[发明专利]一种合金导体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及导体技术领域，公开了一种合金导体材料及其制备方法和应用，该合金导体材料包含Al，按重量百分数计，还包括如下组分：5.5～6.5wt％Si、0.25～0.45wt％Mg、杂质元素Fe≤0.15wt％。本发明合金导体材料基于Al、Si、Mg、Fe元素的合理配比和协同作用，在满足导电率的前提下，同时具有良好的力学性能；在20℃时，本发明合金导体材料的抗拉强度≥310Mpa，导电率≥43.0％IACS。本发明制备方法简单，流程短，造价低廉且易实现产业化批量生产。

技术领域

本发明涉及导体技术领域，特别涉及一种合金导体材料及其制备方法和应用。

背景技术

合金导体材料是目前电气工业的重要基础材料之一。铝及铝合金具有密度小、比强度高、导电导热性能好等优点，在汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。近年来，随着电气电工行业的发展，铝及铝合金越来越多地应用于电线电缆、电器开关等领域，以取代目前广泛应用的铜及铜合金导体。

目前，保持合金导体材料组成元素含量在低水平下可保证其导电率达到使用要求，但力学性能很难得到大幅度提升；提高合金导体材料组成元素的含量易导致导电率迅速降低，从而很难满足合金导体材料有效传输电流的目的，增加电能损耗。

发明内容

本发明目的在于提供一种合金导体材料，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种合金导体材料，包含Al，按重量百分数计，还包括如下组分：5.5～6.5wt％Si、0.25～0.45wt％Mg、杂质元素Fe≤0.15wt％。

优选地，包含Al，按重量百分数计，还包括如下组分：5.8～6.5wt％Si、0.3～0.45wt％Mg、杂质元素Fe≤0.11wt％。

优选地，还包括其它不可避免的杂质元素，所述其它不可避免的杂质元素的总含量≤0.01wt％。其它不可避免的杂质元素包括Cr、Mn、Ti等。

本发明的第二个目的在于提供上述合金导体材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铝锭熔化并加热至700～730℃，然后加入镁材和硅进行熔炼，完全熔化后得到合金熔体；

S2、将所述合金熔体进行熔体处理，所述熔体处理依次包括除气、除渣、细化和变质处理；具体的，向所述合金熔体中通入惰性气体，如通入氩气或氦气进行除气，然后加入无钠精炼清渣剂进行除渣，再加入细化剂(铝钛硼中间合金)和变质剂(铝锶中间合金)，进行细化和变质处理；

S3、将经过所述熔体处理后的合金熔体进行浇注成型、固溶和时效处理，得到所述合金导体材料。

本发明熔体处理通过除气、除渣、细化和变质处理在一道工序中完成，熔体处理总时间为8～13min，与传统的熔体处理工艺相比，传统的熔体处理工艺是先加入细化剂搅拌均匀后加入变质剂，然后除渣，最后通入惰性气体除气，一次熔体处理的时间至少需要20min，本发明提高了熔体处理的效率，缩短了流程。

优选地，S1中，所述铝锭为纯度≥99.7的高纯铝锭，所述镁材为纯度≥99.7的高纯镁材，所述硅为纯度≥99.8的高纯硅。

优选地，S3中，所述浇注成型采用低压浇注方式，通过水冷对模具进行降温处理，所述低压浇注的温度为700～730℃，保压压力为0.6～0.8bar，保压时间为360～480min。

优选地，S3中，所述固溶处理的温度为540～545℃，保温时间为8～10h，淬火水温为30～80℃。

优选地，S3中，所述时效处理的温度为200～220℃，保温时间为6～8h。

优选地，S3中，所述浇注成型后，还包括利用高速带锯对铸件进行去除浇口处理。