Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子及其制備方法
【專利摘要】Al?Fe?B?RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，屬于銅鋁過渡端子的技術(shù)領(lǐng)域，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管、與鋁合金連接管另一端連接的銅鼻子，在鋁合金連接管與銅鼻子之間設(shè)置有銅鋁過渡件，所述銅鋁過渡件為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金。本發(fā)明還提供了制備該Al?Fe?B?RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子的制備方法，本制備方法簡單、易操作，制備的銅鋁過渡端子電氣性、機(jī)械性、抗蠕變性能優(yōu)異，在溫度不斷變化的情況下，也具有可靠地連接性，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，從鋁合金電纜到連接管到銅鼻子的過渡平穩(wěn)、溫和。
【專利說明】
A1-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于銅鋁過渡端子的技術(shù)領(lǐng)域，涉及鋁合金電纜用銅鋁過渡端子，具體涉及一種Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子及其制備方法。本發(fā)明的銅鋁過渡端子電氣性、機(jī)械性、抗蠕變性能優(yōu)異，質(zhì)量可靠，不存在安全隱患。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，各行業(yè)對電力的需求持續(xù)增加，電線電纜行業(yè)的市場空間巨大。但在電線電纜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中占主要成分的銅、鋁導(dǎo)體本身存在著難以克服的缺點，因而需要設(shè)計制造銅鋁過渡端子。
[0003]現(xiàn)有的銅鋁過渡端子主要由銅鼻子和普通的鋁連接管組成，其銅鼻子主要采用電工銅，連接管多采用普通鋁材，如1350牌鋁材，該普通銅鋁過渡端子用于鋁合金電纜存在以下缺陷:1、普通鋁材長期在溫度不斷變化的作用下易發(fā)生蠕變，使其結(jié)構(gòu)尺寸產(chǎn)生不可逆變化。2、圓柱形連接管用于低壓電力電纜異形導(dǎo)體(如扇形、瓦型、半圓型)，由于二者形狀相差太大，在接頭時即使采取整形措施，也難以保證把導(dǎo)體做到圓整的外形，導(dǎo)致導(dǎo)體外表面和連接管內(nèi)壁之間空隙不均勻，給電纜長期穩(wěn)定運(yùn)行帶來隱患。3、電纜在使用安全性上主要是受制于端子連接穩(wěn)定性，目前鋁合金電纜主要使用的是銅鋁過渡端子，銅鼻子材質(zhì)為電工銅，連接管為純鋁并不是鋁合金材料，這就導(dǎo)致了鋁端子與鋁合金導(dǎo)體壓接后，在使用過程中存在安全隱患，同時鋁導(dǎo)體的機(jī)械強(qiáng)度偏低，焊接性能差，接觸電阻大，在工程項目中推廣應(yīng)用受到限制。4、現(xiàn)有的銅鋁過渡端子是鋁連接管與銅鼻子的直接焊接成一體結(jié)構(gòu)，由于鋁與銅的電阻率、載流能力的不同，由鋁直接過渡到銅會引起電氣現(xiàn)象，銅鋁結(jié)合面斷裂、易造成觸電等危害，這種現(xiàn)有的銅鋁過渡端子由鋁合金電纜過渡到鋁再過渡到銅，強(qiáng)制性、硬轉(zhuǎn)接的過渡方式，存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題和安全隱患。5、目前市場上使用銅鋁端子的生產(chǎn)工藝，普遍采用將銅、鋁棒先焊接后沖壓成型工藝，而銅棒在沖壓成接近90°平面時，焊縫處銅截面向受沖壓方向拉伸傾斜變形，再由于鋁比銅的延展性好，故導(dǎo)致焊縫邊上的鋁同樣往受沖壓方向拉伸，使整個焊縫傾斜變形，導(dǎo)致鋁截面周邊的分子晶體結(jié)構(gòu)變異，出現(xiàn)裂紋、松散等現(xiàn)象，影響整個焊接面的牢固度(DTL類型產(chǎn)品屬于直接對焊縫沖壓，焊縫影響更為嚴(yán)重)，而銅鋁焊接面的牢固度又是整個連接器最為關(guān)鍵的所在。使用焊接不牢固、虛焊及焊接面分子晶體結(jié)構(gòu)受影響的銅鋁連接器時，易出現(xiàn)銅鋁結(jié)合面斷裂和電化腐蝕等現(xiàn)象，導(dǎo)致電力中斷、觸電及發(fā)生火災(zāi)事故。
[0004]還有的采用鋁合金材質(zhì)的連接管和銅鼻子，該種設(shè)計雖然在一定程度上對電力的輸出有改善作用，但是該種過渡方式依然存在在結(jié)合面電阻增大，易發(fā)生短路、過燒和截面斷裂的問題，在銅鋁過渡區(qū)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)和瓶頸效應(yīng)。因而，為鋁合金電纜產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，研究并解決銅鋁過渡端子的技術(shù)方案是目前迫切需要解決的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中銅鋁過渡端子因其電氣性、機(jī)械性、抗蠕變性能力差，導(dǎo)致鋁合金電纜在實際應(yīng)用連接中存在著極大的質(zhì)量問題和安全隱患的問題，提供了一種Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子及其制備方法。本發(fā)明的銅鋁過渡端子電氣性、機(jī)械性、抗蠕變性能優(yōu)異，在溫度不斷變化的情況下，也具有可靠地連接性，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，從鋁合金電纜到連接管到銅鼻子的過渡平穩(wěn)、溫和。
[0006]本發(fā)明為實現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案是:
[0007]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管、與鋁合金連接管另一端連接的銅鼻子，在鋁合金連接管與銅鼻子之間設(shè)置有銅鋁過渡件，所述銅鋁過渡件為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.08-0.1%、Fe 0.07-0.33%、Cu 0.15-0.23% ^Mg 0.08-0.12% 0.5-0.87% ^Mn 0.1-0.15%、Ti 0.18-0.27%、Co 0.卜 0.2%、Ta 0.03-0.05% ^Ni 0.15-0.38% ^ Sc 0.028-0.03% ^RE0.1-0.6% ^Ag 0.01-0.05% ^Bi 0.0005-0.0008 % ^ Sb 0.01-0.035 % ^Hf0.001-0.0015 %、Pb 0.001-0.0015% ^Cd0.001-0.003% ^Sn0.001-0.003% ^Be0.001-0.003%、余量為鋁。該銅鋁過渡件化學(xué)成分及比例的控制，改善了銅鋁過渡區(qū)熱膨脹系數(shù)，提高了抗過載能力，實現(xiàn)了鋁合金連接管電流向銅鼻子的平穩(wěn)過渡。
[0008]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.085-0.095%,Fe 0.1-0.3%,Cu0.17-0.21% ^Mg 0.09-0.11% 0.55-0.75 %、Mn 0.12-0.14% ^Ti 0.2-0.23% ^Co0.13-0.17%、Ta 0.035-0.045%、Ni 0.2_0.35%、Sc 0.0285-0.0295%、RE0.2-0.5%、Ag0.02-0.04%、Bi 0.0006-0.0007%^Sb 0.015-0.03% ^Hf0.0012-0.0014% ^Pb 0.0011-0.0013%、Cd0.0015-0.0025%、Sn0.0015-0.0025%、Be0.0015-0.0025%、余量為鋁。
[0009]所述的銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑，該設(shè)計主要由于銅鋁過渡件的長度小于鋁合金連接管的長度，為了保證鋁合金連接管的電流向銅鋁過渡件的平穩(wěn)過渡，應(yīng)保證傳輸電阻的穩(wěn)定性，緩慢的降低電阻，故而發(fā)明人將銅鋁過渡件的直徑設(shè)計的比鋁合金連接管的直徑小，進(jìn)一步優(yōu)選的，銅鋁過渡件的長度為鋁合金連接管長度的1/4-1/3，銅鋁過渡件的直徑為鋁合金連接管直徑的1/3-1/2。
[0010]鋁合金連接管的材質(zhì)成分與所連接的電纜導(dǎo)體的材質(zhì)成分相同，該設(shè)計使得鋁合金連接管與電纜導(dǎo)體的過渡自然平穩(wěn)，不會造成電流的跳級或大幅度的波動，降低了傳輸電阻，避免了經(jīng)過多種媒介質(zhì)導(dǎo)致的發(fā)熱現(xiàn)象。
[0011]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.08-0.13% ,Fe 0.05-1.3% ,Cu0.05-0.13%、Mg 0.05-0.2% 0.05-0.27 %、Mn 0.07-0.18% ^Ti 0.15-0.26% ^Co0.06-0.12%、Ta 0.05-0.09%、Ni 0.05-0.28% ^Sc 0.025-0.033%、RE0.卜0.6%、
Be0.001-0.003%、余量為鋁。本鋁合金連接管可以適用于所有的鋁合金電纜，本鋁合金連接管無需考慮鋁合金電纜的化學(xué)成分，通過控制本鋁合金連接管各元素的比例，可以有效避免由于媒介質(zhì)不同導(dǎo)致的發(fā)熱現(xiàn)象，同樣可以實現(xiàn)電纜導(dǎo)體和鋁合金連接管的自然、平穩(wěn)過渡，不會造成電流跳級和大幅度波動。
[0012]所述鋁合金連接管為堵油型結(jié)構(gòu)。
[0013]所述的銅鼻子的材質(zhì)為Tl純銅或T2純銅。
[0014]所述的銅鼻子為L型，包括與斷路器連接的底板和與底板連接的連接柱，連接柱的另一端與銅鋁過渡件連接。優(yōu)選的，連接柱的直徑與銅鋁過渡件的直徑相同。
[0015]一種制備Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子的方法，包括以下步驟:
[0016]A、半成品的鑄造:取鋁合金連接管的原料成分，熔融后澆鑄成型，得到鋁合金連接管半成品，取銅鋁過渡件的原料成分，熔融后澆鑄成型，得到銅鋁過渡件半成品；
[0017]B、銅鼻子的鑄造:取TI純銅或T2純銅，熔融后澆鑄成型，得銅鼻子；
[0018]C、優(yōu)化處理:將步驟A得到的半成品依次經(jīng)過均勻化處理、間歇式退火處理、時效處理，得到鋁合金連接管、銅鋁過渡件，具體操作如下:
[0019]①、鋁合金連接管半成品的優(yōu)化處理:將鋁合金連接管半成品置于430-560°C溫度下，均勻化處理5-18h;然后將均勻化處理后的鋁合金連接管半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于260-370°C溫度下，保溫l_6h后降溫，溫度降至130-170°C后保溫l_5h，冷卻；然后將經(jīng)過間歇性退火處理的鋁合金連接管半成品于電場強(qiáng)度為5-15KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為250-310°C,時效處理的時間為8-24h ；
[0020]②、銅鋁過渡件半成品的優(yōu)化處理:將銅鋁過渡件半成品置于480-520°C溫度下，均勻化處理10-20h;然后將均勻化處理后的銅鋁過渡件半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于280-360°C溫度下，保溫2-5h后降溫，溫度降至170-208°C后保溫2-3h，冷卻；然后將經(jīng)過間歇性退火處理的銅鋁過渡件半成品于電場強(qiáng)度為5-15KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為230-290°C，時效處理的時間為9-16h。
[0021]D、銅鋁過渡端子的制備:采用摩擦焊接工藝將鋁合金連接管、銅鋁過渡件、銅鼻子焊接成一體結(jié)構(gòu)，得到銅鋁過渡端子。
[0022]步驟C中，優(yōu)化處理具體操作包括:
[0023]①、鋁合金連接管半成品的優(yōu)化處理:將鋁合金連接管半成品置于440-550°C溫度下，均勻化處理5.5-17.5h;然后將均勻化處理后的鋁合金連接管半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于265-365°C溫度下，保溫1.5-5.511后降溫，溫度降至135-165°(:后保溫1.5-4.811，冷卻；然后將經(jīng)過間歇性退火處理的鋁合金連接管半成品于電場強(qiáng)度為6-12KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為255-305°C，時效處理的時間為8.5-23.5h;
[0024]②、銅鋁過渡件半成品的優(yōu)化處理:將銅鋁過渡件半成品置于485-518°C溫度下，均勻化處理10.5-19h;然后將均勻化處理后的銅鋁過渡件半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于290-350 °C溫度下，保溫2.5-4.5h后降溫，溫度降至173-205 °C后保溫2.1_2.8h，冷卻；然后將經(jīng)過間歇性退火處理的銅鋁過渡件半成品于電場強(qiáng)度為6-13KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為240-280 0C，時效處理的時間為10-15h。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在銅鋁過渡端子上設(shè)計了銅鋁過渡件，當(dāng)由鋁合金連接管過渡到銅鼻子時，由于增設(shè)了銅鋁過渡件，使得鋁合金連接管與銅鼻子之間的過渡更平穩(wěn)，抗蠕變性增強(qiáng)，電力輸出更穩(wěn)定，同時由于銅鋁過渡件的增設(shè)，提高了過流能力，消除了輸電過程中銅鋁過渡區(qū)傳輸?shù)钠款i效應(yīng)，解決了銅鋁過渡件存在的結(jié)構(gòu)性問題，提高了連接的可靠性、降低了傳輸電阻、減少發(fā)熱損耗、延長電力設(shè)施的壽命。本發(fā)明的銅鋁過渡端子電阻極小、電損極低，電氣性能、機(jī)械性能、力學(xué)性能和抗腐蝕性能極佳，且本發(fā)明的銅鋁過渡端子在實際應(yīng)用中極為靈活方便，具有廣泛的適應(yīng)性。
[0026]本發(fā)明的制備方法簡單、易操作，制備的銅鋁過渡端子成品率高、穩(wěn)定性好，質(zhì)量可靠。本制備方法的關(guān)鍵在于對鋁合金連接管半成品和銅鋁過渡件半成品的優(yōu)化處理，通過優(yōu)化處理解決了鋁合金澆鑄凝固時的枝晶偏析狀況，消除了在晶界和晶內(nèi)各組元分布不均勻的現(xiàn)象。通過均勻化處理促進(jìn)了合金中共晶相溶解，使合金化學(xué)成分分布趨于均勻，組織達(dá)到會接近平衡狀態(tài)，改善合金中所成相的形狀和分布，提高合金的塑性，并提高合金元素(除鋁以外的其他元素)在基體(鋁)中的固溶度從而提高合金的強(qiáng)度，最終改善合金的加工性能和最終使用性能;本發(fā)明中均勻化處理的時間和溫度是發(fā)明熱經(jīng)過長期的創(chuàng)造性研究總結(jié)得到的，在該均勻化處理時間和溫度的情況下，實現(xiàn)了合金元素的擴(kuò)散，枝晶偏析消除，從晶界至晶內(nèi)的分布趨于平穩(wěn)，晶界上的殘留相也基本溶解。通過間歇式退火處理，降低了變形抗力，避免了過熱、過燒現(xiàn)象，提高了鋁合金的耐蝕性能，防止層狀組織的生成，減弱成分間的各項異性，進(jìn)一步提高鋁合金的強(qiáng)度和塑性，消除了機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和對微觀結(jié)構(gòu)的損傷，優(yōu)化晶體結(jié)構(gòu)，恢復(fù)線材的電性能，優(yōu)化機(jī)械性能，使材料的拉伸性能、柔韌性能和抗疲勞性能保持較好的匹配；由于鋁合金連接管半成品和銅鋁過渡件半成品中含有Mn、Ti元素，經(jīng)過間歇式退火處理，在本發(fā)明給出的退火條件下，形成Al6MruAl3Ti金屬間化合物，他們可以穩(wěn)定位錯、亞晶界等亞結(jié)構(gòu)，大幅提高了位錯滑移所需的切應(yīng)力，阻礙位錯運(yùn)動，有利于實現(xiàn)高溫形變熱處理，可促進(jìn)時效過程中第二相分布均勻，為銅鋁合金端子在應(yīng)用過程中溫度變化下可穩(wěn)定作用提供保障。再將退火處理后的鋁合金在均勻電場中進(jìn)行時效處理，通過時效處理可以使整個材料的性能達(dá)到均勻分布，各項性能指標(biāo)達(dá)到倶佳的匹配；由于銅元素的存在，在時效處理的過程中，可以強(qiáng)化銅與鋁形成的Θ相的固溶強(qiáng)化作用和彌散強(qiáng)化作用，提高了鋁合金的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，進(jìn)一步改善了招合金的機(jī)械性能。
[0027]本發(fā)明鋁合金連接管和銅鋁過渡件中各合金元素的性能分析如下:
[0028]本發(fā)明以鋁為基，添加了微量的鐵，鋁能與鐵形成Al3Fe,析出的Al3Fe彌散粒子抑制了合金的蠕變變形，部分Fe還與RE形成AlFeRE化合物析出，析出相AlFeRE能增強(qiáng)合金的抗疲勞性能和高溫運(yùn)行的耐熱性能，且稀土化合物析出相還能提高屈服極限強(qiáng)度；添加的銅元素與鋁形成Θ相，而Θ相起固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用，提高了鋁合金的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度;稀土元素作為表面活性元素，可集中分布在晶界上，降低相與相之間的拉力，從而使晶粒細(xì)化。娃能夠提高抗拉強(qiáng)度，娃還能與鎂形成Mg-Si金屬化合物，改善招合金的熱性能。錳與鋁作用得到MnAl4與鋁具有相同的電位，可以有效地改善合金的抗腐蝕性和焊接性；同時錳作為高溫強(qiáng)化相，具有提高再結(jié)晶溫度，抑制再結(jié)晶粗化的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對合金的固溶強(qiáng)化、補(bǔ)充強(qiáng)化和提高耐熱性能。鉭在熔體中能夠形成Al7Ta9、Al7Ta5、Al3Ta4、Al2Ta3、AlTa2等高溫強(qiáng)化金屬化合物，具有高溫強(qiáng)化作用，提高鋁合金的高溫蠕變性能，與鎂形成高溫強(qiáng)化相，具有提高再結(jié)晶溫度，抑制再結(jié)晶粗化的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對合金的固溶強(qiáng)化、補(bǔ)充強(qiáng)化和提高耐熱性能。鈹在合金中形成α、β彌散性高溫強(qiáng)化相，可防止合金元素的氧化、燒損和吸氣，提高合金的質(zhì)量及表面氧化膜的致密度。鈹還能使雜質(zhì)鐵由針狀變?yōu)閳F(tuán)粒狀，可防止?jié)茶T時砂型鑄件與模型反沖，由于鈹對氧和氮有高度親和力，所以它在熔體脫氣時是高效的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)表面光潔度好，強(qiáng)度高，以及延展性得到改善件。另一方面，合金中加入鈹能使脆性的鐵金屬間晶體由大的針狀形和層狀形轉(zhuǎn)變成小的等軸晶體，改善合金的強(qiáng)度和延展性，并能夠允許鋁合金中有較高的鐵含量。鈹能改善鋁合金的流動性，使熔體的流動性增加，并能提高鋁合金中抗拉強(qiáng)度和屈服極限。在鋁合金中添加有高活性元素鈷，鈷與鋁反應(yīng)生成A1C0、A13C02、A1C02等多種彌散性高溫強(qiáng)化相;鈷與鐵共存時在枝晶間形成Al4(CoFe)等復(fù)雜的強(qiáng)化相，阻礙位錯、阻止晶?；?，有效提高了合金室溫和高溫下的抗疲勞和抗蠕變性能，從而提高鋁合金的耐熱性，同時在Sc的存在下，Al-Co-Sc件的相互作用，在固溶體分解時，析出大量的相共格質(zhì)點，這些共格質(zhì)點阻止由二維的位錯網(wǎng)絡(luò)組成的亞晶界迀移與合并，從而對合金造成了強(qiáng)烈的亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化作用。Sc與Al形成共格配，有利于晶體轉(zhuǎn)動到一致的取向從而形成織構(gòu)，使鋁合金連接管和銅鋁過渡件的強(qiáng)度大幅度提高的同時導(dǎo)電性基本不變。稀土元素作為表面活性元素，可集中分布在晶界上，降低相與相之間的拉力，從而使晶粒細(xì)化。硼加入鋁基中，還能提高鋁合金的強(qiáng)度和延伸性能，并使得合金具有較好的抗疲勞強(qiáng)度。B能與Al形成復(fù)雜化合物，提高合金的熱性能。本發(fā)明通過對合金元素的選擇及含量的控制，有利于鋁合金綜合性能的提高，從而保證了電纜導(dǎo)體向鋁合金連接管和銅鋁過渡件的平穩(wěn)過渡。
[0029]本發(fā)明中通過控制Sc-T1-Mn-RE的用量比例，將其加入到鋁合金中，能夠顯著細(xì)化晶粒、抑制再結(jié)晶，使多邊化組織的穩(wěn)定性上升，并使鋁合金晶內(nèi)和晶界沉淀相更加細(xì)小、均勻，有利于減小晶界與晶內(nèi)的電極電位差，使腐蝕均勻，降低晶界腐蝕傾向，從而提高銅鋁過渡端子的耐腐蝕性能，在保持鋁合金優(yōu)良導(dǎo)電性的同時，顯著提高了銅鋁過渡端子的強(qiáng)度抗蝕性能及焊接性能。
[0030]本發(fā)明中T1-Mn-Sc-B的同時存在，能顯著細(xì)化晶粒，形成細(xì)小的彌散析出相，由于合金中存在大量的這種彌散相，晶粒長大也受到阻礙，抑制再結(jié)晶，因而能顯著提高再結(jié)晶溫度，延長再結(jié)晶孕育期，降低再結(jié)晶速度，在保持鋁合金優(yōu)良導(dǎo)電性的同時顯著提高其強(qiáng)度抗蝕性能及焊接性能。
[0031 ] 在招基中添加了Fe、Mg、Co元素，能顯著降低焊接裂紋傾向性，結(jié)合Sc-T1-Mn-RE能有效抑制熱影響區(qū)的再結(jié)晶，由基體的亞晶組織直接過渡到焊縫的鑄態(tài)區(qū)，使本應(yīng)具有再結(jié)晶組織的焊縫過渡區(qū)或熱影響區(qū)不具有再結(jié)晶組織，鋁合金中添加Fe、Mg、Co元素之后，在基體中析出大量細(xì)小、彌散分布、與基體共格的粒子，共格粒子具有較高的熱穩(wěn)定性，在合金的熱影響區(qū)中仍然存在，而熱影響區(qū)是焊接接頭的薄弱部位，因此Fe、Mg、Co能顯著降低鋁合金的熱裂縫敏感性，提高銅鋁過渡端子的可焊性與焊縫強(qiáng)度以及其抗應(yīng)力腐蝕性。
[0032]在鋁基中添加銅、錳、鈷、鎳，大大提高了銅鋁之間的擴(kuò)散互溶，有效阻止銅鋁之間形成的脆性相，使鋁合金與銅端面摩擦焊接時冶金結(jié)合，從而改善銅鋁過渡端子的綜合性能。在鋁基中同時加入Be、Mn，可顯著提高鋁合金的抗腐蝕性，進(jìn)一步改善銅鋁過渡端子的
[0033I在銅招過渡件的化學(xué)成分中還添加了 Ag、B1、Sb、Pb、Hf、Sn，這些元素的加入使得銅鋁過渡件與鋁合金連接管成分大致相同的情況下，接近銅的成分，保證電流從鋁合金連接管向銅鼻子的平穩(wěn)過渡，銅鋁過渡件中的鎳與銅能無限固溶，在鋁合金中添加鎳，端子銅頭的Cu向鋁部分的Ni擴(kuò)散互溶，同時鋁部分所含的Ni向銅頭一側(cè)中的Cu擴(kuò)散互溶，進(jìn)一步有效阻止鋁銅之間形成脆性相，大大提高了鋁銅互溶，使鋁合金與銅端面在摩擦焊時冶金結(jié)合，從而改善接頭的綜合性能，在招合金中添加適量的鎳，還能在招表面形成一層一定厚度的致密腐蝕保護(hù)膜，減緩?fù)饨鐚ζ涞母g，進(jìn)一步增加其抗腐蝕性能。銀的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能很好，并且富有延展性，將其加入到合金中，可顯著提高合金的導(dǎo)電性;鉍為穩(wěn)定的金屬，在空氣中穩(wěn)定;銻在室溫下的空氣中是穩(wěn)定的，但加熱時能與氧氣反應(yīng)生成三氧化二銻，防止形成電池效應(yīng)，避免合金表面產(chǎn)生電氣化腐蝕，防止銅、鋁過渡連接處的接觸電阻增大發(fā)熱氧化，甚至斷裂，進(jìn)一步保證銅鋁過渡端子在溫度變化時的穩(wěn)定性，Sb-Cd同時存在，可進(jìn)一步防止電氣化腐蝕，Cd的存在對Sb作用的發(fā)揮有促進(jìn)作用;鉛是具有強(qiáng)的延展性，可提高合金的延展性，Pd-Cd同時存在，具有協(xié)同增效的作用，進(jìn)一步提高了合金的延展性;鉿在合金中形成細(xì)小的彌散強(qiáng)化相，達(dá)到高溫強(qiáng)化作用，提高合金在高溫運(yùn)行下的熱穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0034]圖1是實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2是圖1的A-A向剖視圖
[0036]圖3是實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖4是圖3的A-A向剖視圖。
[0038]圖5是實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖6是圖5的A-A向剖視圖。
[0040]附圖中，I代表鋁合金連接管，2代表銅鼻子，3代表銅鋁過渡件，4代表底板，5代表連接柱。
【具體實施方式】
[0041]本發(fā)明主要從以下方面對銅鋁過渡端子進(jìn)行創(chuàng)造性改進(jìn):1、改善環(huán)境污染(電化學(xué)效應(yīng))，從而提高銅鋁過渡端子的壽命，銅鋁兩種金屬的接觸面與空氣中的水分、二氧化碳和其他雜質(zhì)的作用下易形成電解液，產(chǎn)生電池效應(yīng)，產(chǎn)生電化腐蝕，造成銅、鋁過渡連接處的電阻增大發(fā)熱氧化，甚至斷裂;2、結(jié)合部位電流承載能力的提高，保證工作的穩(wěn)定性；
3、加工工藝的改進(jìn)，保證銅鋁過渡端子的質(zhì)量;4、銅鋁過渡端子結(jié)構(gòu)的改變(銅鋁過渡件的設(shè)計)，提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免了斷裂損壞現(xiàn)象的發(fā)生下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0042]實施例1
[0043]如圖1-2所示，Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管1、與鋁合金連接管I另一端連接的銅鼻子2，所述鋁合金連接管I為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管I設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的銅鼻子2為L型，包括與斷路器連接的底板4和與底板4連接的連接柱5，連接柱5的另一端與銅鋁過渡件3連接，連接柱5與底板4呈100-120°夾角設(shè)計，該設(shè)計是由于銅鋁過渡端子通過長時間的導(dǎo)線牽引力以及自然等環(huán)境因素的影響，焊接面將承受彎曲內(nèi)力，為了進(jìn)一步提高承壓能力，避免銅鋁過渡區(qū)焊縫因外力壓迫而造成斷裂，在鋁合金連接管I與銅鼻子2之間設(shè)置有銅鋁過渡件3，所述銅鋁過渡件3為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑。
[0044]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.08%,Fe 0.07%,Cu 0.15%,Mg0.08%、Β 0.5% ^Mn 0.1%、Ti 0.18%、Co 0.1% ^Ta 0.03% ^Ni 0.15% ^Sc 0.028%、RE0.1%、Ag 0.01% ^Bi 0.0005% ^Sb 0.01%、Hf 0.001 %、Pb0.001 %、Cd0.001 %、Sn0.001 %、Be0.001 %、余量為鋁。
[0045]鋁合金連接管的材質(zhì)成分與所連接的電纜導(dǎo)體的材質(zhì)成分相同。
[0046]所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0047]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0048]鋁合金連接管:IACS與鋁合金電纜導(dǎo)體相同。
[0049]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡65%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡130MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率彡93%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.25g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.027356。
[0050]實施例2
[0051]如圖3-4所示，Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管1、與鋁合金連接管I另一端連接的銅鼻子2，所述鋁合金連接管I為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管I設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的銅鼻子2為L型，包括與斷路器連接的底板4和與底板4連接的連接柱5，連接柱5的另一端與銅鋁過渡件3連接，連接柱5與底板4呈90°夾角設(shè)計，該設(shè)計夾角太小，不利于接線鼻子I的固定，夾角太大，連接處接觸面積小，容易斷裂，為了進(jìn)一步提高承壓能力，避免銅鋁過渡區(qū)焊縫因外力壓迫而造成斷裂，在鋁合金連接管I與銅鼻子2之間設(shè)置有銅鋁過渡件3，所述銅鋁過渡件3為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑，連接柱5的直徑大于銅鋁過渡件3的直徑。所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0052]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.085%,Fe 0.075 % ,Cu0.19 % ,Mg0.095% 0.75% ^Mn 0.13% ^Ti 0.22% ^Co 0.18% ^Ta 0.04% ^Ni 0.27%、Sc0.029%、RE0.6%、Ag 0.03% ^Bi 0.0006% ^Sb 0.021 %、Hf0.001 %、Pb 0.001%、Cd0.002 %、Sn0.002 %、Be0.003 %、余量為鋁。
[0053]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.08% ,Fe 0.05% ,Cu 0.05% ,Mg0.05%、Β 0.05% ^Mn 0.07%、Ti 0.15%、Co 0.06%、Ta 0.05%、Ni 0.05%、Sc 0.025%、RE0.1 %、Be0.001 %、余量為鋁。
[0054]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0055]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡65% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡120MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率彡93 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.3g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.027356。
[0056]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡67%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率彡95%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.23g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026356。
[0057]實施例3
[0058]如圖5-6所示，Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管1、與鋁合金連接管I另一端連接的銅鼻子2，所述鋁合金連接管I為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管I設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的銅鼻子2為L型，包括與斷路器連接的底板4和與底板4連接的連接柱5，連接柱5的另一端與銅鋁過渡件3連接，連接柱5與底板4呈90°夾角設(shè)計，該設(shè)計夾角太小，不利于接線鼻子I的固定，夾角太大，連接處接觸面積小，容易斷裂，為了進(jìn)一步提高承壓能力，避免銅鋁過渡區(qū)焊縫因外力壓迫而造成斷裂，在鋁合金連接管I與銅鼻子2之間設(shè)置有銅鋁過渡件3，所述銅鋁過渡件3為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑，連接柱5的直徑等于銅鋁過渡件3的直徑。所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0059]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.1%,Fe 0.33%,Cu 0.23%,Mg0.12%、Β 0.87%、Μη 0.15%、Ti 0.27%Xo 0.2%、Ta 0.05%、Ni 0.38%、Sc 0.03%、RE0.6%、Ag 0.05%、Bi 0.0008%、Sb 0.035%、Hf 0.0015 %、Pb0.0015 %、Cd0.003 %、Sn0.003 %、Be0.003 %、余量為鋁。
[0060]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:S1.13%、Fe 1.3%,Cu 0.13% ,Mg0.2%、Β 0.27% ^Mn 0.18%、Ti 0.26%、Co 0.12%、Ta 0.09%、Ni 0.28%、Sc 0.033%、RE0.6 %、Be0.003 %、余量為鋁。
[0061]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0062]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡64% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡31%，抗拉強(qiáng)度彡130MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡250 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到96 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.29g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.027556。
[0063]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡67%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到95 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.25g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026656。
[0064]實施例4
[0065]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管1、與鋁合金連接管I另一端連接的銅鼻子2，所述鋁合金連接管I為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管I設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的銅鼻子2為L型，包括與斷路器連接的底板4和與底板4連接的連接柱5，連接柱5的另一端與銅鋁過渡件3連接，連接柱5與底板4呈100-120°夾角設(shè)計，該設(shè)計主要是由于銅鋁過渡端子通過長時間的導(dǎo)線牽引力以及自然等環(huán)境因素的影響，焊接面將承受彎曲內(nèi)力，為了進(jìn)一步提高承壓能力，避免銅鋁過渡區(qū)焊縫因外力壓迫而造成斷裂，在鋁合金連接管I與銅鼻子2之間設(shè)置有銅鋁過渡件3，所述銅鋁過渡件3為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑。
[0066]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.09%,Fe 0.09%,Cu 0.23%,Mg0.09%、Β 0.85% ^Mn 0.14%、Ti 0.26%、Co 0.18%、Ta 0.05%、Ni 0.17%、Sc 0.03%、RE0.3%、Ag 0.02% ^Bi 0.0007% ^Sb 0.02%、Hf 0.0014 %、Pb0.0013 %、Cd0.003 %、Sn0.003 %、Be0.003 %、余量為鋁。
[0067]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.09% ,Fe 1.3% ,Cu 0.12% ,Mg0.12%、Β 0.25%、Μη 0.17%、Ti 0.25%、Co 0.1% ^Ta 0.09%、Ni 0.26%、Sc 0.033%、RE0.6 %、Be0.003 %、余量為鋁。
[0068]所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0069]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0070]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡68% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡HOMPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡240 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到93 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.28g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.027656。
[0071 ] 銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡70% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡35%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡270 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到95 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.23g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026456。
[0072]實施例5
[0073]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管1、與鋁合金連接管I另一端連接的銅鼻子2，所述鋁合金連接管I為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管I設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的銅鼻子2為L型，包括與斷路器連接的底板4和與底板4連接的連接柱5，連接柱5的另一端與銅鋁過渡件3連接，連接柱5與底板4呈90°夾角設(shè)計，該設(shè)計夾角太小，不利于接線鼻子I的固定，夾角太大，連接處接觸面積小，容易斷裂，為了進(jìn)一步提高承壓能力，避免銅鋁過渡區(qū)焊縫因外力壓迫而造成斷裂，在鋁合金連接管I與銅鼻子2之間設(shè)置有銅鋁過渡件3，所述銅鋁過渡件3為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑，連接柱5的直徑大于銅鋁過渡件3的直徑。所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0074]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.085%,Fe 0.3%,Cu 0.22%,Mg0.1%、Β 0.81% ^Mn 0.13%、Ti 0.25%、Co 0.17%、Ta 0.04%、Ni 0.19%、Sc 0.029%、RE0.4%、Ag 0.03% ^Bi 0.0006% ^Sb 0.03%、Hf 0.0013 %、Pb0.0014%、Cd0.003 %、Sn0.002%、Be0.001%、余量為鋁。
[0075]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.1% ,Fe 1.2%,Cu 0.11%,Mg0.07%、Β 0.23% ^Mn 0.16%、Ti 0.23%、Co 0.08%、Ta 0.08%、Ni 0.24%、Sc 0.032%、RE0.5 %、Be0.002 %、余量為鋁。
[0076]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0077]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡63% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡120MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡210°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到93%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.27g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.027376。
[0078]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡67%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到95 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.24g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026556。
[0079]實施例6
[0080]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管1、與鋁合金連接管I另一端連接的銅鼻子2，所述鋁合金連接管I為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管I設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的銅鼻子2為L型，包括與斷路器連接的底板4和與底板4連接的連接柱5，連接柱5的另一端與銅鋁過渡件3連接，連接柱5與底板4呈90°夾角設(shè)計，該設(shè)計夾角太小，不利于接線鼻子I的固定，夾角太大，連接處接觸面積小，容易斷裂，為了進(jìn)一步提高承壓能力，避免銅鋁過渡區(qū)焊縫因外力壓迫而造成斷裂，在鋁合金連接管I與銅鼻子2之間設(shè)置有銅鋁過渡件3，所述銅鋁過渡件3為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑，連接柱5的直徑等于銅鋁過渡件3的直徑。所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0081]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.095%,Fe 0.31%,Cu 0.21%,Mg0.11%、Β 0.83% ^Mn 0.1%、Ti 0.24%、Co 0.16%、Ta 0.03%、Ni 0.21%、Sc 0.028%、RE0.6%、Ag 0.04%、Bi 0.0005%、Sb 0.035%、Hf 0.0015%、Pb 0.0014% ^Cd0.002% ^Sn0.001%、Be0.002%、余量為鋁。
[0082]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.13%,Fe 1% Xu 0.1%,Mg 0.19%,B 0.2% ^Mn 0.15%、Ti 0.21%、Co 0.12%、Ta 0.07%、Ni 0.22%、Sc 0.031%、RE0.4%、Be0.001%、余量為鋁。
[0083]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0084]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡65% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡120MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到93 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.27g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.027756。
[0085]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡67%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到95 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.25g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026566。
[0086]實施例7
[0087]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管1、與鋁合金連接管I另一端連接的銅鼻子2，所述鋁合金連接管I為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管I設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的銅鼻子2為L型，包括與斷路器連接的底板4和與底板4連接的連接柱5，連接柱5的另一端與銅鋁過渡件3連接，連接柱5與底板4呈100-120°夾角設(shè)計，該設(shè)計主要是由于銅鋁過渡端子通過長時間的導(dǎo)線牽引力以及自然等環(huán)境因素的影響，焊接面將承受彎曲內(nèi)力，為了進(jìn)一步提高承壓能力，避免銅鋁過渡區(qū)焊縫因外力壓迫而造成斷裂，在鋁合金連接管I與銅鼻子2之間設(shè)置有銅鋁過渡件3，所述銅鋁過渡件3為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑。
[0088]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.08-0.1%,Fe 0.07-0.33 % , Cu0.15-0.23% ^Mg 0.08-0.12%、Β 0.5-0.87% ^Mn 0.卜0.15%、Ti 0.18-0.27% ^Co 0.卜0.2% ^Ta 0.03-0.05%、Ni 0.15-0.38 % ^ Sc 0.028-0.03 %、RE0.卜0.6 %、Ag 0.01-0.05% ^Bi 0.0005-0.0008%、Sb 0.01-0.035 % ^Hf 0.001-0.0015 % ^Pb 0.001-0.0015%、Cd0.001-0.003%、Sn0.001-0.003%、Be0.001-0.003%、余量為鋁。
[0089]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.12% ,Fe 0.9% ,Cu 0.09% ,Mg0.17%、Β 0.18%、Μη 0.14%、Ti 0.2%、Co 0.11%、Ta 0.06%、Ni 0.2%、Sc 0.03%、RE0.3 %、Be0.003 %、余量為鋁。
[0090]所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0091]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0092]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡65% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡120MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到93 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.27g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.027356。
[0093]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡68%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到91%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.26g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026356。
[0094]實施例8
[0095]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管1、與鋁合金連接管I另一端連接的銅鼻子2，所述鋁合金連接管I為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管I設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的銅鼻子2為L型，包括與斷路器連接的底板4和與底板4連接的連接柱5，連接柱5的另一端與銅鋁過渡件3連接，連接柱5與底板4呈90°夾角設(shè)計，該設(shè)計夾角太小，不利于接線鼻子I的固定，夾角太大，連接處接觸面積小，容易斷裂，為了進(jìn)一步提高承壓能力，避免銅鋁過渡區(qū)焊縫因外力壓迫而造成斷裂，在鋁合金連接管I與銅鼻子2之間設(shè)置有銅鋁過渡件3，所述銅鋁過渡件3為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，銅鋁過渡件的直徑小于鋁合金連接管的直徑，連接柱5的直徑大于銅鋁過渡件3的直徑。所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0096]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.08%,Fe 0.27%,Cu 0.19%,Mg0.12%、Β 0.75%、Μη 0.14%、Ti 0.22%Xo 0.14%、Ta 0.05%、Ni 0.25%、Sc 0.03%、RE0.4%、Ag 0.04%、Bi 0.0008%、Sb 0.015%、Hf 0.0013 %、Pb0.0012 %、Cd0.001 %、Sn0.002 %、Be0.002 %、余量為鋁。
[0097]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.11% ,Fe 0.7% ,Cu 0.07% ,Mg0.15%、Β 0.16%、Μη 0.13%、Ti 0.19%、Co 0.1% ^Ta 0.08%、Ni 0.17%、Sc 0.029%、RE0.5%、Be0.001%、余量為鋁。
[0098]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0099]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡65% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡120MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到93 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.27g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.027256。
[0100]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡67%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到91%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.26g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026156。
[0101]實施例9
[0102]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，與實施例3的不同之處在于:
[0103]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.1%,Fe 0.25%,Cu 0.18%,Mg0.11%、Β 0.8%、Μη 0.13%、Ti 0.21%、Co 0.13%、Ta 0.04%、Ni 0.3%、Sc 0.029%、RE0.3% ^Ag 0.03% ^Bi 0.0007% ^Sb 0.03% ^Hf 0.0012%、Pb0.001 %、Cd0.002%、Sn0.001%、Be0.003%、余量為鋁。
[0104]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.1% ,Fe 0.5% ,Cu 0.07% ,Mg0.13%、Β 0.14% ^Mn 0.12%、Ti 0.18%、Co 0.09%、Ta 0.07%、Ni 0.15%、Sc 0.028%、RE0.4%、Be0.002%、余量為鋁。
[0105]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0106]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡64% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡IlOMPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到93 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.32g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.027856。
[0107]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡68% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡130MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到91%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.28g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026936。
[0108]實施例10
[0109]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，與實施例4的不同之處在于:
[0110]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.09%,Fe 0.23%,Cu 0.17%,Mg0.1%、Β 0.7% ^Mn 0.12%、Ti 0.2%、Co 0.12% ^Ta 0.03% ^Ni 0.33% ^Sc 0.028%、RE0.2% ^Ag 0.02% ^Bi 0.0006% ^Sb 0.02% ^Hf 0.0011 % ^Pb0.001 % ^Cd0.001 % ^Sn0.003 %、Be0.002 %、余量為鋁。
[0111]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.09% ,Fe 0.03% ,Cu 0.06% ,Mg0.1%、Β 0.12%、Μη 0.11%、Ti 0.17%、Co 0.08%、Ta 0.06%、Ni 0.13%、Sc 0.027%、RE0.3 %、Be0.002 %、余量為鋁。
[0112]所述的銅鼻子的材質(zhì)為T2純銅。
[0113]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0114]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡65%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡120MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到93 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.27g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.027536。
[0115]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡69% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到91%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.26g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026676。
[0116]實施例11
[0117]Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，與實施例5的不同之處在于:
[0118]所述的銅鋁過渡件按重量百分比包含:Si 0.08%,Fe 0.15%,Cu 0.16%,Mg0.09%、Β 0.6%、Μη 0.11%、Ti 0.19%、Co 0.11%、Ta 0.04%、Ni 0.35%、Sc 0.029%、RE0.4% ^Ag 0.01% ^Bi 0.0005% ^Sb 0.01% ^Hf 0.001 %、Pb0.0011 %、Cd0.002 %、Sn0.002%、Be0.001%、余量為鋁。
[0119]所述鋁合金連接管按重量百分比包含:Si 0.08% ,Fe 0.1% ,Cu 0.05% ,Mg0.08%、Β 0.1% ^Mn 0.09%、Ti 0.16%、Co 0.07%、Ta 0.05%、Ni 0.1%、Sc 0.026%、RE0.2%、Be0.001%、余量為鋁。
[0120]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行1000次熱循環(huán)測試、端子與電纜導(dǎo)體的拉力測試、100小時抗壓蠕變性能測試，經(jīng)檢測性能遠(yuǎn)高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測參數(shù)如下:
[0121]鋁合金連接管:導(dǎo)電率彡65%IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡120MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230 V，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到93 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.27g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.02763。
[0122]銅鋁過渡件:導(dǎo)電率彡68% IACS，高于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率彡30%，抗拉強(qiáng)度彡150MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度彡230°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到91%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失小于0.26g/m2.hr，20°C電阻率(Ω ?臟2/111):平均值彡0.026539。
[0123]本發(fā)明實施例1-11的進(jìn)一步優(yōu)化方案是:將銅鼻子2的材質(zhì)選用Tl純銅，選用Tl純銅，相較于T2純銅電阻極小，電損極低，電氣性能提高，不易發(fā)生電力火災(zāi)。在使用壽命上，相同的狀況下，選用Tl純銅的銅鋁過渡端子比選用T2純銅的使用壽命延長1/4，銅鋁過渡端子的電氣性能、機(jī)械性能、力學(xué)性能和耐腐蝕性能均大幅度提高。
[0124]本發(fā)明還提供了一種制備Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子的方法，包括以下步驟:
[0125]A、半成品的鑄造:取鋁合金連接管的原料成分，熔融后澆鑄成型，得到鋁合金連接管半成品，取銅鋁過渡件的原料成分，熔融后澆鑄成型，得到銅鋁過渡件半成品；
[0126]B、銅鼻子的鑄造:取TI純銅或T2純銅，熔融后澆鑄成型，得到銅鼻子；
[0127]C、優(yōu)化處理:具體操作包括:
[0128]①、鋁合金連接管半成品的優(yōu)化處理:將鋁合金連接管半成品置于430-560°C(優(yōu)選480-520°C，更優(yōu)選510°C)溫度下，均勻化處理5-18h(優(yōu)選10-16h，更優(yōu)選14h);然后將均勻化處理后的鋁合金連接管半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于260-370°C (優(yōu)選290-350°C，更優(yōu)選330°C)溫度下，保溫l_6h(優(yōu)選2-5h，更優(yōu)選4h)后降溫，溫度降至130-170°C (優(yōu)選140-160°C，更優(yōu)選155°C)后保溫l_5h(優(yōu)選2-4h，更優(yōu)選3h)，冷卻;然后將經(jīng)過間歇性退火處理的鋁合金連接管半成品于電場強(qiáng)度為5-15KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為250-310°C (優(yōu)選260-300°C，更優(yōu)選280°C)，時效處理的時間為8-24h(優(yōu)選10-18h，更優(yōu)選16h)，得到鋁合金連接管；
[0129]②、銅鋁過渡件半成品的優(yōu)化處理:將銅鋁過渡件半成品置于480-520°C(優(yōu)選490-518°C，更優(yōu)選513°C)溫度下，均勻化處理10-20h(優(yōu)選12-18h，更優(yōu)選16h);然后將均勻化處理后的銅鋁過渡件半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于280-360°C (優(yōu)選310-350°C，更優(yōu)選340 0C)溫度下，保溫2-5h (優(yōu)選2.5-4h，更優(yōu)選3h)后降溫，溫度降至170-208 °C (優(yōu)選180-200 °C，更優(yōu)選192 °C)后保溫2-3h(優(yōu)選2.5-2.8h，更優(yōu)選2.6h)，冷卻;然后將經(jīng)過間歇性退火處理的銅鋁過渡件半成品于電場強(qiáng)度為5-15KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為230-290 °C (優(yōu)選240-270 °C，更優(yōu)選265°C)，時效處理的時間為9-16h(優(yōu)選10-15h，更優(yōu)選13h);得到銅鋁過渡件；
[0130]D、銅鋁過渡端子的制備:采用摩擦焊接工藝將鋁合金連接管、銅鋁過渡件、銅鼻子焊接成一體結(jié)構(gòu)，得到銅鋁過渡端子。
[0131]對鋁合金進(jìn)行均勻化處理，能夠保證其強(qiáng)度和延展性具有較好的匹配，從而避免材料微觀結(jié)構(gòu)的破壞而進(jìn)一步影響加工性能。為了保證受熱均勻，優(yōu)化合金的組織結(jié)構(gòu)，避免合金在加工過程中由于升溫或降溫過快導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷的產(chǎn)生，可以控制均勻化處理的升溫速度為l_7°C/min。本發(fā)明采用間歇式分步退火處理，并逐步降溫冷卻，該種處理方式可以消除機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和對微觀結(jié)構(gòu)的損傷，優(yōu)化晶體結(jié)構(gòu)，恢復(fù)線材的電性能，優(yōu)化機(jī)械性能，使材料的拉伸性能、柔韌性能和抗疲勞性能方面保持較好的匹配。在退火處理技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行時效處理，可以進(jìn)一步彌補(bǔ)退火處理過程中熱量傳導(dǎo)不均，導(dǎo)致材料內(nèi)外性能分布不均或局部缺陷的特點。通過時效處理可以使整個材料的性能達(dá)到均勻分布，各項性能綜合指標(biāo)達(dá)到倶佳的匹配。因此退火處理和時效處理，兩者有效的結(jié)合，對于材料整體性能的優(yōu)化起到了至關(guān)重要的作用，二者缺一不可。本發(fā)明優(yōu)選在高強(qiáng)度的均勻電場中進(jìn)行時效處理，第一方面改變了原子的排列、匹配和迀移，第二方面，提高了合金元素的固溶程度，誘發(fā)了 Tl相的均勻形核，提高了合金的屈服強(qiáng)度;使均勻化處理的樣品進(jìn)行時效處理后，析出相均勻彌散分布，合金的力學(xué)性能大大提高;第三方面，改變了細(xì)小晶體組織的析出形態(tài)和數(shù)量，使材料固態(tài)相變中發(fā)生形態(tài)、大小、分布等取向得以控制，從而控制材料的組織，最終獲得優(yōu)良的機(jī)械性能和電氣性能。
[0132]對比實施例1
[0133]—種銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的純鋁連接管和與純鋁連接管連接的銅鼻子，所述銅鼻子采用T2純銅，所述純鋁連接管為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，純鋁連接管設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，銅鼻子包括與純鋁連接管連接的連接柱，和與連接柱連接的底板，底板上開設(shè)有螺栓孔。該銅鋁過渡端子抗蠕變性差、在電力傳輸過程中易發(fā)生跳級和波動，造成短路和過燒，在通路過渡區(qū)易發(fā)生腐蝕，出現(xiàn)瓶頸效應(yīng)，電氣性能、機(jī)械性能差，銅鋁結(jié)合處的接觸電阻大，造成發(fā)熱氧化和結(jié)合處斷裂，使用壽命短。
[0134]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行性能測試，具體檢測參數(shù)如下:
[0135]鋁合金連接管:導(dǎo)電率45% IACS低于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率10%，抗拉強(qiáng)度SOMPa，長期運(yùn)行耐熱溫度120 °C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到88 %，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失彡0.9g/m2.1^，20°(:電阻率(Ω.mm2/m):平均值0.029635。
[0136]對比實施例2
[0137]—種銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管和與鋁合金連接管連接的銅鼻子，所述銅鼻子采用T2純銅，所述鋁合金連接管為堵油型結(jié)構(gòu)，內(nèi)置導(dǎo)電膏體，鋁合金連接管設(shè)置有內(nèi)連接孔，電纜導(dǎo)體插入內(nèi)連接孔中，所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形或與電纜截面相對應(yīng)的形狀，銅鼻子包括與鋁合金連接管連接的連接柱，和與連接柱連接的底板，底板上開設(shè)有螺栓孔。該銅鋁過渡端子抗蠕變性差、在電力傳輸過程中易發(fā)生跳級和波動，造成短路和過燒，在通路過渡區(qū)易發(fā)生腐蝕，出現(xiàn)瓶頸效應(yīng)，電氣性能、機(jī)械性能差，銅鋁結(jié)合處的接觸電阻大，造成發(fā)熱氧化和結(jié)合處斷裂，使用壽命短。
[0138]其中鋁合金連接管的化學(xué)成分為:鐵0.048% ;銅0.019 % ;鋯0.03 % ;硅0.04% ;釔0.28%;余量為鋁。
[0139]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行性能測試，具體檢測參數(shù)如下:
[0140]鋁合金連接管:導(dǎo)電率55% IACS，低于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率12%，抗拉強(qiáng)度90MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度150°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到89%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失彡0.79g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.臟2/111):平均值彡0.028635。
[0141]對比實施例3
[0142]—種銅鋁過渡端子，包括銅鼻子，和銅鼻子相連的鋁連接管，所述鋁連接管與電纜導(dǎo)體接頭，鋁連接管設(shè)置有內(nèi)連接孔;所述的內(nèi)連接孔截面形狀為圓形、扇形、瓦形、半圓形及和電纜截面相對應(yīng)的形狀，所述的鋁連接管的化學(xué)組分質(zhì)量百分比為:SiS0.12，F(xiàn)e0.35-0.75，Cu0.15-0.25，Mg彡 0.05，Zn 彡 0.05,B0.001-0.04，其它元素單個彡 0.03，其它元素總和<0.1，A1余量。該銅鋁過渡端子抗蠕變性差、在電力傳輸過程中易發(fā)生跳級和波動，造成短路和過燒，在通路過渡區(qū)易發(fā)生腐蝕，出現(xiàn)瓶頸效應(yīng)，電氣性能、機(jī)械性能差，銅鋁結(jié)合處的接觸電阻大，造成發(fā)熱氧化和結(jié)合處斷裂，使用壽命短。
[0143]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行性能測試，具體檢測參數(shù)如下:
[0144]鋁合金連接管:抗拉強(qiáng)度(MPa)60_150，延伸率10%-20%，20°C電阻率(Ω._2/m):平均值彡 0.028264，61.0 彡 IACS 彡 62.8。
[0145]對比實施例4
[0146]一種銅鋁連接端子，包括鋁合金管和銅頭，其特征在于，所述鋁合金管按重量百分比包含:Fe 0.79%-0.8% ,Cu 0.13%-0.15% ,Sc 0.0029%-0.0068% ,Ni0.1%-0.3% ,S1.061 %-0.062%，A1及其他不可避免的雜質(zhì)。該銅鋁過渡端子抗蠕變性差、在電力傳輸過程中易發(fā)生跳級和波動，造成短路和過燒，在通路過渡區(qū)易發(fā)生腐蝕，出現(xiàn)瓶頸效應(yīng)，電氣性能、機(jī)械性能差，銅鋁結(jié)合處的接觸電阻大，造成發(fā)熱氧化和結(jié)合處斷裂，使用壽命短。
[0147]將上述實施例的銅鋁過渡端子進(jìn)行性能測試，具體檢測參數(shù)如下:
[0148]鋁合金連接管:導(dǎo)電率58% IACS，低于鋁合金電纜導(dǎo)體，斷裂伸長率14%，抗拉強(qiáng)度10MPa，長期運(yùn)行耐熱溫度160°C，耐熱試驗強(qiáng)度殘存率達(dá)到88%，400h耐腐蝕性能質(zhì)量損失彡0.85g/m2.hr，20°C電阻率(Ω.mm2/m):平均值彡0.028745，IACS低于鋁合金電纜導(dǎo)體。
[0149]本發(fā)明的銅鋁過渡端子最佳的制備方法是采用本發(fā)明的制備方法，本發(fā)明的銅鋁過渡度端子同樣可以采用現(xiàn)有的或常規(guī)的加工工藝進(jìn)行加工，性能上依然高于對比實施例的性能，但相較于本發(fā)明的制備方法，從性能上略差。本發(fā)明的鋁合金材料通過添加多種合金元素以及采用熱處理技術(shù)，極大的提高了鋁合金的耐熱性能，使得鋁合金材料長期運(yùn)行溫度在230°C，蠕變現(xiàn)象較小，抗拉強(qiáng)度保持90%的殘存率，保障了在高溫運(yùn)行下機(jī)械性能改變較小，同時抗疲勞性能也獲得了很好的提高，這樣可避免用作連接端子時出現(xiàn)的不同程度的損失;且通過熱處理技術(shù)使得合金的柔韌性相當(dāng)好，大大提高了鋁合金的延展性，延伸率超過30%，不會由于拉力作用而容易出現(xiàn)損失現(xiàn)象。本發(fā)明與對比實施例的銅鋁過渡端子相比，在銅鼻子均采用T2純銅的基礎(chǔ)上，相較于對比實施例1抗蠕變性提高了53%，相較于對比實施例2-4抗蠕變性提高了 10-20%，因而，本發(fā)明的銅鋁過渡端子的安全性能更高；相較于對比實施例1抗腐蝕性提高了40%，相較于對比實施例2-4抗腐蝕性提高了 12-25%，機(jī)械性能相較于對比實施例1提高了60%，相較于2-4提高了15-20% ;電氣性能相較于對比實施例1提高了 40%，相較于2-4提高了 10-18%;耐熱性相較于對比實施例1提高了65 %，相較于2-4提高了 18-25 %。
【主權(quán)項】
1.Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，包括與電纜導(dǎo)體連接的鋁合金連接管(I)、與鋁合金連接管(I)另一端連接的銅鼻子(2)，其特征在于:在鋁合金連接管(I)與銅鼻子(2)之間設(shè)置有銅鋁過渡件(3)，所述銅鋁過渡件(3)為柱狀實心結(jié)構(gòu)的鋁合金，所述的銅鋁過渡件(3)按重量百分比包含:Si 0.08-0.1% ^Fe 0.07-0.33%、Cu 0.15-0.23% ^Mg 0.08-.0.12%、Β 0.5-0.87%、Μη 0.1_0.15%、Ti 0.18-0.27% ^Co 0.卜0.2%、Ta 0.03_0.05%、Ni 0.15-0.38%、Sc 0.028-0.03%、RE0.1-0.6%、Ag 0.01-0.05%、Bi 0.0005-0.0008% ^Sb 0.01-0.035%、Hf 0.001-0.0015%、Pb 0.001-0.0015% ^Cd0.001-0.003% ^Sn0.001-.0.003% ^Be0.001-0.003%、余量為鋁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，其特征在于:所述的銅鋁過渡件(3)按重量百分比包含:Si 0.085-0.095%、Fe 0.1-0.3%Xu 0.17-0.21 %、Mg.0.09-0.11% 0.55-0.75%、Mn 0.12-0.14% ^Ti 0.2-0.23% ^Co 0.13-0.17 %、Ta.0.035-0.045%^Ni 0.2_0.35%、Sc 0.0285-0.0295 % ^RE0.2-0.5 % ^Ag 0.02-0.04% ^Bi.0.0006-0.0007%、Sb 0.015-0.03 % ^Hf 0.0012-0.0014 % ^Pb 0.0011-0.0013 % ^Cd0.0015-0.0025% ^Sn0.0015-0.0025% ^Be0.0015-0.0025%、余量為鋁。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，其特征在于:所述的銅鋁過渡件(3)的直徑小于鋁合金連接管(I)的直徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，其特征在于:鋁合金連接管(I)的材質(zhì)成分與所連接的電纜導(dǎo)體的材質(zhì)成分相同。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，其特征在于:所述鋁合金連接管(I)按重量百分比包含:Si 0.08-0.13%、Fe 0.05_1.3%、Cu 0.05-0.13 %、Mg.0.05-0.2% 0.05-0.27%、Mn 0.07-0.18% ^Ti 0.15-0.26% ^Co 0.06-0.12% ^Ta.0.05-0.09%、Ni 0.05-0.28%、Sc 0.025-0.033%、RE0.1-0.6%、Be0.001-0.003%、余量為鋁。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，其特征在于:所述鋁合金連接管(I)為堵油型結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，其特征在于:所述的銅鼻子(2)的材質(zhì)為Tl純銅或T2純銅。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子，其特征在于:所述的銅鼻子(2)為L型，包括與斷路器連接的底板(4)和與底板(4)連接的連接柱(5)，連接柱(5)的另一端與銅鋁過渡件(3)連接。9.一種制備權(quán)利要求1所述Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、半成品的鑄造:取鋁合金連接管(I)的原料成分，熔融后澆鑄成型，得到鋁合金連接管半成品，取銅鋁過渡件(3)的原料成分，熔融后澆鑄成型，得到銅鋁過渡件半成品； B、銅鼻子的鑄造:取TI純銅或T2純銅，熔融后澆鑄成型，得到銅鼻子； C、優(yōu)化處理:將步驟A得到的半成品依次經(jīng)過均勻化處理、間歇式退火處理、時效處理，得到鋁合金連接管、銅鋁過渡件，具體操作如下: ①、鋁合金連接管半成品的優(yōu)化處理:將鋁合金連接管半成品置于430-560°C溫度下，均勻化處理5-18h;然后將均勻化處理后的鋁合金連接管半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于.260-370°C溫度下，保溫l-6h后降溫，溫度降至130-170°C后保溫l-5h，冷卻；然后將經(jīng)過間歇性退火處理的鋁合金連接管半成品于電場強(qiáng)度為5-15KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為250-310°C,時效處理的時間為8-24h ； ②、銅鋁過渡件半成品的優(yōu)化處理:將銅鋁過渡件半成品置于480- .520°C溫度下，均勻化處理10-20h;然后將均勻化處理后的銅鋁過渡件半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于280-360 °C溫度下，保溫2-5h后降溫，溫度降至170-208 °C后保溫2_3h，冷卻；然后將經(jīng)過間歇性退火處理的銅鋁過渡件半成品于電場強(qiáng)度為5-15KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為230-290°C，時效處理的時間為9-16h。 D、銅鋁過渡端子的制備:采用摩擦焊接工藝將鋁合金連接管、銅鋁過渡件、銅鼻子焊接成一體結(jié)構(gòu)，得到銅鋁過渡端子。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備Al-Fe-B-RE鋁合金電纜銅鋁過渡端子的方法，其特征在于，步驟C中，優(yōu)化處理具體操作包括: ①、鋁合金連接管半成品的優(yōu)化處理:將鋁合金連接管半成品置于440-550°C溫度下，均勻化處理5.5-17.5h;然后將均勻化處理后的鋁合金連接管半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于265-365°C溫度下，保溫1.5-5.5h后降溫，溫度降至135-165°C后保溫1.5-4.8h，冷卻；然后將經(jīng)過間歇性退火處理的鋁合金連接管半成品于電場強(qiáng)度為6-12KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為255-305°C，時效處理的時間為8.5-23.5h; ②、銅鋁過渡件半成品的優(yōu)化處理:將銅鋁過渡件半成品置于485-518°C溫度下，均勻化處理10.5-19h;然后將均勻化處理后的銅鋁過渡件半成品進(jìn)行間歇性退火處理，于290-.350 0C溫度下，保溫2.5-4.5h后降溫，溫度降至173-205 °C后保溫2.1_2.8h，冷卻；然后將經(jīng)過間歇性退火處理的銅鋁過渡件半成品于電場強(qiáng)度為6-13KV/cm的均勻電場中進(jìn)行時效處理，控制時效處理的溫度為240-280 0C，時效處理的時間為10-15h。
【文檔編號】H01R11/12GK105896118SQ201610236897
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】張曉歡, 于貴良, 趙巖
【申請人】河北欣意電纜有限公司