一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材及其加工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及型材領(lǐng)域內(nèi)的一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，該鋁合金型材中包括質(zhì)量含量如下的組分：3%~5% 的Mg、2%~3.5%的Si、0.2%~0.8% 的Ni、1%~1.5% Sr、0.47%~1.88% La，余量為Al。其通過稱重、熔煉、固溶處理、擠出成形、冷拔及人工時效處理獲得。其具有良好的機械性能和導(dǎo)電性能，可用于各種高壓輸變電設(shè)備中，制成母線或?qū)Ь€，具有強度高、導(dǎo)電性好、易生產(chǎn)的優(yōu)點。
【專利說明】
一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁合金型材，特別涉及一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材及其 加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，鋁具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)電性僅次于銀和銅，但是純鋁的 機械強度較低，而鋁合金的機械強度比較好，但是其導(dǎo)電性能又往往不足，導(dǎo)電性能和機械 強度之間存在較大的矛盾，難以獲得機械強度、鑄造性能及導(dǎo)電性能均較好的鋁合金材料。
[0003] 為解決鋁合金的機械性能和導(dǎo)電性能之間的矛盾問題，現(xiàn)有技術(shù)中，人們經(jīng)過了 大量的嘗試，中國專利數(shù)據(jù)庫中公開了一種鋁銅鎂系硬鋁合金，其申請?zhí)枺?01410306359.1 ;申請日：2014-07-01;公開號：CN104046856A，【公開日】：2014-09-17，該鋁銅鎂系硬鋁合金由 鋁、銅、鎂、鋅、鈦以及鎳六種金屬成分組合而成，所述的鋁銅鎂系硬鋁合金中各成分所占重 量百分比分別為:所述的鋁占88.5%-92.9%，所述的銅占1.9%-2.8%，所述的鎂占2.3%-3.2%， 所述的鋅占1.7%-2.6%，所述的鈦占0.8%-1.6%，所述的鎳占0.4%-1.3%。通過在以鋁為基的 鋁合金中添加銅、鎂、鋅、鈦以及鎳等金屬元素，可以有效的提高鋁合金的強度，提高塑性， 方便后續(xù)的加工生產(chǎn)，并且具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性。該合金材料中，所形成的 合金晶粒均勻度及細化度均不足，從而使得其導(dǎo)電性能仍不夠好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材及其加工方法，使得該 型材具有更好的導(dǎo)電性能、機械強度和韌性，以便于后續(xù)的加工。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，該鋁合金型 材中包括質(zhì)量含量如下的組分： Mg 3%~5% Si 2%~3.5% Ni 0.2%~0.8% Sr 1%~1.5% La 0.47%~1.88% 余星為A1。
[0006] 上述型材中，Ni和La的摩爾比優(yōu)選為1: U
[0007] 上述具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材的加工方法，可依次按如下步驟進行： 1)按照如下重量的配比對物料稱重， Mg 3%~5% Si 2%~3.5% Ni 0.2%~0.8% Sr 1%~1.5% La 0.47%~1.88% 余S；為A1; 其中，Ni和La是通過換算成LaNi03的重量，以LaNi03作為原料加入到組合物中進行熔 煉的； 2) 將上述組合物在710~750 °C進行真空熔煉； 3) 將熔煉后的合金材料在520~550 °C進行固溶處理1-3小時； 4) 將固溶處理后的合金材料經(jīng)擠壓成型加工成管狀型材； 5) 將所述管狀型材經(jīng)冷拔加工，使其伸長量為25%~45%; 6) 在240~250°C進行人工時效處理48~96小時，消除其內(nèi)應(yīng)力，獲得具有良好導(dǎo)電性能 的鋁合金型材。
[0008] 本發(fā)明獲得的有具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，其具有較高的Mg含量，使得合 金具有較好的機械性能，具有強度高、氣密性好、鑄造性好的優(yōu)點； Sr具有細化鋁基固溶體 晶粒的效果;A1的活潑性大于Ni、La，被A1奪氧后Ni、La與原先固溶在鋁基中的Si可形成穩(wěn) 定類金屬化合物，并在晶界析出，改變了硅的形態(tài)和分布，凈化了鋁鎂形成的晶格，使得枝 晶間距被細化，同時提高了強度和可塑性。可用于各種高壓輸變電設(shè)備中，制成母線或?qū)?線，具有強度高、導(dǎo)電性好、易生產(chǎn)的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0009] 實施例1 第一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，該鋁合金型材中包括質(zhì)量含量如下的組分： Mg 3% Si 2% Ni 0.2% Sr 1% La 0.47% 余量為Al。
[0010] 該具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材的加工方法，按如下步驟進行： 1) 按照如下重量的配比對物料稱重， Mg 3% Si 2% Ni 0.2% Sr 1% La 0.47% 余S；為A1; 其中，Ni和La是通過換算成LaNi03的重量，以LaNi03作為原料加入到組合物中進行熔 煉的，因此Ni和La的摩爾比為1:1;在金屬加工過程中，A1和Ni可形成一種雷尼鎳合金，其化 學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，當鎳含量較高時，在空氣中可自燃，具有一定的危險性，通過LaNi0 3的方式 加入Ni和La，具有較高安全性； 2) 將上述組合物在710°C進行真空熔煉;熔煉過程是各種材料相互相互融合的過程，同 時也是凈化過程，原先存留在鋁中的氫可析出并被排出，浮雜和沉渣可被清除； 3) 將熔煉后的合金材料在520Γ進行固溶處理1-3小時；固溶處理是細化晶粒、凈化晶 格的過程，以提尚錯合金的強度和初性，同時，提尚其導(dǎo)電性能； 4) 將固溶處理后的合金材料經(jīng)擠壓成型加工成管狀型材； 5) 將所述管狀型材經(jīng)冷拔加工，使其伸長量為25%;冷拔處理使得晶間被拉伸，排列更 加有序;冷變形是提高銅合金硬度和導(dǎo)電率的有效措施； 6) 在240 °C進行人工時效處理48小時，消除其內(nèi)應(yīng)力，獲得具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金 型材。
[0011] 實施例2 第二種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，該鋁合金型材中包括質(zhì)量含量如下的組分： Mg 5% Si 3.5% Ni 0.8% Sr 1.5% La 1.88% 余量為Al。
[0012] 該具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材的加工方法，按如下步驟進行： 1) 按照如下重量的配比對物料稱重， Mg 5% Si 3.5% Ni 0.8% Sr 1.5% La 1.88% 余S；為A1; 其中，Ni和La是通過換算成LaNi03的重量，以LaNi03作為原料加入到組合物中進行熔 煉的，因此Ni和La的摩爾比為1:1; 2) 將上述組合物在750°C進行真空熔煉； 3) 將熔煉后的合金材料在550°C進行固溶處理3小時；4)將固溶處理后的合金材料經(jīng) 擠壓成型加工成管狀型材； 5) 將所述管狀型材經(jīng)冷拔加工，使其伸長量為45%; 6) 在250 °C進行人工時效處理96小時，消除其內(nèi)應(yīng)力，獲得具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金 型材。
[0013] 實施例3 第三種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，該鋁合金型材中包括質(zhì)量含量如下的組分： Mg 4% Si 3% Ni 0.6% Sr 1.2% La 1.41% 余量為Al。
[0014] 該具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材的加工方法，按如下步驟進行： 1)按照如下重量的配比對物料稱重， Mg 4% Si 3% Ni 0.6% Sr 1.2% La 1.41% 余S；為A1; 其中，Ni和La是通過換算成LaNi03的重量，以LaNi03作為原料加入到組合物中進行熔 煉的； 2)將上述組合物在720°C進行真空熔煉;熔煉過程是各種材料相互相互融合的過程， 同時也是凈化過程，原先存留在鋁中的氫可析出并被排出，浮雜和沉渣可被清除； 3) 將熔煉后的合金材料在530°C進行固溶處理2小時；固溶處理是細化晶粒、凈化晶格 的過程，以提尚錯合金的強度和初性，同時，提尚其導(dǎo)電性能； 4) 將固溶處理后的合金材料經(jīng)擠壓成型加工成管狀型材； 5) 將所述管狀型材經(jīng)冷拔加工，使其伸長量為35%;冷拔處理使得晶間被拉伸，排列更 加有序;冷變形是提高銅合金硬度和導(dǎo)電率的有效措施； 6) 在245 °C進行人工時效處理60小時，消除其內(nèi)應(yīng)力，獲得具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金 型材。
[0015] 實施例4 第四種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，該鋁合金型材中包括質(zhì)量含量如下的組分： Mg 3% Si 3.5% Ni 0.8% Sr 1% La 1.88% 余量為Al。
[0016] 該具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材的加工方法，按如下步驟進行： 1)按照如下重量的配比對物料稱重， Mg 3% Si 3.5% Ni 0.8% Sr 1% La 1.88% 余S；為A1; 其中，Ni和La是通過換算成LaNi03的重量，以LaNi03作為原料加入到組合物中進行熔 煉的： 2)將上述組合物在710°C進行真空熔煉； 3)將熔煉后的合金材料在550°C進行固溶處理2小時；固溶處理是細化晶粒、凈化晶格 的過程，以提尚錯合金的強度和初性，同時，提尚其導(dǎo)電性能； 4) 將固溶處理后的合金材料經(jīng)擠壓成型加工成管狀型材； 5) 將所述管狀型材經(jīng)冷拔加工，使其伸長量為45%; 6) 在250 °C進行人工時效處理48小時，消除其內(nèi)應(yīng)力，獲得具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金 型材。
[0017]上述獲得的具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，其性能如下表所示
上表結(jié)果表明，所生產(chǎn)的具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材具有機械強度大，導(dǎo)電性能 好的優(yōu)點。
[0018]本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一 些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，其特征在于：該鋁合金型材中包括質(zhì)量含量 如下的組分： Mg 3%~5°/〇 Si 2%~3·5% Ni 0.2%~0.8% Sr 1%~1.5% La 0.47%~1.88% 余為A1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材，其特征在于:Ni和La的 摩爾比為1:1。3. -種具有良好導(dǎo)電性能的鋁合金型材的加工方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 按照權(quán)利要求1的配比對物料稱重，其中 Mg 3%~5°/〇 Si 2%~3·5% Ni 0.2%~0.8% Sr 1%~1.5% La 0.47%~1.88% 余為A1; 其中，Ni和La是通過換算成LaNi03的重量，以LaNi03作為原料加入到組合物中進行熔煉 的； 2) 將上述組合物在710~750 °C進行真空熔煉； 3) 將熔煉后的合金材料在520~550 °C進行固溶處理1-3小時； 4) 將固溶處理后的合金材料經(jīng)擠壓成型加工成管狀型材； 5) 將所述管狀型材經(jīng)冷拔加工，使其伸長量為25%~45%; 6) 在240~250°C進行人工時效處理48~96小時，消除其內(nèi)應(yīng)力，獲得具有良好導(dǎo)電性能 的鋁合金型材。
【文檔編號】C21D9/08GK105970038SQ201610572327
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月20日
【發(fā)明人】成衛(wèi)兵, 房繼業(yè), 費恩花
【申請人】儀征海天鋁業(yè)有限公司