添加铈和铜对Al-B电工圆杆性能的影响.pdf

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1、NONFERR0USMETALSENGlNEERlNGdoi：1O．3969~．issn．2095—1744．2014．04．002添加铈和铜对Al—B电工圆杆性能的影响酗罗伟张晓燕高红选樊磊包国涛贵州大学材料与冶金学院贵阳550025摘要：研究添加铈和铜对A1．B电工圆杆抗拉强度及导电率的影响。结果表明，添加铜可提高A1一B电工圆杆的抗拉强度，但降低导电率，在Al—B电工圆杆中同时加入铈和铜时，其强度和导电率均高于单独加入铜的情况，铈元素的添加量0．1％～0_3％，铜的添加量1．0％～2．0％，A1一B电工圆杆具有相对良好的综合性能，导电率为51．7％～55．5％IACS，抗拉强度为10

2、7～132MPa。关键词：A1．B电工圆杆；抗拉强度；导电率；添加铈和铜中图分类号：TG146．21；TG113．224文献标志码：A文章编号：2095—1744(2014)04—0017—03电圆铝杆主要用于生产电力和通讯铝电缆，是制1．2试样制备作各类电缆、电线的半成品，其导电性能和力学性能是各类铝电线、电缆性能能否达标的关键_1_。电工用铝对杂质首先是中间合金的制备，将铝锭放入刚玉坩埚中，用元素硅、铁、钒、钛、铬、锰等的含量要求十分严格，任何一井式电阻炉加热熔化，待纯铝完全熔化后，将稀土金属破种都不能超过其限量，否则不能作为电工用铝『2]。在铝电碎烘干并用铝箔包好，750℃时加入铝液

3、中，搅拌均匀，在工圆杆中加入微量硼元素，可以有效去除钛、钒、铬、锰等800℃+10℃保温2h左右后，浇入模具中。制备好的中间杂质元素，提高其导电性。近年来，随着电力和电器工业合金用Q4．130TASMAN全谱直读火花光谱仪测定其成不断发展，对电工铝导体(铝电工圆杆、电线、电缆等1性能分，结果表明稀土元素的烧损不到1％，因而试验中的提出了更高的要求，尤其是大跨度的输变电工程，不仅要加入量可看作实际的含量。最后分别制备成质量分数求铝导线具有良好的导电性和伸长率，且要具有较高的w(Ce)=7．5％的Al—Ce中间合金和质量分数w(Cu)=20％的抗拉强度口]，而如何合理协调抗拉强度与导电率之间的

4、关A1．Cu中间合金。系是生产中需要重视的主要问题。以A1．B电工圆杆为基将一定比例经硼化后的铝锭放入刚玉坩埚中，在井式础，研究添加铈和铜元素对其性能的影响。电阻炉加热熔化，待铝锭熔化后，升温至750℃加入中间合金，并充分搅拌，升温至800℃后保温5min，浇入预热温度1实验方法300℃左右的模具中，最后铸成12mmx100mrn的铝棒。1．1试验材料1．3分析测试方法试验用铝为经硼化过滤除杂后的纯铝锭，成分如从q)12mmxl00mm铝棒一端切取12mmxl0mm表1所示。由于稀土元素较活泼，直接加入容易烧损，作金相试样，用Olympus-BH2光学显微镜进行组织观所以采用中间合金的形式

5、加入。铜也采用中间合金的形基金项目：贵州省工业攻关项目(2012—3O43)；贵州大学研式加入。究生创新基金(研理工2013064)收稿日期：2014—04—15表1试验用纯铝化学成分／％作者简介：罗伟(1991一)，男，贵州凤冈县人，主要从事新型盛坌里g!基铝导线加工等方面的研究。含量99．290．0040．1670．27l0．0550．0410．0270．033omi联系人：张晓燕(1960一)，女，贵阳人，教授，主要从事高强度铸造铝合金、有色金属表面改性等方面的研究。有色金属工程2014年第4卷第4期17变质行为[J]．中国稀土学报，2001，19(2)：133—137．[2]王庆良

6、．稀土对铝导线导电性能和力学性能的影响[J]．上海有色金属，1995，l6(4)：229—231．[3]周晓霞，张仁元，刘银峁．稀土元素在铝合金中的作用和应用重．新技术新工艺，2003(4)：43—45．[4]冯正海，李念奎．新型A1．MgCu铝合金铸锭均匀化过程中相嚣的变化[J]．轻合金加工技术，2009，37(9)：29—33．[5]韩宝军，刘金明．稀土和cu对工业纯铝性能的影响[J]．轻合金龚加工技术，2006，34f3)：38—40．[6]张建新，钟建华．微量添加剂对铝合金晶粒细化的工艺探讨[J]．轻合金加工技术，2002，30(8)：18-20．[7]史霞．高强度高导电率铸造铝合

7、金的研制与性能研究[D]．添加量武汉：武汉理工大学．2010：9-11．图3铈和铜添加量对抗拉强度的影响[8]杜挺．稀土元素在金属材料中的一些物理化学作用[J]．金属学报，1997，33(1)：70．76．3结论[9]杜挺．稀土元素在金属材料中的作用与机理[J]．中国有色金属学报，1996，6(2)：13．18．在Al-B电工圆杆中添加铜，能够明显提高A1．B电[10]KnipstronKarl—Erik．Newalum