本發(fā)明涉及鋁合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體及制備方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)有色金屬，特別是輕金屬及其合金的應(yīng)用得到了越來(lái)越多人的關(guān)注，其中鋁及鋁合金的應(yīng)用最為引人注目，目前我國(guó)電線電纜的導(dǎo)體材料大部分采用是銅導(dǎo)體，但由于我國(guó)銅資源緊張，銅價(jià)居高不下，銅導(dǎo)體材料占據(jù)銅電線電纜成本的約70％。另外全球氣溫升高大氣污染備受各國(guó)關(guān)注，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于汽車(chē)燃油制品和排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定越發(fā)嚴(yán)格，節(jié)能減排及汽車(chē)輕量化變得十分重要。

銅和鋁是電纜傳輸用最好的材料，而鋁機(jī)械強(qiáng)度差容易折斷，容易腐蝕，當(dāng)短路過(guò)載發(fā)熱時(shí)容易產(chǎn)生氧化而導(dǎo)致接觸電阻增大，在汽車(chē)內(nèi)使用顯然是不合適的。

鋁合金是在鋁的基礎(chǔ)上增加了相關(guān)的微量元素，不但降低了純鋁的電阻率提高了其導(dǎo)電性能，更重要的是提高了拉伸強(qiáng)度、看彎曲抗壓蠕變等多種機(jī)械性能，在相同的電氣性能和機(jī)械性能要求下采用鋁合金更具有加大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)及綠色環(huán)保性。因此鋁合金導(dǎo)體材料的研究勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體及制備方法，具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率大以及電阻率小等優(yōu)良特征。

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體及制備方法，按重量百分比，包括以下組分：

Fe、0.1～0.6wt％；Si、0.05～0.1wt％；Zr、0.5～1.0wt％；Er、0.01～0.5wt％；Cu、0.01～0.3wt％；Mg、0.01～0.03wt％；B、0.01～0.03wt％；Y、0.05～0.5wt％、其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述的雜質(zhì)總量小于0.06％。

進(jìn)一步的，按重量百分比，包括以下組分：

Fe、0.2～0.4wt％；Si、0.05～0.08wt％；Zr、0.6～0.8wt％；Er、0.02～0.4wt％；Cu、0.1～0.2wt％；Mg、0.01～0.03wt％；B、0.01～0.03wt％；Y、0.1～0.3wt％、其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步的，按重量百分比，包括以下組分：

Fe、0.3wt％；Si、0.05wt％；Zr、0.6wt％；Er、0.03wt％；Cu、0.1wt％；Mg、0.02wt％；B、0.02wt％；Y、0.2wt％、其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體的制備方法，包括以下步驟：

1)將鋁錠進(jìn)行熔化，升溫至700～750℃將鋁錠熔化并進(jìn)行保溫，然后向鋁溶液中加入鋁鐵合金、鋁鎂硅合金，升溫至750～780℃保溫2小時(shí)，待全部熔化后，將合金溶液的溫度降低到600～650℃，然后添加銅、硼、鋯、鉺及稀土金屬釔并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，保證鋁合金溶液的均勻性；

2)合金溶液全部熔融經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入精煉劑、除渣?.5-5.5g進(jìn)行精煉、除渣工作，并將廢渣處理后對(duì)鋁合金溶液進(jìn)行保溫30～60分鐘，進(jìn)入鑄造機(jī)進(jìn)行鑄造得到鋁合金錠；

3)將得到的鋁合金錠經(jīng)過(guò)連續(xù)軋制制成9.5mm鋁合金桿，在經(jīng)過(guò)拉絲制成鋁合金單線，并通過(guò)絞合成鋁合金絞線，將絞合后的鋁合金絞線放置在時(shí)效退火爐中300～340℃的溫度下退火5～10h，即可得到高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體。

進(jìn)一步的，步驟1)中熔化鋁錠時(shí)保持溫度在720℃，加入鋁鐵合金、鋁鎂硅合金，升溫至770℃保溫2小時(shí)。

進(jìn)一步的，步驟2)中放入的除渣劑5g進(jìn)行除渣。

進(jìn)一步的，步驟3)中，將絞合后的鋁合金絞線放置在時(shí)效退火爐中320℃的溫度下退火8h。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明在合金中加入了少量的鐵主要起到了強(qiáng)化鋁合金強(qiáng)度的作用，特別是增加了鋁合金的拉伸強(qiáng)度、屈服極限以及抗壓蠕變性能，而且鐵對(duì)鋁的電導(dǎo)率影響較??；

本發(fā)明在合金中加入了少量的銅，改善了鋁合金的加工性能，提高鋁合金的耐蠕變性及和熱穩(wěn)定性，但加入的含量均應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)；本發(fā)明在合金中加入了少量的硅，加工過(guò)程中形成的硅化鐵(二硅化鐵)會(huì)極大的增加鋁合金的抗氧化和導(dǎo)電性能，硅酸鋁也可在一定程度上增加鋁合金的抗氧化性和導(dǎo)電性及耐候性能；

本發(fā)明在合金中加入了少量的硼、鋯和鉺，硼可以有效的提高鋁合金的導(dǎo)電性能；鋯和鉺可以有效的細(xì)化鋁合金晶粒，提高鋁合金的耐熱性能并凈化鋁合金基體；

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明是通過(guò)多種微量元素的添加，改善鋁合金導(dǎo)體的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)部形成穩(wěn)定的機(jī)體組織和穩(wěn)定不易分解的晶界，通過(guò)多組元的協(xié)同作用，提高了鋁合金的高溫抗蠕變性能，提高了鋁合金的電導(dǎo)率并增加了鋁合金的拉伸強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性。所制備的鋁合金導(dǎo)體材料導(dǎo)電率達(dá)到了62％IACS，抗拉強(qiáng)度不小于170MPa。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體及制備方法，按重量百分比，包括以下組分：

Fe、0.3wt％；Si、0.05wt％；Zr、0.6wt％；Er、0.1wt％；Cu、0.02wt％；Mg、0.02wt％；B、0.02wt％；Y、0.2wt％、其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。

加入了少量的鐵主要起到了強(qiáng)化鋁合金強(qiáng)度的作用，特別是增加了鋁合金的拉伸強(qiáng)度、屈服極限以及抗壓蠕變性能，而且鐵對(duì)鋁的電導(dǎo)率影響較小；

在合金中加入了少量的銅，改善了鋁合金的加工性能，提高鋁合金的耐蠕變性及和熱穩(wěn)定性，但加入的含量均應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)；

加入了少量的硅，加工過(guò)程中形成的硅化鐵(二硅化鐵)會(huì)極大的增加鋁合金的抗氧化和導(dǎo)電性能，硅酸鋁也可在一定程度上增加鋁合金的抗氧化性和導(dǎo)電性及耐候性能；

加入了少量的硼、鋯和鉺，硼可以有效的提高鋁合金的導(dǎo)電性能；鋯和鉺可以有效的細(xì)化鋁合金晶粒，提高鋁合金的耐熱性能并凈化鋁合金基體。

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體的制備方法，包括以下步驟：

1)將鋁錠進(jìn)行熔化，升溫至720℃將鋁錠熔化并進(jìn)行保溫，然后向鋁溶液中加入鋁鐵合金、鋁鎂硅合金，升溫至760℃保溫2小時(shí)，待全部熔化后，將合金溶液的溫度降低到620℃，然后添加銅、硼、鋯、鉺及稀土金屬釔并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，保證鋁合金溶液的均勻性；

2)合金溶液全部熔融經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入精煉劑、除渣?g進(jìn)行精煉、除渣工作，并將廢渣處理后對(duì)鋁合金溶液進(jìn)行保溫45分鐘，進(jìn)入鑄造機(jī)進(jìn)行鑄造得到鋁合金錠；

3)將得到的鋁合金錠經(jīng)過(guò)連續(xù)軋制制成9.5mm鋁合金桿，在經(jīng)過(guò)拉絲制成鋁合金單線，并通過(guò)絞合成鋁合金絞線，將絞合后的鋁合金絞線放置在時(shí)效退火爐中340℃的溫度下退火6h，即可得到高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體。

實(shí)施例2

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體及制備方法，按重量百分比，包括以下組分：

Fe、0.3t％；Si、0.05wt％；Zr、0.8wt％；Er、0.05wt％；Cu、0.1wt％；Mg、0.02wt％；B、0.02wt％；Y、0.35wt％、其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體的制備方法，包括以下步驟：

1)將鋁錠進(jìn)行熔化，升溫至720℃將鋁錠熔化并進(jìn)行保溫，然后向鋁溶液中加入鋁鐵合金、鋁鎂硅合金，升溫至780℃保溫2小時(shí)，待全部熔化后，將合金溶液的溫度降低到650℃，然后添加銅、硼、鋯、鉺及稀土金屬釔并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，保證鋁合金溶液的均勻性；

2)合金溶液全部熔融經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入精煉劑、除渣?g進(jìn)行精煉、除渣工作，并將廢渣處理后對(duì)鋁合金溶液進(jìn)行保溫30分鐘，進(jìn)入鑄造機(jī)進(jìn)行鑄造得到鋁合金錠；

3)將得到的鋁合金錠經(jīng)過(guò)連續(xù)軋制制成9.5mm鋁合金桿，在經(jīng)過(guò)拉絲制成鋁合金單線，并通過(guò)絞合成鋁合金絞線，將絞合后的鋁合金絞線放置在時(shí)效退火爐中340℃的溫度下退火5h，即可得到高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體。

由上述實(shí)施例一和實(shí)施例二得到的鋁合金導(dǎo)體的性能參數(shù)詳見(jiàn)下表：

由上述可知，根據(jù)與GB/T30552-2014《電纜導(dǎo)體用鋁合金線》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相比較，上表中R表示標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的退火后軟態(tài)的狀態(tài)表示。本發(fā)明實(shí)施例所得

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體具有優(yōu)良的拉伸性能及抗壓縮蠕變性能，且有較高的導(dǎo)電率，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中安全、可靠性高，同時(shí)大大提高了鋁合金電纜產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和使用壽命。

實(shí)施例3

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體及制備方法，按重量百分比，包括以下組分：

Fe、0.3wt％；Si、0.05wt％；Zr、0.6wt％；Er、0.03wt％；Cu、0.1wt％；Mg、0.02wt％；B、0.02wt％；Y、0.2wt％、其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體的制備方法，包括以下步驟：

1)將鋁錠進(jìn)行熔化，升溫至720℃將鋁錠熔化并進(jìn)行保溫，然后向鋁溶液中加入鋁鐵合金、鋁鎂硅合金，升溫至770℃保溫2小時(shí)，待全部熔化后，將合金溶液的溫度降低到600℃，然后添加銅、硼、鋯、鉺及稀土金屬釔并進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，保證鋁合金溶液的均勻性；

2)合金溶液全部熔融經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入精煉劑、除渣?g進(jìn)行精煉、除渣工作，并將廢渣處理后對(duì)鋁合金溶液進(jìn)行保溫45分鐘，進(jìn)入鑄造機(jī)進(jìn)行鑄造得到鋁合金錠；

3)將得到的鋁合金錠經(jīng)過(guò)連續(xù)軋制制成9.5mm鋁合金桿，在經(jīng)過(guò)拉絲制成鋁合金單線，并通過(guò)絞合成鋁合金絞線，將絞合后的鋁合金絞線放置在時(shí)效退火爐中320℃的溫度下退火7h，即可得到高強(qiáng)度高導(dǎo)電汽車(chē)電線用鋁合金導(dǎo)體。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明是通過(guò)多種微量元素的添加，改善鋁合金導(dǎo)體的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)部形成穩(wěn)定的機(jī)體組織和穩(wěn)定不易分解的晶界，通過(guò)多組元的協(xié)同作用，提高了鋁合金的高溫抗蠕變性能，提高了鋁合金的電導(dǎo)率并增加了鋁合金的拉伸強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性。所制備的鋁合金導(dǎo)體材料導(dǎo)電率達(dá)到了62％IACS，抗拉強(qiáng)度不小于170MPa。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。