本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種導(dǎo)電特種鋁合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前架空輸電線路中使用最為廣泛的仍是鋼芯鋁絞線(ACSR)，該種導(dǎo)線量大面廣，生產(chǎn)和應(yīng)用較為成熟。但隨著技術(shù)進步及電力行業(yè)發(fā)展的需要，世界上許多國家的輸電線路上已廣泛使用各類鋁合金導(dǎo)線，主要有全鋁合金絞線(AAAC)、鋁合金芯鋁絞線(ACAR)、鋼芯鋁合金絞線(AACSR)等幾類。從合金線性能劃分，又可分為高強度鋁合金線、中強度鋁合金線以及耐熱系列鋁合金線。但目前國內(nèi)的輸電線路用鋁合金導(dǎo)線的導(dǎo)電性能較弱、抗拉強度低等現(xiàn)狀。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電特種鋁合金材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料，由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成：鎂2.57-2.63％、鎳1.26-1.49％、銀0.36-0.67％、鍺0.11-0.20％、錳0.044-0.049％、鎳0.026-0.037％，余量為鋁。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述導(dǎo)電特種鋁合金材料，由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成：鎂2.60-2.61％、鎳1.33-1.40％、銀0.47-0.50％、鍺0.16-0.17％、錳0.047-0.048％、鎳0.029-0.032％，余量為鋁。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述導(dǎo)電特種鋁合金材料，由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成：鎂2.61％、鎳1.36％、銀0.49％、鍺0.17％、錳0.048％、鎳0.031％，余量為鋁。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述導(dǎo)電特種鋁合金材料中鋁的原料來源于電子設(shè)備的回收。

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)準(zhǔn)備及預(yù)處理：按照鋁合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的原料進行收集準(zhǔn)備，其中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，其中含鎂元素的原料和含鎳元素的原料分別經(jīng)過煅燒磨粉并進行電解提純，其余銀、鍺、錳、鎳元素分別直接采用純金屬材料，接著將各元素的純粉末按照比例進行研磨，研磨后放置混料機中混合，混勻后金屬粉末的平均粒度d小于等于100μm；

(2)熔煉及成型：在氬氣的保護下，將金屬粉末與，隨后放置在中頻感應(yīng)加熱爐中進行熔煉，升溫速度為50℃/min，直至升溫至1300℃，保溫42min，隨后進行冷卻，冷卻至632.7℃，澆注到模具中，靜置后進行脫模成型，即得導(dǎo)電特種鋁合金材料。

作為本發(fā)明進一步的方案：具體步驟(1)中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，所述電解方法進行提純操作具體為將含鋁元素的原料加入到電解槽中獲得鋁熔體，隨后加入冰晶石和鈦白粉加熱獲得電解質(zhì)熔鹽，控制溫度為823℃，電壓為6.2V，通電電解，冷凝后獲得固態(tài)鋁塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明制備的導(dǎo)電特種鋁合金材料，具有低成本、電學(xué)性能優(yōu)異、可大規(guī)模生產(chǎn)等有益特征，且可在-20℃至60℃下長期使用，強度、導(dǎo)電性能和耐熱性能指標(biāo)都可達到超耐熱合金的國際標(biāo)準(zhǔn)。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。

實施例1

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料，由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成：鎂2.57％、鎳1.26％、銀0.36％、鍺0.11％、錳0.044％、鎳0.026％，余量為鋁；所述導(dǎo)電特種鋁合金材料中鋁的原料來源于電子設(shè)備的回收。

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)準(zhǔn)備及預(yù)處理：按照鋁合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的原料進行收集準(zhǔn)備，其中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，其中含鎂元素的原料和含鎳元素的原料分別經(jīng)過煅燒磨粉并進行電解提純，其余銀、鍺、錳、鎳元素分別直接采用純金屬材料，接著將各元素的純粉末按照比例進行研磨，研磨后放置混料機中混合，混勻后金屬粉末的平均粒度d小于等于100μm；

(2)熔煉及成型：在氬氣的保護下，將金屬粉末與，隨后放置在中頻感應(yīng)加熱爐中進行熔煉，升溫速度為50℃/min，直至升溫至1300℃，保溫42min，隨后進行冷卻，冷卻至632.7℃，澆注到模具中，靜置后進行脫模成型，即得導(dǎo)電特種鋁合金材料。

其中：具體步驟(1)中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，所述電解方法進行提純操作具體為將含鋁元素的原料加入到電解槽中獲得鋁熔體，隨后加入冰晶石和鈦白粉加熱獲得電解質(zhì)熔鹽，控制溫度為823℃，電壓為6.2V，通電電解，冷凝后獲得固態(tài)鋁塊。

實施例2

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料，由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成：鎂2.60％、鎳1.33％、銀0.47％、鍺0.16％、錳0.047％、鎳0.029％，余量為鋁；所述導(dǎo)電特種鋁合金材料中鋁的原料來源于電子設(shè)備的回收。

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)準(zhǔn)備及預(yù)處理：按照鋁合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的原料進行收集準(zhǔn)備，其中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，其中含鎂元素的原料和含鎳元素的原料分別經(jīng)過煅燒磨粉并進行電解提純，其余銀、鍺、錳、鎳元素分別直接采用純金屬材料，接著將各元素的純粉末按照比例進行研磨，研磨后放置混料機中混合，混勻后金屬粉末的平均粒度d小于等于100μm；

(2)熔煉及成型：在氬氣的保護下，將金屬粉末與，隨后放置在中頻感應(yīng)加熱爐中進行熔煉，升溫速度為50℃/min，直至升溫至1300℃，保溫42min，隨后進行冷卻，冷卻至632.7℃，澆注到模具中，靜置后進行脫模成型，即得導(dǎo)電特種鋁合金材料。

其中：具體步驟(1)中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，所述電解方法進行提純操作具體為將含鋁元素的原料加入到電解槽中獲得鋁熔體，隨后加入冰晶石和鈦白粉加熱獲得電解質(zhì)熔鹽，控制溫度為823℃，電壓為6.2V，通電電解，冷凝后獲得固態(tài)鋁塊。

實施例3

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料，由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成：鎂2.61％、鎳1.36％、銀0.49％、鍺0.17％、錳0.048％、鎳0.031％，余量為鋁；所述導(dǎo)電特種鋁合金材料中鋁的原料來源于電子設(shè)備的回收。

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)準(zhǔn)備及預(yù)處理：按照鋁合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的原料進行收集準(zhǔn)備，其中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，其中含鎂元素的原料和含鎳元素的原料分別經(jīng)過煅燒磨粉并進行電解提純，其余銀、鍺、錳、鎳元素分別直接采用純金屬材料，接著將各元素的純粉末按照比例進行研磨，研磨后放置混料機中混合，混勻后金屬粉末的平均粒度d小于等于100μm；

(2)熔煉及成型：在氬氣的保護下，將金屬粉末與，隨后放置在中頻感應(yīng)加熱爐中進行熔煉，升溫速度為50℃/min，直至升溫至1300℃，保溫42min，隨后進行冷卻，冷卻至632.7℃，澆注到模具中，靜置后進行脫模成型，即得導(dǎo)電特種鋁合金材料。

其中：具體步驟(1)中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，所述電解方法進行提純操作具體為將含鋁元素的原料加入到電解槽中獲得鋁熔體，隨后加入冰晶石和鈦白粉加熱獲得電解質(zhì)熔鹽，控制溫度為823℃，電壓為6.2V，通電電解，冷凝后獲得固態(tài)鋁塊。

實施例4

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料，由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成：鎂2.61％、鎳1.40％、銀0.50％、鍺0.17％、錳0.048％、鎳0.032％，余量為鋁；所述導(dǎo)電特種鋁合金材料中鋁的原料來源于電子設(shè)備的回收。

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)準(zhǔn)備及預(yù)處理：按照鋁合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的原料進行收集準(zhǔn)備，其中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，其中含鎂元素的原料和含鎳元素的原料分別經(jīng)過煅燒磨粉并進行電解提純，其余銀、鍺、錳、鎳元素分別直接采用純金屬材料，接著將各元素的純粉末按照比例進行研磨，研磨后放置混料機中混合，混勻后金屬粉末的平均粒度d小于等于100μm；

(2)熔煉及成型：在氬氣的保護下，將金屬粉末與，隨后放置在中頻感應(yīng)加熱爐中進行熔煉，升溫速度為50℃/min，直至升溫至1300℃，保溫42min，隨后進行冷卻，冷卻至632.7℃，澆注到模具中，靜置后進行脫模成型，即得導(dǎo)電特種鋁合金材料。

其中：具體步驟(1)中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，所述電解方法進行提純操作具體為將含鋁元素的原料加入到電解槽中獲得鋁熔體，隨后加入冰晶石和鈦白粉加熱獲得電解質(zhì)熔鹽，控制溫度為823℃，電壓為6.2V，通電電解，冷凝后獲得固態(tài)鋁塊。

實施例5

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料，由以下質(zhì)量百分比的合金元素熔煉而成：鎂2.63％、鎳1.49％、銀0.67％、鍺0.20％、錳0.049％、鎳0.037％，余量為鋁；所述導(dǎo)電特種鋁合金材料中鋁的原料來源于電子設(shè)備的回收。

一種導(dǎo)電特種鋁合金材料的制備方法，具體步驟為：

(1)準(zhǔn)備及預(yù)處理：按照鋁合金材料中所需熔煉的元素，隨后將含各元素的原料進行收集準(zhǔn)備，其中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，其中含鎂元素的原料和含鎳元素的原料分別經(jīng)過煅燒磨粉并進行電解提純，其余銀、鍺、錳、鎳元素分別直接采用純金屬材料，接著將各元素的純粉末按照比例進行研磨，研磨后放置混料機中混合，混勻后金屬粉末的平均粒度d小于等于100μm；

(2)熔煉及成型：在氬氣的保護下，將金屬粉末與，隨后放置在中頻感應(yīng)加熱爐中進行熔煉，升溫速度為50℃/min，直至升溫至1300℃，保溫42min，隨后進行冷卻，冷卻至632.7℃，澆注到模具中，靜置后進行脫模成型，即得導(dǎo)電特種鋁合金材料。

其中：具體步驟(1)中含鋁元素的原料通過電解方法進行提純操作，所述電解方法進行提純操作具體為將含鋁元素的原料加入到電解槽中獲得鋁熔體，隨后加入冰晶石和鈦白粉加熱獲得電解質(zhì)熔鹽，控制溫度為823℃，電壓為6.2V，通電電解，冷凝后獲得固態(tài)鋁塊。

綜上所述，將本發(fā)明實施例1-5制備的導(dǎo)電特種鋁合金材料進行測試，其電導(dǎo)率在53-56S/cm，且抗拉強度在134-149MPa范圍內(nèi)；發(fā)明人又進行了-20℃至60℃環(huán)境溫度下，導(dǎo)電特種鋁合金材料的電導(dǎo)性能僅下降1.3％，當(dāng)環(huán)境溫度在-40℃或100℃時，導(dǎo)電特種鋁合金材料的電導(dǎo)性能只下降了4.8％。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。