一種耐熱鋁合金擴徑母線及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種耐熱鋁合金擴徑母線，其包括一軋紋鋁管及多條絞合在所述軋紋鋁管的外表面的鋁線，其特征在于，所述鋁線按質量百分比計算包含：鐵0.40～0.50％；銅0.20～0.25％；鋯0.08～0.10％；硼0.005～0.02％；稀土元素0.10％～0.20％；余量為鋁。本發明專利技術提供的耐熱鋁合金擴徑母線具有強度高、耐熱性好的特點，經測試額定拉斷力≥145.7kN，高溫額定拉斷力≥123.8kN，直流電阻(20℃)≤0.04039Ω/km。本發明專利技術還提供一種耐熱鋁合金擴徑母線的制備方法。

A heat resistant aluminum alloy expanding busbar and its preparation method

The present invention provides a heat-resistant aluminum alloy expanding busbar, which includes a rolled aluminum tube and a number of aluminum wires twisted on the outer surface of the rolled aluminum tube. The feature is that the aluminum wire is calculated by the mass percentage: Iron 0.40 to 0.50%; copper 0.20 to 0.25%; zirconium 0.08 ~ 0.10%; boron 0.005 to 0.02%; rare earth element 0.10. % to 0.20%; the allowance is aluminum. The heat-resistant aluminum alloy expanding busbar provided by the invention has the characteristics of high strength and good heat resistance. The rated pulling force is more than 145.7kN, the rated tensile strength of the high temperature is more than 123.8kN, and the DC resistance (20) is less than 0.04039 Omega /km. The invention also provides a preparation method of the heat resistant aluminum alloy expansion busbar.

【技術實現步驟摘要】
一種耐熱鋁合金擴徑母線及其制備方法
本專利技術屬于合金制造
，具體涉及一種耐熱鋁合金擴徑母線及其制備方法。
技術介紹
一般而言，擴徑母線承載的電流越大，則其運行溫度越高。目前應用較多的擴徑母線一般為電工鋁材料和稀土鋁材料，這類擴徑母線耐溫耐熱性能較差，其運行溫度一般不能高于90℃，而運行溫度的高低直接決定了擴徑母線的載流量。在擴徑母線實際運行過程中，因為通過的電流增大后，擴徑母線必然升溫。因此，如何在原有產品用料不變或用料更少的下，設計耐更高溫度、輸送容量更大并且綜合性能更強的擴徑母線成為未來擴徑母線的發展方向。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提出一種低成本且強度較高、耐熱性佳的耐熱鋁合金擴徑母線及其制備方法。一種耐熱鋁合金擴徑母線，其包括一軋紋鋁管及多條絞合在所述軋紋鋁管的外表面的鋁線，所述鋁線按質量百分比計算包含：鐵0.40～0.50％；銅0.20～0.25％；鋯0.08～0.10％；硼0.005～0.02％；稀土元素0.10％～0.20％；余量為鋁。一種耐熱鋁合金擴徑母線的制備方法，其包括以下步驟：S1：提供一軋紋鋁管，所述軋紋鋁管抗拉強度≥80MPa，氬弧焊焊接處抗拉強度≥80MPa；壁厚1.50±0.15mm，20℃時電阻率≤28.264nΩ·m；紋深度為3.5±0.5mm，軋紋節距為18.0～18.5mm；S2：鋁線的制備，所述鋁線按質量百分比計算包含：鐵0.40～0.50％；銅0.20～0.25％；鋯0.08～0.10％；硼0.005～0.02％；稀土元素0.10％～0.20％；余量為鋁；拉絲油溫度控制在60℃以內；單線直徑3.00±0.03mm；抗拉強度(平均)≥248MPa；抗拉強度(最小)≥241MPa；伸長率≥1.7％；強度殘存率≥90％；20℃直流電阻率≤31.347nΩ·m；S3：鋁線的靜置與選取，單線靜置16～20小時，選取抗拉強度波動范圍不超過25MPa的多根單線；S4：鋁線的絞制，將鋁線絞合至所述軋紋鋁管上，其中兩層鋁線由內到外的節徑比分別是9.5～12和9.0～10倍。本專利技術與現有技術相比所帶來的有益效果是：本專利技術提供的耐熱鋁合金擴徑母線強度高、耐熱性好，經測試額定拉斷力≥145.7kN，高溫額定拉斷力≥123.8kN，直流電阻(20℃)≤0.04039Ω/km，并且材料無毒、成本低。附圖說明圖1為本專利技術耐熱鋁合金擴徑母線的制備方法的工藝流程圖。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。本專利技術提供的一種耐熱鋁合金擴徑母線，其包括一軋紋鋁管及多條絞合在所述軋紋鋁管的外表面的鋁線，所述鋁線按質量百分比計算包含：鐵0.40～0.50％；銅0.20～0.25％；鋯0.08～0.10％；硼0.005～0.02％；稀土元素0.10％～0.20％；余量為鋁。其中，鐵元素來源于鐵劑，銅元素來源于銅絲，鋯元素來源于鋁鋯中間合金，硼元素來源于鋁硼中間合金，稀土元素來源于稀土合金。本實施方式中，所述稀土元素為錸，占比0.10～0.20。Zr能提高耐熱性能、強度和電阻率，降低延伸率，且對耐熱性能和電阻率影響特別顯著，但對強度和延伸率影響不顯著。對稀土A6電工鋁線和含Zr0.09％的耐熱鋁合金線分別在90℃和230℃保溫3h進行的試驗結果發現來看，未加Zr的普通鋁線在90℃和230℃保溫3h后，抗拉強度殘存率分別為96％和83％，而鋁鋯合金線的抗拉強度殘存率分別為100％和96％。Fe、Si也能提高耐熱性能、強度，但同時升高電阻率、降低延伸率，且對電阻率、強度和延伸率影響顯著，但對耐熱性能影響不如Zr顯著B和Re能提高耐熱性能、強度，降低延伸率，改善電阻率，但作用都比較小。本專利技術提供的耐熱鋁合金擴徑母線的鋁線的制備方法，其包括以下步驟：S1：提供一軋紋鋁管，所述軋紋鋁管抗拉強度≥80MPa，氬弧焊焊接處抗拉強度≥80MPa；壁厚1.50±0.15mm，20℃時電阻率≤28.264nΩ·m；紋深度為3.5±0.5mm，軋紋節距為18.0～18.5mm；S2：鋁線的制備，所述鋁線按質量百分比計算包含：鐵0.40～0.50％；銅0.20～0.25％；鋯0.08～0.10％；硼0.005～0.02％；稀土元素0.10％～0.20％；余量為鋁；拉絲油溫度控制在60℃以內；單線直徑3.00±0.03mm；抗拉強度(平均)≥248MPa；抗拉強度(最小)≥241MPa；伸長率≥1.7％；強度殘存率≥90％；20℃直流電阻率≤31.347nΩ·m；S3：鋁線的靜置與選取，單線靜置16～20小時，選取抗拉強度波動范圍不超過25MPa的多根單線；S4：鋁線的絞制，將鋁線絞合至所述軋紋鋁管上，其中兩層鋁線由內到外的節徑比分別是9.5～12和9.0～10倍。在鋁中添加適量的鋯(Zr)可顯著提高鋁的耐熱性能，添加Zr的耐熱鋁合金，其軟化溫度比電工鋁提高100℃，而且至150℃時的高溫性能仍然良好。如果按照在150℃下使用，比在90℃下使用，載流量可以提高61～65％，鋯元素的加入可以提高耐熱性，但對導電率來說，又是一種雜質。因此既要保證耐熱性，又不降低導電率，必須嚴格控制各種元素的加入量。還有，工藝條件和保溫爐的溫度必須適宜，溫度低了合金元素不能融化，溫度高了又產生吸氣問題，所以溫度的控制非常關鍵。所述鋁線在拉制完成后，必須靜置足夠的時間，才能再上機絞合至軋紋鋁管。之所以強調控制鋁線的靜置時間，是因為金屬拉制變形后，鋁線冷熱不均勻而造成的應力不均勻，容易使鋁線在絞合過程中發生背股、跳股、絞合不平整、不緊密等現象。為了保證擴徑母線絞合達到要求，在生產中將鋁線靜置16～20小時，以達到高強度耐熱鋁合金鋁線在同一溫度下絞合的目的。以下結合具體實施方式介紹本專利技術的耐熱鋁合金擴徑母線及其制備方法。實施例1本實施例提供了一種耐熱鋁合金擴徑母線，以10kg鋯含量為10％的鋁鋯中間合金、4kg硼含量為3％的鋁硼中間合金、5kg稀土元素含量為10％的稀土合金、2.3kg銅絲為來料進行耐熱鋁合金擴徑母線的鋁線的制備。制備過程如下：向1噸純鋁液中依次加入4.3kg鐵劑、2.3kg銅絲、4kg鋁硼中間合金、5kg稀土合金，于740℃下進行精煉，精煉劑添加量為0.15％，精煉時長20分鐘，精煉完畢后扒渣，再添加10kg鋁鋯中間合金，充分攪拌后再次于740℃下進行精煉，精煉劑添加量為0.15％，精煉時長20分鐘，精煉完畢后扒渣，取樣分析成分，不靜置進行后續生產。將配料完成的鋁合金材料裝入爐中，在750℃下進行熔煉，保持溫度通過電磁攪拌同時進行人工攪拌，攪拌15分鐘至均勻，于740℃下進行精煉，精煉劑添加量為0.15％，精煉時長20分鐘，精煉完畢后扒渣，取樣進行成分分析，確定成分符合要求后放出鋁水，過濾后進行澆鑄，鑄造溫度(小澆包位置)700℃，鑄造速度為350～440轉/分鐘，澆鑄完畢后軋制成耐熱鋁合金擴徑母線的鋁線，然后取樣進行成分分析，確定符合成分要求后收線，進行性能測試后將得到的成品入庫儲存備用。以上取樣分析結果均符合如下成分要求：鐵0.40～0.50％；銅0.20～0.25％；鋯0.08～0.10％；硼0.005～0.02％；稀土元素0.10％～0.20％。所得成品的額定拉斷力145.8kN，高溫額定拉斷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種耐熱鋁合金擴徑母線，其包括一軋紋鋁管及多條絞合在所述軋紋鋁管的外表面的鋁線，其特征在于，所述鋁線按質量百分比計算包含：

【技術特征摘要】
1.一種耐熱鋁合金擴徑母線，其包括一軋紋鋁管及多條絞合在所述軋紋鋁管的外表面的鋁線，其特征在于，所述鋁線按質量百分比計算包含：2.如權利要求1所述的耐熱鋁合金擴徑母線，其特征在于，所述稀土元素為錸，占比0.10～0.20。3.一種耐熱鋁合金擴徑母線的制備方法，其包括以下步驟：S1：提供一軋紋鋁管，所述軋紋鋁管抗拉強度≥80MPa，氬弧焊焊接處抗拉強度≥80MPa；壁厚1.50±0.15mm，20℃時電阻率≤28.264nΩ·m；紋深度為3.5±0.5mm，軋紋節距為18.0～20.0mm；S2：鋁線的制備，所述鋁線按質量百分比計算包含：鐵0.40～0.50％；銅0.20～0.25％；鋯0.0...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王國祥，陳光輝，張志寬，陳云志，
申請(專利權)人：王國祥，
類型：發明
國別省市：湖北,42