DOC《铈和镧对Al—B电工圆杆性能的影响》

铈和镧对Al―B电工圆杆性能的影响 樊磊,张晓燕,高红选,黄鑫 (贵州大学 材料与冶金学院,贵阳 550025) 摘要:通过电导率测试、拉伸试验、SEM、EDS、金相显微镜观察等手段,研究稀土元素铈、镧的添加量对Al―B电工圆杆组织和性能的影响.

结果表明,当稀土元素铈、镧的添加含量分别为0.05%~0.30%、0.10%~0.35%时,Al―B电工圆杆具有良好的综合性能. 关键词:稀土元素;

Al―B铝电工圆杆;

性能;

铈;

镧 中图分类号:TG146.21 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2014)04-0000-00 Effect of Cerium and Lanthanum on Property of Al-B Electrician Round Rod FAN Lei, ZHANG Xiao-yan, GAO Hong-xuan, HUANG Xin (School of Materials and Metallurgy, Guizhou University, Guiyang 550025, China) Abstract:The effects of rare earth elements of Ce and La on microstructures and properties of Al-B electrician round rod were studied by means of conductivity measurement, tensile test, SEM, EDS and metalloscope observation. The results show that Al-B electrician round rod has favorable conductivity and mechanical properties with the addition of Ce and La of 0.05%~0.30% and 0.10%~0.35% respectively. Key words: rare earth elements;

Al-B electrician round rod;

mechanical property;

Ce;

La 铝导体在我国每年铝消耗量中占1/3~1/4[1].电工圆铝杆是制作电缆、电线的半成品,但电工圆铝杆的抗拉强度和导电率之间存在一种此消彼长的关系.因此,如何提高抗拉强度、合理协调导电性能的关系是需要解决的主要问题.往铝导体中添加不同的稀土元素,能够降低杂质在基体中的固溶度[2],起到脱硫、脱氧、细化晶粒[3]的作用,从而提高铝材的导电率、强度和耐磨性、耐热性和抗氧化性[4]等. 本文首次采用微量元素合金化二次过滤技术,先将铝材硼化过滤一次,尽量除去钛、钒、铬、锰等杂质的硼化物和铝硼化物及团聚物,以提高铝材的导电性.再添加稀土元素,通过二次过滤,再次降低铁、硅对铝导体导电性的有害影响.二次过滤时稀土化合物以球状相均匀分布在晶内,因为其尺寸较小,只能滤去一部分,且还能滤去第一次过滤未滤去的硼化物进一步跟稀土形成的复杂稀土硼化物.这样,在提高导电性的同时,部分没滤去的稀土化合物相又可以提高铝材的力学性能,使其综合性能得到最大改善和提高.

1 试验方法及过程 原料为经硼化过滤除杂后的纯铝锭(含铝99.26%)、稀土金属铈和镧.稀土元素采用中间合金的形式加入. 将铝锭放入刚玉坩埚中,用井式电阻炉加热熔化,待纯铝完全熔化后,将稀土金属破碎烘干并用铝箔包好,750 ℃时加入铝液中,在(800±10)℃保温2 h左右,其间不断搅拌,直至稀土金属碎块完全熔入,最后浇入模具,分别制备成铈质量分数7.5%的Al-Ce中间合金和镧质量分数7.5%的Al-La中间合金.制备好的中间合金用Q4-130 TASMAN全谱直读火花光谱仪测定其成分,结果表明稀土元素的烧损不到1%,因而试验中的加入量可看作实际含量. 将一定比例经硼化后的铝锭放入刚玉坩埚中,放入井式电阻炉加热熔化,待铝锭熔化后,750 ℃左右加入Al―RE中间合金,并充分搅拌,待其完全熔化后静置15 min,再次过滤杂质,最后铸成Ф17 mm*200 mm的铝棒,取样并用Olympus―BH2光学显微镜观察铸态组织.剩余的铝棒经过11道次的热轧和拉拔得到Ф3.02 mm的铝电工圆杆.采用GB3048.2―83的方法,在QJ57双臂电桥上测量铝电工圆杆的电阻率,并在Instron-8501材料拉伸试验机上测定试样的抗拉强度.