[发明专利]一种稀土La强化的铝基复合材料导线及其制造方法

说明书

本发明提供一种稀土La强化的铝基复合材料导线及其制造方法，稀土La强化的铝基复合材料，包括质量百分含量如下的各元素：Ti1‑4％；B 0.5‑2％；Mg0.5‑0.6％；Si0.5‑0.6％；Fe 0.1‑0.3％；La0‑1％；杂质≤0.1％；余量为Al。本发明还公开了稀土La强化的铝基复合材料单线的制备方法和采用稀土La强化的铝基复合材料单线绞合而成的稀土La强化的铝基复合材料导线。本发明稀土La强化的铝基复合材料导线在提高导电率的同时，还能保证导线的力学性能满足使用要求，在远距离输电过程中具备低弧垂、大跨越、导电性良好的特性。

技术领域

本发明涉及材料技术，尤其涉及一种稀土La强化的铝基复合材料导线及其制造方法。

背景技术

随着国民经济的快速增长，电力的需求在不断增加，尤其是人口稠密的大城市对电能的需求更大，因此对电能输送过程中的导线要求也越来越高。

铝的导电性和导热性能仅次于银、铜，但是铝的密度小，数英里长度的电缆质量可减轻数吨，而且铝的价格相对较低。目前已经出现了用铝代替铜制造电线电缆的趋势。

导线在应用过程中不仅要有良好的导电率，而且还需要具有较好的力学性能来承受自重和环境载荷。与铝合金相比，铝基复合材料比强度和比刚度更高，热膨胀系数更低，耐疲劳和耐磨性也优于一般的铝合金。因此铝基复合材料导线具有广阔的市场前景。

稀土元素化学性质活泼，几乎能和所有的元素相互作用。因其具有有效、稳定的变质作用，被深入应用到现代科学技术诸多领域，被誉为现代材料发展的“工业维生素”。

内部组织缺陷、固溶杂质元素种类及数量、元素存在形态是影响铝基复合材料的主要因素。在铝基复合材料中添加适量稀土元素，不仅可以达到晶粒细化的效果，还可以消除铝基复合材料中杂质的影响，使得复合材料得到净化，改善改善复合材料的电化学性能，提高耐腐蚀性能、导热性能、耐高温性能及降低热膨胀系数等。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前铝合金导线和铝基复合材料导线力学性能和导电率相互制约的问题，提出一种稀土La强化的铝基复合材料单线，采用该单线制成的稀土La强化的铝基复合材料导线在提高导电率的同时，还能保证导线的力学性能满足使用要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种稀土La强化的铝基复合材料，包括质量百分含量如下的各元素：

余量为Al。

进一步地，所述稀土La强化的铝基复合材料，包括质量百分含量如下的各元素：

余量为Al。

本发明的另一个目的还公开了一种稀土La强化的铝基复合材料单线，采用上述稀土La强化的铝基复合材料，其直径为2.0mm～4.2mm。

本发明的另一个目的还公开了一种稀土La强化的铝基复合材料单线的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、根据设计比例定量称取所需的原料，所述原料包括Al-Ti-B中间合金、Al-B合金、Al-Mg合金、Al-Si合金和Al-La合金中的一种或多种；将原料放入坩埚置于电阻炉中加热至750-780℃，保温20-40分钟，优选为30分钟；

步骤二、对步骤一熔体进行除气处理，除气2-6min(优选为5min)，之后对熔体进行2-4min(优选为3min)超声处理，完成后(使用打渣勺)除去熔体表面残渣，保温5-10min并适当搅拌后，将坩埚从电阻炉中取出，冷却至710-730℃(优选为720℃)浇注于金属模具中；

步骤三、将步骤二所制备的材料在560～570℃的条件下进行均匀化处理12-24h，随炉冷却至250-300℃后采用空冷的方式进行后续的冷却；