本發(fā)明涉及電力金具技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及了一種用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
電力金具是連接和組合電力系統(tǒng)中的各類裝置，起到傳遞機(jī)械負(fù)荷、電氣負(fù)荷及某種防護(hù)作用的金屬附件。大部分金具在運(yùn)行中需要承受較大的拉力，有的還要同時(shí)保證電氣方面接觸良好，它關(guān)系著導(dǎo)線或桿塔的安全，即使一只損壞，也可能造成線路故障，因此，金具的質(zhì)量、正確使用和安裝，對(duì)線路的安全送電有一定影響。
在電力金具的制造中材料是至關(guān)重要的一個(gè)方面，而現(xiàn)有的電力金具材料在韌性和耐磨性等方面的表現(xiàn)一般，并且隨著稀土元素的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，將稀土元素添加進(jìn)鋁合金材料中來(lái)改進(jìn)各方面的性能的嘗試暫時(shí)未有開(kāi)發(fā)，所以需要一種用于制造鋁合金電力電纜連接金具的鋁合金材料，來(lái)提高鋁合金材料的耐久性和適應(yīng)各種條件的性質(zhì)，改善加工性能。
在公開(kāi)號(hào)為cn106544551a的專利文件中，公開(kāi)了一種用于制造鋁合金電力電纜連接金具的鋁合金材料，包括以下重量份數(shù)配比的原料：銅0.10-0.15份、錳0.50-1.20份、硅0.20-0.50份、鋅0.10-0.70份、硼0.10-0.14份、鈷0.02-0.05份、鎂0.14-0.22份、錸0.05-0.10份、鐵0.10-0.30份、鎳0.08-0.12份、鈦0.10-0.20份、余量為鋁及微量雜質(zhì)。該用于制造鋁合金電力電纜連接金具的鋁合金材料，通過(guò)各組分的配合可以提高鋁合金材料的耐久性和適應(yīng)各種條件的性質(zhì)，改善加工性能，進(jìn)而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電力金具材料不耐磨及韌性不足的問(wèn)題；但其性能仍能進(jìn)一步加強(qiáng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料及其制備方法，具有較佳地強(qiáng)度和耐熱性，制備過(guò)程穩(wěn)定、有效，不易熱裂、偏折。
本發(fā)明提供的用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料，包括以下重量份的原料：
銅1.10-2.15份、錳0.50-1.20份、硅0.20-0.65份、鋅0.10-1.70份、鎂0.50-1.05份、硼0.10-0.14份、鐵0.10-0.30份、鉻0.12-0.20份、鎳0.08-0.12份、鈦0.10-0.20份、鋯0.02-0.04份、鈧0.04-0.06份、鉍0.03-0.07份，鋁100份。
作為優(yōu)選，還包括釩0.01-0.05份、鈣0.01-0.03份、鈹0.02-0.04份。
作為優(yōu)選，其中，銅1.50份、錳0.50份、硅0.65份、鋅0.10份、鎂1.05份、硼0.10份、鐵0.30份、鉻0.12份、鎳0.12份、鈦0.10份、鋯0.04份、鈧0.04份、鉍0.07份，鋁100份。
作為優(yōu)選，其中，銅2.00份、錳1.00份、硅0.45份、鋅1.25份、鎂0.85份、硼0.12份、鐵0.20份、鉻0.15份、鎳0.10份、鈦0.15份、鋯0.03份、鈧0.05份、鉍0.04份，鋁100份。
本發(fā)明還提供了用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)、按上述重量份稱取各種原料；
(2)、將鋁、鐵、鎂、錳、鋅、銅和硅投入熔煉爐，在700-720℃下進(jìn)行熔煉3-4h，融化完畢后攪拌均勻；加入鋁、硼、鉻、鎳、鈦、鋯、鈧、鉍、釩、鈣和鈹，升高穩(wěn)定至760℃，熔煉2-3h，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?/p>
(3)、精煉：靜置將鋁合金熔體在720-740℃下精煉，精煉時(shí)間不少于20min，扒浮渣，然后導(dǎo)入靜置爐再精煉一次，再靜置25-40min，然后澆入金屬模具中；
(4)、退火處理：加熱到280-300℃，保溫2-3h，然后冷卻到室溫；淬火處理：加熱到500℃，保溫4h，然后淬入60-100℃的水中；時(shí)效處理：加熱到175-185℃，保溫18h；
(5)、將熱處理后材料加工成所需尺寸，分別進(jìn)行室溫拉伸和高溫拉伸。
其中，
步驟(3)中的精煉是向鋁合金熔體中通入氮氯混合氣，所述氮氯混合氣中氮?dú)怏w積占總體積的89％。
步驟(2)中的攪拌速度為300-400r/min。
步驟(3)中的精煉過(guò)程加入精煉劑，精煉劑為石墨乳。
本發(fā)明的一種用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料及其制備方法，具有較佳地強(qiáng)度和耐熱性，制備過(guò)程穩(wěn)定、有效，不易熱裂、偏折，具體的有益效果如下：
(1)、硅是改善流動(dòng)性能的主要成份，可改善抗拉強(qiáng)度、硬度、切削性以及高溫時(shí)強(qiáng)度，提高鋁合金的鑄造性能；銅能提高抗拉強(qiáng)度和硬度，提高切削性；鎂能抑制晶粒間的腐蝕，提高強(qiáng)度、屈服極限和耐蝕性；鋅能提高流動(dòng)性，增加熱脆性；鐵能提高鋅的再結(jié)晶溫度，減緩再結(jié)晶的過(guò)程；錳能提高合金的耐熱性能，降低合金焊接時(shí)的裂紋傾向；鉻能改善鋁合金的韌性，降低應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的敏感性；鎳能提高抗拉強(qiáng)度和硬度，改善鋁合金的耐熱性；
(2)、鈦能細(xì)化合金的鑄態(tài)晶粒，增加晶粒接觸面積，提高機(jī)械性能，降低鋁合金的熱烈傾向；硼的加入有利于合金的加工，增加塑性；鈧能提高合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度；鉍能改善合金的鑄造性能；
(3)、釩能降低合金的熱裂傾向；鋯能細(xì)化晶粒，提高合金的再結(jié)晶溫度和固溶體的穩(wěn)定性，提高合金的耐熱性；鈣能提高鋁合金的塑性，能改善鋁合金的切削性能，也有利于除去鋁液中的氫；鈹減少熔鑄時(shí)的燒損和夾雜；
(4)、制備方法簡(jiǎn)單，能穩(wěn)定地制備出鋁合金，加工過(guò)程中不易熱裂、偏折；各種原料之間對(duì)應(yīng)比例的混合能有效地保證鋁合金的強(qiáng)度、耐熱性、耐蝕性和切削性。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的一種用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料，包括以下重量份的原料：
銅1.50份、錳0.50份、硅0.65份、鋅0.10份、鎂1.05份、硼0.10份、鐵0.30份、鉻0.12份、鎳0.12份、鈦0.10份、鋯0.04份、鈧0.04份、鉍0.07份，鋁100份。
本實(shí)施例中，還包括釩0.01份、鈣0.01份、鈹0.02份。
本實(shí)施例還提供了用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)、按上述重量份稱取各種原料；
(2)、將鋁、鐵、鎂、錳、鋅、銅和硅投入熔煉爐，在700℃下進(jìn)行熔煉3h，融化完畢后攪拌均勻；加入鋁、硼、鉻、鎳、鈦、鋯、鈧、鉍、釩、鈣和鈹，升高穩(wěn)定至760℃，熔煉2h，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?/p>
(3)、精煉：靜置將鋁合金熔體在720℃下精煉，精煉時(shí)間不少于20min，扒浮渣，然后導(dǎo)入靜置爐再精煉一次，再靜置25min，然后澆入金屬模具中；
(4)、退火處理：加熱到280℃，保溫2h，然后冷卻到室溫；淬火處理：加熱到500℃，保溫4h，然后淬入60℃的水中；時(shí)效處理：加熱到175℃，保溫18h；
(5)、將熱處理后材料加工成所需尺寸，分別進(jìn)行室溫拉伸和高溫拉伸。
其中，
步驟(3)中的精煉是向鋁合金熔體中通入氮氯混合氣，所述氮氯混合氣中氮?dú)怏w積占總體積的89％。
步驟(2)中的攪拌速度為300r/min。
步驟(3)中的精煉過(guò)程加入精煉劑，精煉劑為石墨乳。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的一種用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料，包括以下重量份的原料：
銅2.00份、錳1.00份、硅0.45份、鋅1.25份、鎂0.85份、硼0.12份、鐵0.20份、鉻0.15份、鎳0.10份、鈦0.15份、鋯0.03份、鈧0.05份、鉍0.04份，鋁100份。
本實(shí)施例中，還包括釩0.03份、鈣0.02份、鈹0.03份。
本實(shí)施例還提供了用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)、按上述重量份稱取各種原料；
(2)、將鋁、鐵、鎂、錳、鋅、銅和硅投入熔煉爐，在710℃下進(jìn)行熔煉3.5h，融化完畢后攪拌均勻；加入鋁、硼、鉻、鎳、鈦、鋯、鈧、鉍、釩、鈣和鈹，升高穩(wěn)定至760℃，熔煉2.5h，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?/p>
(3)、精煉：靜置將鋁合金熔體在730℃下精煉，精煉時(shí)間不少于20min，扒浮渣，然后導(dǎo)入靜置爐再精煉一次，再靜置35min，然后澆入金屬模具中；
(4)、退火處理：加熱到290℃，保溫2.5h，然后冷卻到室溫；淬火處理：加熱到500℃，保溫4h，然后淬入80℃的水中；時(shí)效處理：加熱到180℃，保溫18h；
(5)、將熱處理后材料加工成所需尺寸，分別進(jìn)行室溫拉伸和高溫拉伸。
其中，
步驟(3)中的精煉是向鋁合金熔體中通入氮氯混合氣，所述氮氯混合氣中氮?dú)怏w積占總體積的89％。
步驟(2)中的攪拌速度為350r/min。
步驟(3)中的精煉過(guò)程加入精煉劑，精煉劑為石墨乳。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料，包括以下重量份的原料：
銅2.15份、錳1.20份、硅0.65份、鋅1.70份、鎂1.05份、硼0.14份、鐵0.30份、鉻0.20份、鎳0.12份、鈦0.20份、鋯0.04份、鈧0.06份、鉍0.07份，鋁100份。
本實(shí)施例中，還包括釩0.05份、鈣0.03份、鈹0.04份。
本實(shí)施例還提供了用于制造電力電纜連接金具的鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)、按上述重量份稱取各種原料；
(2)、將鋁、鐵、鎂、錳、鋅、銅和硅投入熔煉爐，在720℃下進(jìn)行熔煉4h，融化完畢后攪拌均勻；加入鋁、硼、鉻、鎳、鈦、鋯、鈧、鉍、釩、鈣和鈹，升高穩(wěn)定至760℃，熔煉3h，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?/p>
(3)、精煉：靜置將鋁合金熔體在740℃下精煉，精煉時(shí)間不少于20min，扒浮渣，然后導(dǎo)入靜置爐再精煉一次，再靜置40min，然后澆入金屬模具中；
(4)、退火處理：加熱到300℃，保溫3h，然后冷卻到室溫；淬火處理：加熱到500℃，保溫4h，然后淬入100℃的水中；時(shí)效處理：加熱到185℃，保溫18h；
(5)、將熱處理后材料加工成所需尺寸，分別進(jìn)行室溫拉伸和高溫拉伸。
其中，
步驟(3)中的精煉是向鋁合金熔體中通入氮氯混合氣，所述氮氯混合氣中氮?dú)怏w積占總體積的89％。
步驟(2)中的攪拌速度為400r/min。
步驟(3)中的精煉過(guò)程加入精煉劑，精煉劑為石墨乳。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。