1.一种汽车电线用铝合金导体,其特征在于,铝合金导体的质量百分数 配比为:0.3~0.8wt%的铁,0.15~0.3wt%的铜,0.04~0.1wt%的硅,0.005~ 0.02wt%的硼,其余为铝及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种汽车电线用铝合金导体的制备方法,其特征 在于,包括以下步骤: 1)将铝锭熔化并进行保温,首先升温至700~740℃将铝锭熔化,之后将 铝液在740~760℃进行保温,加入的铝锭中铝含量大于99.7%,硅含量在 0.04~0.1wt%之间,锰、钛、钒、铬总含量不大于0.01%; 2)将铁、铜、硼,硅作为合金元素依次加入到铝水中,而硅元素含量为 铝锭本身硅含量,铁、铜、硼分别以铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝硼中 间合金的形式加入,并采用电磁搅拌方式进行充分搅拌,保证铝合金液成分 的均匀性; 3)待合金元素完全熔融并充分进行搅拌后,加入精炼剂、除渣剂进行精 炼、除渣,并将废渣扒出保温炉,保温20分钟后,取部分铝合金液,使用光 谱仪进行炉前快速成分检测,保证成分符合工艺要求; 4)将成分符合要求的铝合金液出炉,经过连续浇铸,浇铸温度680~710 ℃,冷却成铝合金锭,冷却后的铝合金锭入轧温度控制在480~520℃; 5)将连续生产的铝合金锭经过连续轧制成直径为9.5mm铝合金杆,收杆 温度控制在250~320℃; 6)将铝合金杆经过拉丝成铝合金单线,并通过绞合成铝合金绞线,之后 在退火炉中经过300~340℃,6~12h的退火,得到汽车电线用铝合金导体。
1.一种汽车电线用铝合金导体,其特征在于,铝合金导体的质量百分数 配比为:0.3~0.8wt%的铁,0.15~0.3wt%的铜,0.04~0.1wt%的硅,0.005~ 0.02wt%的硼,其余为铝及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种汽车电线用铝合金导体的制备方法,其特征 在于,包括以下步骤: 1)将铝锭熔化并进行保温,首先升温至700~740℃将铝锭熔化,之后将 铝液在740~760℃进行保温,加入的铝锭中铝含量大于99.7%,硅含量在 0.04~0.1wt%之间,锰、钛、钒、铬总含量不大于0.01%; 2)将铁、铜、硼,硅作为合金元素依次加入到铝水中,而硅元素含量为 铝锭本身硅含量,铁、铜、硼分别以铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝硼中 间合金的形式加入,并采用电磁搅拌方式进行充分搅拌,保证铝合金液成分 的均匀性; 3)待合金元素完全熔融并充分进行搅拌后,加入精炼剂、除渣剂进行精 炼、除渣,并将废渣扒出保温炉,保温20分钟后,取部分铝合金液,使用光 谱仪进行炉前快速成分检测,保证成分符合工艺要求; 4)将成分符合要求的铝合金液出炉,经过连续浇铸,浇铸温度680~710 ℃,冷却成铝合金锭,冷却后的铝合金锭入轧温度控制在480~520℃; 5)将连续生产的铝合金锭经过连续轧制成直径为9.5mm铝合金杆,收杆 温度控制在250~320℃; 6)将铝合金杆经过拉丝成铝合金单线,并通过绞合成铝合金绞线,之后 在退火炉中经过300~340℃,6~12h的退火,得到汽车电线用铝合金导体。
翻译:技术领域
本发明涉及一种汽车电线用铝合金导体及其制备方法。
背景技术
全球气温升高和大气污染受到各国关注,工业发达国家对于汽车燃油品 质和排放量规定愈发苛刻,节能减排及汽车轻量化的开发变得十分迫切。为 了减少汽车废气排放量和降低燃油耗,降低汽车重量成为首选手段。其中, 汽车电线轻量化就是一种较好的解决办法。目前,汽车车辆电线导体基本采 用的是铜导体电线,但是铜导体电线在相同截面情况下重量较重,而且我国 铜资源较缺乏。
目前有中国专利申请公布号CN101923908A(申请公布日2010.12.22)公 开了一种汽车线用铝合金导体及其制造方法,但是该专利的组分配比不合理, 需要添加镁元素,性能也受影响。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术的上述不足和缺陷,提供一种汽车 电线用铝合金导体,本发明的目的之二在于提供一种汽车电线用铝合金导体 的制备方法,汽车电线用铝合金导体相对于传统的铜导体电线来说,在相同 截面情况下重量有近60%的减少,而在保证与铜导体电线载流量相同的条件 下,电线重量有近40%的减少。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
一种汽车电线用铝合金导体,其特征在于,铝合金导体的质量百分数配 比为:0.3~0.8wt%的铁,0.15~0.3wt%的铜,0.04~0.1wt%的硅,0.005~ 0.02wt%的硼,其余为铝及不可避免的杂质。
一种汽车电线用铝合金导体的制备方法,包括以下步骤:
1)将铝锭熔化并进行保温,首先升温至700~740℃将铝锭熔化,之后将 铝液在740~760℃进行保温,加入的铝锭中铝含量大于99.7%,硅含量在 0.04~0.1wt%之间,锰、钛、钒、铬总含量不大于0.01%;
2)将铁、铜、硼,硅作为合金元素依次加入到铝水中,而硅元素含量为 铝锭本身硅含量,铁、铜、硼分别以铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝硼中 间合金的形式加入,并采用电磁搅拌方式进行充分搅拌,保证铝合金液成分 的均匀性;
3)待合金元素完全熔融并充分进行搅拌后,加入精炼剂、除渣剂进行精 炼、除渣,并将废渣扒出保温炉,保温20分钟后,取部分铝合金液,使用光 谱仪进行炉前快速成分检测,保证成分符合工艺要求;
4)将成分符合要求的铝合金液出炉,经过连续浇铸,浇铸温度680~710 ℃,冷却成铝合金锭,冷却后的铝合金锭入轧温度控制在480~520℃;
5)将连续生产的铝合金锭经过连续轧制成直径为9.5mm铝合金杆,收杆 温度控制在250~320℃;
6)将铝合金杆经过拉丝成铝合金单线,并通过绞合成铝合金绞线,之后 在退火炉中经过300~340℃,6~12h的退火,得到汽车电线用铝合金导体。
本发明无需添加镁元素,合金的断裂伸长率与导电率增高,抗拉强度也 满足性能要求。
本发明在合金中加入的铁,主要起到强化铝合金强度的作用,加入一定 含量的铁,可以起到固溶强化效果。由于铁对铝的电导率的影响较小,所以 为了防止电导率大幅下降,又进行强度的提高,所以采用铁作为主要的合金 元素。由于加入大量的铁容易恶化合金的加工性能,所以加入铁的含量控制 在0.3~0.8wt%。
本发明在合金中加入少量的铜,主要是因为铜在铝基体中起固溶强化作 用,CuAl2有明显的时效强化效果,加入铜,可以减少铁的加入量,从而改善 合金的加工性能。但是由于铜对铝合金的电导率有较明显的恶化作用,所以 加入铜的含量需控制在一定范围。
为了提高铝合金的加工性能,本发明加入了一定量的硼元素,硼主要在 铝基体中起到细化铸造组织和焊缝组织的作用,减少合金的开裂倾向,提高 铝合金的力学性能。
本发明将多根单丝经过绞合后,将导体线芯在退火炉中进行300~340℃, 8~12h的退火,选择该温度范围与退火时间,可以有效消除合金组织内应力, 进一步提高合金导电率与柔韧性。
由于采用了如上的技术方案,本发明的有益效果在于:经过设计的铝合 金导体,抗拉强度在110MPa以上,电导率在58%IACS以上,断裂伸长率在12% 以上,在保证导体本身加工性能优良的情况下,保证铝合金绞合线芯的强度 与电阻达到汽车电线的使用要求,而且无需添加镁元素。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解,下面进一步阐述本发明。
实施例一
一种汽车线用铝合金导体,所述铝合金导体的质量百分数配比为:
质量分数为0.3~0.8wt%的铁,铁元素可以选择为0.3%,0.45%,0.6%, 0.75%。0.04~0.1wt%的硅,硅元素可以选择为0.04%,0.06%,0.08%,0.1~ 0.3wt%的铜,可以选择0.15%,0.2%,0.25%,0.005~0.02wt%的硼,可以选择 0.01%,0.02%,其余为铝及不可避免的杂质。
实施例二
一种汽车电线用铝合金导体的制造方法,步骤为:
将铝锭熔化并进行保温,首先升温至700~740℃将铝锭熔化,之后将铝 液在740~760℃进行保温,加入的铝锭中铝含量大于99.7%,硅含量在0.04~ 0.1wt%之间,锰、钛、钒、铬总含量不大于0.01%。;
将铁、铜、硼,硅作为合金元素依次加入到铝水中,而硅元素含量为铝 锭本身硅含量,铁、铜、硼分别以铝铁中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间 合金的形式加入,并采用电磁搅拌方式进行充分搅拌,保证铝合金液成分的 均匀性;
待合金元素完全熔融并充分进行搅拌后,加入精炼剂、除渣剂进行精炼、 除渣,并将废渣扒出保温炉,保温20分钟后,取部分铝合金液,使用光谱仪 进行炉前快速成分检测,保证成分符合工艺要求;
将成分符合要求的铝合金液出炉,经过连续浇铸,浇铸温度680~710℃, 冷却成铝合金锭,冷却后的铝合金锭入轧温度控制在480~520℃;
将连续生产的铝合金锭经过连续轧制成直径为9.5mm铝合金杆,收杆温 度控制在250~320℃。
将铝合金杆经过拉丝成铝合金单线,并将铝合金单线通过绞合成铝合金 绞线,之后在退火炉中经过300~340℃,6~12h的退火,例如可选300℃退 火12h或320℃退火10h或330℃退火9h或340℃退火7h,得到汽车用铝合 金导体。
实施例3
选用牌号为99.70%的铝锭,添加铝铁中间合金,铝铜中间合金,铝硼中 间合金,合金中各元素的含量如表1所示。
经过熔炼和连铸连轧成铝合金杆,之后通过拉丝成0.5mm的铝合金单丝, 经退火处理,其工艺温度及时间及各项性能如表1所示。
表1
表2
评价试验及测试方法
导电率
利用电桥发测量导体电导率,电导率达到或超过58%IACS视为合格,而 且本发明的电导率高于现有的铝合金导体。
拉伸性能
利用拉力试验机对导体的抗拉强度及断裂伸长率进行测试,抗拉强度达 到或超过110MPa,断裂伸长率达到或超过10%视为合格,而且本发明的断裂 伸长率高于现有的铝合金导体。
实施例1~6成分及退火工艺均符合本发明的要求,因此,导体线芯的抗 拉强度、电导率、断裂伸长率均满足要求,而且本发明无需添加镁元素,合 金的断裂伸长率与导电率增高,抗拉强度也满足性能要求。对比例1中的铜 含量低于本发明的含量,所以抗拉强度未达到要求;对比例2中铁含量低于 本发明的要求,所以抗拉强度未达到本发明要求;对比例3铁含量高于本发 明中要求,所以电导率与断裂伸长率未达到本发明要求;对比例4中退火温 度高于本发明要求,所以抗力强度未达到本发明要求;对比例5中铜含量高 于专利要求,所以电导率未达到本发明要求;对比例6中退火温度低于本发 明要求,所以延伸率未达到本发明要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行 业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下, 本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。