一種含Zn和稀土Y、Nb的鋁合金的制備及其處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含化和稀±Υ、佩的鉛合金的制備及其處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 在導(dǎo)電鉛中添加化元素抑制鉛合金再結(jié)晶最為顯著W，變形過程中產(chǎn)生的纖維 組織、高密度位錯、W及高密度、細小彌散的亞穩(wěn)相，可W使得電工圓鉛桿具有優(yōu)良 的綜合性能，但導(dǎo)電率會隨著含化量的增加而急劇下降，應(yīng)合理控制化的加入量。而稀± 可W與一些固溶于鉛中的有害雜質(zhì)元素形成了穩(wěn)定的金屬間化合物并在晶界析出，降低雜 質(zhì)在基體中的固溶度?，能提高鉛導(dǎo)體的導(dǎo)電率。因此，本實驗首先在電工圓桿中加入不同 含量的Zn元素，研究不同Zn含量對電工圓桿的影響，然后與前期實驗結(jié)果中最佳稀±添加 量（0. 2%的Υ、0. 15%的Nb)的稀±復(fù)合，皆在使電工圓桿既具有較好的導(dǎo)電性能，又有較高 的抗拉強度和一定的耐熱性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種含化和稀± Y、Nb的鉛合金的制備及其處 理工藝，已解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是；一種含化和稀± Y、Nb的鉛合金，原材料為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 99.7%的工業(yè)純鉛、含鋒量5%的41-化中間合金和含稀±￥、佩均為15%的41-￥、41- 佩中間合金。
[000引一種含化和稀± Y、Nb的鉛合金的制備及其處理工藝，將鉛錠加熱烙化，待鉛錠完 全烙化后，75(TC左右加入中間合金，并充分?jǐn)埌?，待其完全烙化后靜置15min，除去雜質(zhì)后 德鑄成012mmX200mm的鉛棒，最后將鉛棒經(jīng)過11道次的熱社和拉拔得到Φ3. 02mm的鉛 電工圓桿。
[0006] 本發(fā)明的有益效果；1)單獨添加化元素能提高電工圓桿的強度，但會降低其導(dǎo)電 性能。
[0007] 2)稀±與化互配加入后能改善導(dǎo)電性能，因為稀±元素可W使固溶在鉛基體中 的Si、化元素析出；稀±與化互配加入能提高強度，且效果優(yōu)于單獨添加化。
[000引 3)稀±與化互配加入后可細化晶粒，且稀± Y-化的細化效果較稀± Nb-化明 顯。
[0009] 4)稀±與化互配加入后，當(dāng)化的含量為0. 03% - 0. 04%時鉛電工圓桿既具有較 好的導(dǎo)電性能，又有較高的抗拉強度，綜合性能較佳。
【附圖說明】
[0010] 圖1為不同合金元素的金相照片； 圖2為不同合金元素的微觀形貌及能譜分析。
【具體實施方式】
[0011] 原材料為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 7%的工業(yè)純鉛、含鋒量5%的A1-化中間合金和含稀± Y、佩均為15%的A1-Y、A1-佩中間合金。
[0012] 將鉛錠放入剛玉巧巧中，在井式電阻爐中加熱烙化，待鉛錠完全烙化后， 75(TC左右加入中間合金，并充分?jǐn)埌?，待其完全烙化后靜置15min，除去雜質(zhì)后德鑄成 〇12mmX200mm的鉛棒，最后將鉛棒經(jīng)過11道次的熱社和拉拔得到Φ3. 02mm的鉛電工圓 桿。
[001引用Olympus-B肥光學(xué)顯微鏡進行金相組織觀察，用GB3048. 2-83的方法在QJ57 雙臂電橋上測量其電阻率，并在Instron-8501材料拉伸試驗機上測量試樣的力學(xué)性能。
[0014] 表1為電工圓桿的導(dǎo)電率與化元素加入量的關(guān)系曲線。由表1可知導(dǎo)電率隨化 含量的增加而下降，而且其下降趨勢隨著化含量的加入量增加逐漸趨于平緩。化降低導(dǎo)電 率主要原因為化是第五周期素，在最外層電子殼上只有2個電子，未充滿性很強，A1中自 由電子易轉(zhuǎn)移到該層電子殼層中，減少了定向運動的自由電子數(shù)量，因而降低了導(dǎo)電率。
[001引化與稀±復(fù)合加入對電工圓桿導(dǎo)電率的影響如表2所示，可知，導(dǎo)電率隨著化含 量的增加先下降后上升再下降的趨勢，在wUn)為0. 03% -0. 04%時出現(xiàn)了一個峰值。說明 稀±元素的加入，提高了電工圓桿的導(dǎo)電率，在一定程度上彌補化對導(dǎo)電率的不利影響。 因為稀±加入后，可使部分Si、化從固溶態(tài)轉(zhuǎn)變成析出態(tài)，從而對導(dǎo)電性有利。
[0016] 化單獨加入與化和稀±復(fù)合加入對電工圓桿抗拉強度影響關(guān)系曲線見表3所示。 由圖可W看出：電工圓桿的抗拉強度隨著含化量的增加不斷提高。送是由于化的加入起 到了細化晶粒的作用，且能與鉛發(fā)生置換固溶反應(yīng)，產(chǎn)生崎變阻礙位錯運動，使鉛電工圓桿 獲得了強化效果，因而提高了強度。Zn與稀±復(fù)合后抗拉強度的上升趨勢較單獨加 Zn明 顯，送是由于稀±也能與鉛發(fā)生置換固溶反應(yīng)產(chǎn)生崎變，且稀±元素可W精煉和凈化烙體， 降低微量雜質(zhì)元素的有害影響，產(chǎn)生強化效果。稀±與化互配加入后，由于送兩種元素的 強化作用，使電工圓桿的強度得到更大的提高。
[0017] 圖1為加入不同合金元素的金相組織對比照片，從圖中可W看出，化的加入細化 了晶粒，但化與稀±復(fù)合加入的細化效果則更加明顯。合金元素加入后形成的金屬間化合 物增加了有效核必的數(shù)量，且稀±是表面活性物質(zhì)，易在相界面和晶界上吸附偏聚，填補界 面上的缺陷，阻礙晶粒的長大W而達到細化晶粒的效果。
[001引圖2為添加不同合金元素的掃描電鏡背散射電子像。表1為圖中各點的能譜分析 結(jié)果。在純鉛晶界處有許多短柄狀或者針狀的相（圖a中1點)，由能譜分析可能為化AI3相； 加入化后，在晶內(nèi)和晶界處（圖b中2、3點）并沒有發(fā)現(xiàn)化元素，可能是此時加入化含量 太少，能譜儀不能探測出來；化和稀±復(fù)合加入后，分別對晶內(nèi)和晶界處進行能譜分析發(fā) 現(xiàn)其為稀±與Al、Fe、Si組成的復(fù)雜化合物，表明稀±能與固溶在鉛中的SiJe反應(yīng)，使之 由固溶態(tài)變?yōu)榱宋龀鰬B(tài)，送必將使鉛的導(dǎo)電率升高，從而對導(dǎo)電率的影響呈圖2所示的趨 勢。對圖2進行的能譜分析發(fā)現(xiàn)并沒有含Zn相的存在，表明當(dāng)添加 Zn含量不多時，Zn主 要是固溶于鉛基體中，沒有形成初生含化相而劣化力學(xué)性能，因而對抗拉強度的影響。
[0019]
1)單獨添加化元素能提高電工圓桿的強度，但會降低其導(dǎo)電性能。
[0020] 2)稀±與化互配加入后能改善導(dǎo)電性能，因為稀±元素可W使固溶在鉛基體中 的Si、化元素析出；稀±與化互配加入能提高強度，且效果優(yōu)于單獨添加化。
[0021] 3)稀±與化互配加入后可細化晶粒，且稀± Y-化的細化效果較稀±佩一化明 思。
[0022] 4)稀±與化互配加入后，當(dāng)化的含量為0. 03% - 0. 04%時鉛電工圓桿既具有較 好的導(dǎo)電性能，又有較高的抗拉強度，綜合性能較佳。
【主權(quán)項】
1. 一種含Zn和稀土 Y、Nb的鋁合金，其特征在于：原材料為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 7 %的工業(yè) 純鋁、含鋅量5%的A1-Zn中間合金和含稀土 Y、Nb均為15%的A1-Y、A1-Nb中間合金。2. 如權(quán)利要求1所述的一種含Zn和稀土 Y、Nb的鋁合金的制備及其處理工藝，其特征 在于：將鋁錠加熱熔化，待鋁錠完全熔化后，750°C左右加入中間合金，并充分?jǐn)嚢瑁渫?全熔化后靜置15min，除去雜質(zhì)后澆鑄成Φ 12_X 200_的鋁棒，最后將鋁棒經(jīng)過11道次的 熱軋和拉拔得到Φ3. 02mm的鋁電工圓桿。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含Zn和稀土Y、Nb的鋁合金，其特征在于：原材料為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.7％的工業(yè)純鋁、含鋅量5%的Al—Zn中間合金和含稀土Y、Nb均為15%的Al—Y、Al—Nb中間合金。將鋁錠加熱熔化，待鋁錠完全熔化后，750℃左右加入中間合金，并充分?jǐn)嚢?，待其完全熔化后靜置15min，除去雜質(zhì)后澆鑄成Ф12mm×200mm的鋁棒，最后將鋁棒經(jīng)過11道次的熱軋和拉拔得到Ф3.02mm的鋁電工圓桿。
【IPC分類】C22C21/10, C22C21/00, C22C1/03
【公開號】CN105506324
【申請?zhí)枴緾N201410512504
【發(fā)明人】溫興琴
【申請人】溫興琴
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月29日