本發(fā)明涉及輸變電工程，尤其涉及一種高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法。

背景技術：

1、高壓開關產品中，大量結構復雜的鋁合金導電或者電連接類部件，常采用成本及導電率較低的zl101a鋁合金低壓鑄造成型，該鑄造合金鑄造性能好、成本低廉、彈性系數小、組織各項同性、具有中等強度的力學性能、適合大批量生產。但zl101a鋁合金的電導率一直沒有得到明顯提高，難以滿足高壓開關容量提升、小型化、高導電率的發(fā)展需求。現有用于此類開關的導電鋁合金鑄件為gb1173中zl101a材料，t6狀態(tài)下導電率為不低于36％iacs，國外的abb和西門子可以做到45％iacs，其依據綜合性能要求及各元素在合金中的作用確定合金的成分，將鑄鋁合金zl101a-t6熱處理調整為t7(國標中稱固溶處理+穩(wěn)定化處理)，結果可使鑄件zl101a合金導體的導電率達到45％iacs。

2、現有高壓開關導體鑄件基本采用zl101鋁合金，這種鋁合金需經過t6或t7熱處理后才滿足使用要求。而對于高壓開關內部零件，其結構普遍是復雜壁薄空腔類鑄件，熱處理時，易出現變形，表面產生氣泡，另外經過t6熱處理的zl101鋁合金鑄件力學性能高，但是導電率低，而t7熱處理雖然提升了導電率但是力學性能相比t6大幅下降。

3、專利技術文獻cn202210414222.2公開了一種高強高導電率的al-zr-si型鋁合金，該al-zr-si型鋁合金雖然具有良好的導電率，但是其力學性能還有待提高。

4、針對這種情況，通過開發(fā)一種新型高導鋁合金材料，充分考慮高導鋁合金自身的性能及各合金元素的作用，對鋁合金的成分進行整體調控，使得鋁合金在經過熱處理后兼?zhèn)鋬?yōu)異的導電性能和力學性能。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件，以解決傳統(tǒng)的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件不能同時具有優(yōu)異的力學性能和導電性能的問題。

2、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，包括以下步驟：

3、s11：取工業(yè)純鋁、al-si50中間合金、純鎂、al-ti中間合金、al-b中間合金、al-mn中間合金為原料，其中各元素質量百分比如下：si：4wt％-6wt％、mg：0.4wt％-0.6wt％、b：0.06wt％-0.1wt％、sr：0.02wt％-0.04wt％、ti：0.05wt％-0.1wt％、其它不可避免的雜質總和不大于0.1wt％、其余為鋁；

4、s12：在氮氣氛圍下，將工業(yè)純鋁、al-si50中間合金、純鎂、al-ti中間合金、al-b中間合金、al-mn中間合金在700-750℃下進行熔煉，得到初步鋁合金液；

5、s13：在720-730℃下，將精煉劑1和變質劑加入到初步鋁合金液中，反應20-30min后，加入精煉劑2，反應10-20min后，再加入精煉劑3，反應10-20min后，保溫，得到待鑄造鋁合金液；

6、s14：在720-740℃下，將待鑄造鋁合金液澆入模具中，冷卻至室溫后進行熱處理，得到粗品；

7、s15：將粗品進行機加和表面拋光，得到高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件；

8、進一步地，所述精煉劑1包括以下重量百分比組分：氯化鋅45％、冰晶石粉20％、caf210％、石墨烯5％、工業(yè)鹽10％、晶粒細化劑10％；

9、進一步地，精煉劑2包括以下重量百分比組分：氯化鋅48％、冰晶石粉20％、caf210％、石墨烯3％、工業(yè)鹽10％、晶粒細化劑10％；

10、進一步地，精煉劑3包括以下重量百分比組分：氯化鋅49.5％、冰晶石粉20％、caf210％、石墨烯0.5％、工業(yè)鹽10％、晶粒細化劑10％。

11、進一步地，所述石墨烯的粒徑為0.5-5μm。

12、進一步地，步驟s13中所述變質劑為al-sr10中間合金。

13、進一步地，步驟s13中所述保溫時間為15-35min。

14、進一步地，步驟s14中所述模具在澆注前預熱至275-285℃，并噴灑脫模劑。

15、進一步地，步驟s14中所述熱處理為t6熱處理或者t7熱處理。

16、進一步地，所述精煉劑1、2、3的加入量均為原料重量的0.2％-0.4％。

17、進一步地，精煉劑1、2、3均為混合得到。

18、進一步地，所述晶粒細化劑為鋁鈦渣和鋁合金母料粉末按照質量比為1:2混合而成。

19、進一步地，所述鋁合金母料粉末中各元素按照以下質量百分比計：si：4wt％、mg：0.5wt％、b：0.08wt％、sr：0.03wt％、ti：0.7wt％、其它不可避免的雜質總和不大于0.1wt％、其余為鋁。

20、本發(fā)明的有益效果：

21、本發(fā)明所得低壓鑄造鋁合金具有較高的導電率和強度，在經過t6熱處理后可達到導電率大于42％iacs，抗拉強度≥230mpa、屈服強度≥120mpa、伸長率≥3％。

22、本發(fā)明通過分批次加入含有石墨烯的精煉劑，并逐步減少精煉劑中石墨烯的添加量這一手段，進一步提升了鋁合金的力學性能和導電性能，并且，降低了石墨烯以及精煉劑的使用量。

23、采用本發(fā)明制備方法能夠得到高導電鑄造鋁合金，所得鋁合金具有抗熱裂性好，流動性好等工藝特點，能夠通過鑄造工藝成型高壓開關用導體零件，成型效果與傳統(tǒng)zl101a(t7熱處理)無差異，相對于zl101a，有更高的導電率；并且，所述制備方法工藝簡潔、容易控制，本發(fā)明還通過熱處理，降低生產周期和成本。

技術特征：

1.一種高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，所述石墨烯的粒徑為0.5-5μm。

3.根據權利要求1所述的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，步驟s13中所述變質劑為al-sr10中間合金。

4.根據權利要求1所述的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，步驟s13中所述保溫時間為15-35min。

5.根據權利要求1所述的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，步驟s14中所述模具在澆注前預熱至275-285℃，并噴灑脫模劑。

6.根據權利要求1所述的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，步驟s14中所述熱處理為t6熱處理或者t7熱處理。

7.根據權利要求1所述的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，所述精煉劑1、2、3的加入量均為原料重量的0.2％-0.4％。

8.根據權利要求1所述的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，所述晶粒細化劑為鋁鈦渣和鋁合金母料粉末按照質量比為1:2混合而成。

9.根據權利要求1所述的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法，其特征在于，所述鋁合金母料粉末中各元素按照質量百分比計：si：4wt％、mg：0.5wt％、b：0.08wt％、sr：0.03wt％、ti：0.7wt％、其它不可避免的雜質總和不大于0.1wt％、其余為鋁。

技術總結
本發(fā)明涉及輸變電工程技術領域，具體涉及一種高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法。本發(fā)明的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件制備方法包括如下步驟：選料、熔煉、加精煉劑1和變質劑、加精煉劑2、加精煉劑3、澆筑、表面加工。本發(fā)明的高壓開關用高導電率鑄造鋁合金鑄件具有較高的導電率和強度，能夠通過鑄造工藝成型為高壓開關用導體零件，且制備方法工藝簡潔、容易控制。

技術研發(fā)人員：郭玉峰,田小宇,唐亮,劉文明,袁俊,唐彬
受保護的技術使用者：泰州康乾機械制造有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30