高强度高电导率铝钪合金及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106676334A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201611132305.3(22)申请日2016.12.09(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人应韬曾小勤谷立东王乐耘李德江丁文江(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22F1/04(2006.01)C22C1/03(2006.01)H01B1/02(2006.01)H01B5/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称高强度高电导率铝钪合金及其制备方法和用途(57)摘要本发明提供了一种高强度高电导率铝钪合金及其制备方法和用途，该合金的成分含量为：钪Sc的含量为0.2～0.4wt％，锆Zr的含量为0.01～0.15wt％，锰Mn的含量为0.1～0.3wt％，其他杂质元素含量≤0.1％，其余为铝Al。具体制备方法为：以纯Al锭、AlSc中间合金、AlZr中间合金、AlMn中间合金为原料，按比例配置放入熔炼炉中，对熔体搅拌、精炼、净化、除气、扒渣静置处理后浇注成铸锭，然后按挤压比25挤压成铝合金棒材，棒材经过分级热处理，再通过拉丝机拉制成高强铝合金线材。本发明制备的含Sc铝合金导线的电导率≥61％IACS，合金抗拉强度大于240Mpa，屈服强度大于160Mpa，延伸率达8％，长期运行温度可达200℃。CN106676334ACN106676334A权利要求书1/1页1.一种高强度高电导率铝钪合金，其特征在于，包括按重量百分数计的如下元素：Sc0.2～0.4％，Zr0.01～0.15％，Mn0.1～0.3％，余量为Al和不可避免的杂质元素，其中，所述杂质元素的重量百分数不超过0.1％。2.一种如权利要求1所述的高强度高电导率铝钪合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备铝合金铸锭，并对所述铝合金铸锭进行热挤压；将所述铝合金铸锭在400～450℃下进行保温后，冷却至300～350℃进行保温，得到所述高强度高电导率铝钪合金。3.如权利要求2所述的高强度高电导率铝钪合金的制备方法，其特征在于，所述铝合金铸锭的制备方法为：将铝锭熔化成铝液后，加入铝钪中间合金、铝锆中间合金和铝锰中间合金；升温至730～740℃进行搅拌、静置后，在720～730℃进行精炼除气、除渣和保温静置后，在700～710℃下浇铸成铝合金铸锭。4.如权利要求3所述的高强度高电导率铝钪合金的制备方法，其特征在于，所述铝锭的纯度不低于99.9％；所述铝钪中间合金中，钪的重量百分数为2％；所述铝锆中间合金中，锆的重量百分数为10％；所述铝锰中间合金中，锰的重量百分数为10％。5.如权利要求2所述的高强度高电导率铝钪合金的制备方法，其特征在于，所述热挤压的温度为300～350℃，挤压比不低于25。6.如权利要求2所述的高强度高电导率铝钪合金的制备方法，其特征在于，所述铝合金铸锭在400～450℃下的保温时间为2min，在300～350℃下的保温时间为2～5h。7.一种如权利要求1所述的高强度高电导率铝钪合金在导线中的用途。2CN106676334A说明书1/5页高强度高电导率铝钪合金及其制备方法和用途技术领域[0001]本发明涉及一种高强度高电导率铝钪合金及其制备方法和用途，属于铝合金导体材料制造技术领域。背景技术[0002]铝合金密度低，比强度高，塑性和加工性能佳，无磁性，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，已发展成为在输电线路上最有望代替铜的金属导体材料。我国对电线电缆的需求量巨大，随着铜价格迅猛提升及资源的日益匮乏，近年来铝合金导体的研发和产业化发展备受关注，但其存在的质量问题不容回避。在使用中发现有铝线容易折断，强度、韧性不够高，电导率普遍在60％IACS以下，输电容量小，电能损失大，且具有接口松动问题，容易导致断电和起火等重大事故。因此开发高强高导的铝合金导体材料，具备高强度、高韧性与高电导率的结合，是实现国内“以铝代铜”的迫切途径。根据金属导电理论，晶体缺陷会使得传导电子增加电子散射，固溶强化效应对于铝合金电导率的影响是不利的，因此合金化元素应在铝基体中有尽量小的固溶度，且微量就足以对铝合金起较强的变质作用，以保证显著提高合金的力学性能。[0003]经检索，公开号为103060623A的中国发明专利，该发明涉及一种电缆用高钪含量铝合金导电线芯及其制备方法，其中：“导电线芯的组成按质量百分比构成为：Sc0.4～0.8wt％，Fe0.01～0.1wt％，富铈稀土0.01～0.1wt％，余量为铝。”该线芯的制备方法“其特征在于：所述混料是按配比量将纯度≥99.80％的