电性能，形成的金属间化合物作为第二相能增加铝合金强韧性，提高合金力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路用稀土铝合金电缆导体及制备方法，具体技术方案如下：

一种铁路用稀土铝合金电缆导体，所述稀土铝合金电缆导体含有以下化学成分及质量百分比：Fe 0.8～1.2％，Cu 0.3～0.8％，Zn 0.05～0.1％，Zr 0.01～0.05％，B 0.01～0.05％，Ca 0.02～0.05％，稀土0.05～0.1％，Si含量小于0.05％，余量为Al。

所述稀土为镧、镨、铈、钕、钪、钇组成的混合稀土。

所述稀土铝合金电缆导体中杂质元素Cr、Mn、V、Ti含量总和小于0.05wt％，其他每种杂质元素含量均小于0.005wt％。

本发明采用硼、钙、稀土元素的复合微合金，与Ti，V，Cr，Mn等有害杂质形成金属化合物，能够消除有害杂质元素，净化合金熔体，减少杂质元素在铝基体中的固溶，提高晶界的洁净度，减少铝导体内部晶格的畸变和电位差，减少电子被散射的概率，提高铝导体的导电性、耐蚀性能；硼、稀土和钙还能细化合金组织，有效控制杂质的形态、尺寸和分布，提高铝导体的强度、韧性和耐磨性。

采用锆、钪和钇元素复合微合金，可以细化晶粒，显著提高铝合金再结晶温度和耐寒热性能。

所述稀土铝合金电缆导体的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照铝合金电缆导体设计化学成分，经配料、熔炼、精炼后，浇成铸锭，得到铝合金铸锭；

(2)对铝合金铸锭均匀化处理后进行热挤压，得到挤压棒材；

(3)在连续挤压机上对挤压棒材进行二次挤压，得到二次挤压棒线材；

(4)将二次挤压所得棒线材在拉拔机上进行拉拔，得到稀土铝合金导体；

(5)将拉拔所得稀土铝合金导体进行退火热处理；

上述方法所得稀土铝合金导体经过绞制，并在外部包裹绝缘保护层，制成电缆。

步骤(1)中所述铸锭浇注温度为725℃。

步骤(2)中所述挤压温度为480～540℃，挤压比100～200。