[发明专利]一种基于TiB2p

说明书

本发明提供一种基于TiB_2p/Al复合材料的低弧垂大跨越输电导线及其制备方法，所述低弧垂大跨越输电导线的制备方法，包括以下步骤：熔炼：将游离Ti母材和Al‑3wt.％B中间合金放入坩埚内加热保温，然后进行合金化；b、在熔体中通入高纯氩气进行除气；c、将熔体浇注至钢模；均匀化处理：采用马弗炉保温处理，随炉冷却；挤压：挤压前采用电磁感应加热，然后将样品送至挤压筒；固溶后迅速淬火；拉拔：时效处理后制备得到基于TiB_2p/Al复合材料的低弧垂大跨越输电导线。本发明低弧垂大跨越输电导线的制备工艺简单，成本低廉，制备出的材料具有优良的力学性能和导电性能。

技术领域

本发明涉及新材料技术，尤其涉及一种基于TiB_2p/Al复合材料的低弧垂大跨越输电导线及其制备方法。

背景技术

目前，高性能铝合金导线是电力行业急需的输电材料。导电铝合金的成分设计中，导电性和强度通常是一组相互矛盾的性能，很难做到两者的同时提高，因此如何通过材料的成分设计和微结构设计实现一种性能大幅度提高，而另一种性能微弱降低成为制备高性能导电铝材的关键。TiB₂陶瓷颗粒增强铝基复合材料不仅兼顾优异的导电性，而且通过第二相强化的方法提高材料的强度，且 TiB₂陶瓷相具有类似于石墨的晶体结构，意外地具备优异的导电性(11.94％ IACS)，因此并不会对导体的导电性造成巨大的损害。

全铝合金导线在架空输电导线的应用过程中存在的关键问题之一是铝合金本身的弹性模量较低，导致导线的刚度较低，产生的弧垂较大，在恶劣的服役环境中容易发生断裂，因此需要采用缩短架线距离的方法解决，进而提高了架线成本。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前全铝合金导线刚度较低，容易发生断裂的问题，提出一种基于TiB_2p/Al复合材料的低弧垂大跨越输电导线的制备方法，其工艺简单，成本低廉，制备出的材料具有优良的力学性能和导电性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于TiB_2p/Al复合材料的低弧垂大跨越输电导线的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)熔炼：a、将游离Ti母材和Al-3wt.％B中间合金(含有3wt.％ B的铝材，主要第二相组成为AlB₂)同时放入石墨黏土坩埚内，在井式熔炼电阻炉中加热至750～780℃，保温20～30min，再放入Al-10wt.％Mg中间合金(含有10wt.％Mg的铝材)和Al-12wt.％Si中间合金(含有12wt.％Si 的铝材)；b、在熔体中通入高纯氩气进行除气3～10min，防止氢含量超标发生氢脆；c、在720～750℃浇注温度下将熔体浇注至钢模；

步骤(2)均匀化处理：采用马弗炉在560～570℃保温处理12～24h，随炉冷却至250～300℃，为防止析出相粗化，采用空冷的方式进行后续的冷却；

步骤(3)挤压：挤压前采用电磁感应加热至350～400℃，然后将样品送至挤压筒，在0.2～0.5m/min挤压速度下进行挤压；

步骤(4)固溶：固溶温度550～570℃，固溶时间30～60min，然后迅速淬火；

步骤(5)拉拔：拉拔在线退火温度290～310℃，拉拔速度0.5～1m/min；

步骤(6)时效：时效处理工艺为150～190℃，3～5h。

进一步地，所述TiB_2p/Al复合材料中TiB₂颗粒的含量为3～5wt.％。