本发明专利技术公开了一种煤矿电缆用Al-Fe-Mg-Mn系铝合金及铝合金电缆，其中，铝合金材料包括的组分及各组分的重量百分比如下：Fe：0.2-1.1％；Mg：0.01-0.4％；Mn：0.001-0.2％；Si：0-0.1％；B：0-0.2％；余量为Al和杂质；将上述铝合金材料通过熔炼、铸造、轧制工艺得到铝合金杆，再经拉制、束绞、软化而成铝合金线芯，再将导体线芯经过挤包绝缘、成缆、挤包护套或铠装制成铝合金电缆。提供一种煤矿电缆用Al-Fe-Mg-Mn系铝合金，具有高强度、高导电率、弯曲性能良好等特性；由该铝合金制成的铝合金电缆能满足煤矿领域中对电缆性能的要求。
【技术实现步骤摘要】
-种煤矿电缆用A卜Fe-Mg-Mn系铝合金及铝合金电缆
本专利技术涉及煤矿电缆
，具体涉及一种煤矿电缆用Al-Fe-Mg-Mn系铝合金 及铝合金电缆。
技术介绍
煤矿用电缆由于使用的环境复杂、工作条件恶劣、且移动频繁，使用寿命不长，瓦 斯积聚的区域又十分危险，因此不仅对电缆本身安全性要求很高，而且对频繁移动场合用 电缆的耐磨性、抗外界拉力性能要求很高。因此，煤矿用电缆属于电缆行业中技术含量较高 的产品。 普通的电缆采用铜芯导线，随着对铜资源的过度开采，铜资源日益紧张，且濒临匮 乏，因此需要使用其他材料的导线代替铜芯导线，才能满足市场的需求。金属材料中，铝具 有导电效果好、质轻、价格低廉等特性，且近年来，出于环保意识的加强，强烈需要减轻重量 以提高机械燃料利用率，因此，以铝芯电缆代替铜芯电缆已是大势所趋。现有技术中，已研 制出铝芯电缆，然而普通铝芯电缆存在机械性能和抗腐蚀性能较差等缺陷，不具备满足煤 矿用电缆频繁移动的良好的弯曲性能；且根据煤矿用电缆的恶劣环境，对电缆导体的导电 率和机械强度有较高的要求，而现有普通的铝芯电缆的导电率和机械强度性能不能满足煤 矿用电缆的要求。因此，开发出一种能满足煤矿业中使用要求的铝合金电缆具有十分广阔 的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服以上缺点，提供一种煤矿电缆用Al-Fe-Mg-Mn系铝合金及铝 合金电缆，该铝合金具有高强度、高导电率、弯曲性能良好等特性，由该铝合金制成的铝合 金电缆能满足煤矿领域中对电缆性能的要求。 本专利技术的技术方案是： -种煤矿电缆用Al-Fe-Mg-Mn系铝合金，包括的组分及各组分的重量百分比如 下： Fe ：0. 2-1. 1% ； Mg ：0. 01-0. 4% ； Mn ：0. 001-0. 2% ； Si :0-0.1%; B :0-0.2%; 余量为Al和杂质； 所述铝合金的电阻率小于等于0. 028264 Ω .mmVm,电导率大于等于61 % IACS，断 裂伸长率不低于1〇%，90度疲劳弯折次数大于等于30次。 进一步地，所述铝合金在温度120°C、压应力120MPa条件下，1-100小时的平均蠕 变速度小于等于IX KT2 (% /h)。 进一步地，所述铝合金还包括稀土元素，所述稀土元素的含量占铝合金成分总重 量的 0. 1-0. 3%。 更进一步地，所述稀土元素包括Ce、La,所述Ce和La占稀土元素总量的至少 50%。 一种煤矿用铝合金电缆，所述铝合金电缆的加工工艺包括如下步骤： a、将上述铝合金经过熔炼、铸造、乳制得到铝合金杆； b、将步骤a得到的铝合金杆经过拉制、束绞、软化处理得到铝合金导体线芯； c、将步骤b得到的导体线芯经过挤包绝缘、成缆、挤包护套或铠装制成铝合金电 缆。 进一步地，所述铝合金导体线芯由10-2000根直径分别为0. 2-0. 5mm的单丝束绞 制成，所述单丝由所述铝合金杆经过拉制得到。 进一步地，所述铝合金电缆适用于_40°C -90°C的矿井环境。 进一步地，所述铝合金电缆适用于额定电压8. 7/10kV及以下等级的煤矿用移动 类橡套软电缆。 进一步地，所述铝合金电缆在90°C长期运行情况下，载流量不低于相同截面铜电 缆的80%。 进一步地，所述铝合金电缆经过9000次抗弯曲试验后不短路、不断路。 本专利技术提供的煤矿电缆用Al-Fe-Mg-Mn系铝合金及铝合金电缆，具有如下优点： 1、本专利技术提供的煤矿用铝合金，对铝合金的元素进行优化，从而改善该铝合金的 性能。本专利技术提供的煤矿用铝合金，选用Al-Fe-Mg-Mn系列，通过加入Fe元素，可以改善合 金的机械强度和拉伸性能，Fe还能明显提高高温抗蠕变性能，以及提高合金的抗疲劳性能。 在错合金中加入少量的Mg,细化铸造组织。 该铝合金材料中，加入Mn元素能改变抗腐蚀性，并且可以有效的降低铝合金的热 导率和比热容，从而减小铝合金的热膨胀系数，提高铝合金电缆的连接性能和安全性能。Mn 能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒，再结晶晶粒的细 化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。同时Mn元素还可以 很好的屏蔽杂质Si,减少Si的有害作用，同时与稀土元素作用，可显著改性合金的抗疲劳 弯曲性能，提高电缆的使用寿命。 本专利技术提供的煤矿用铝合金，选择在合金中添加少量的Si, Si与Mg形成MgSi强 化相提高再结晶温度和改变时效行为，使制品的再结晶晶粒得以细化，强度、韧性得以提 高，塑性、耐蚀性得到改善，提高铝合金的屈服强度及延伸率，避免铝合金产品的再加工，提 高生产效率，降低生产成本。 本专利技术还优选加入一定量的B，可以改善加工性能，特别是单丝微拉和束绞方面的 加工性能。 本专利技术提供的煤矿用铝合金，还优选添加一定量的稀土元素 RE，其中Ce、La占稀 土元素总含量的至少50%，稀土元素不仅可以显著提高合金的电性能，还能起到提高合金 抗疲劳弯曲性能的效果，延长了电缆的使用寿命。优选Ce和La,是因为这两种元素在本发 明中效果较其他稀土元素改善效果更明显。 本专利技术通过优化选择合金成分和合理调整合金成分的含量，制定合金配方，既可 以改善合金的性能，又不会因过多的量会恶化合金的性能，特别是电性能和延伸性能。本发 明提供的铝合金材料，通过合理的合金成分配比来保障合金的性能。 本专利技术提供的煤矿用铝合金材料，通过熔炼、铸造、固溶与时效处理、乳制工艺后， 得到的铝合金的电阻率小于等于0. 028264Ω · mm2/m，电导率大于等于61% IACS，断裂伸 长率不低于10%，温度120°C、120MPa压应力条件下，1-100小时的平均蠕变速度小于等于 I X KT2 (% /h)，90度疲劳弯折次数大于等于30次，且单丝直径最小可拉到0. 2mm。 2、本专利技术提供的煤矿用铝合金电缆，由本专利技术提供的铝合金制成，得到的煤矿用 铝合金电缆不仅具有很好的导电性能、拉伸性能、抗蠕变性能和抗疲劳性能，特别是抗弯曲 性能也达到了煤矿用铜芯的技术要求；同时，煤矿用铝合金电缆由于柔韧性好，且重量较 铜轻很多，因而作为煤矿用软电缆使用起来更加方便，有效的降低了煤矿用电缆的成本，提 高了工作效率，具有非常好技术经济效益。本专利技术提供的煤矿用铝合金电缆，适用于煤矿 用移动类橡套软电缆、额定电压8. 7/10kV及以下煤矿用橡套软电缆，在90°C长期运行条件 下，载流量不低于相同截面铜电缆的80% ;且本专利技术提供的煤矿用铝合金电缆经9000次抗 弯曲试验后不短路、不断路，其中，9000次抗弯曲试验按MT818. 1规定的试验方法进行。 【具体实施方式】 下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范 围。 本专利技术中，煤矿用铝合金电缆所用的铝合金导体线芯的制备方法，包括以下步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤矿电缆用Al‑Fe‑Mg‑Mn系铝合金，其特征在于，所述铝合金包括的组分及各组分的重量百分比如下：Fe：0.2‑1.1％；Mg：0.01‑0.4％；Mn：0.001‑0.2％；Si：0‑0.1％；B：0‑0.2％；余量为Al和杂质；所述铝合金的电阻率小于等于0.028264Ω·mm2/m，电导率大于等于61％IACS,断裂伸长率不低于10％，90度疲劳弯折次数大于等于30次。
【技术特征摘要】
1. 一种煤矿电缆用Al-Fe-Mg-Mn系铝合金，其特征在于，所述铝合金包括的组分及各 组分的重量百分比如下： Fe ：0. 2-1. 1% ； Mg ：0. 01-0. 4% ； Μη ：0. 001-0. 2% ； Si ：0-0. 1% ； B ：0-0. 2% ； 余量为A1和杂质； 所述铝合金的电阻率小于等于〇.〇28264〇*臟2/111，电导率大于等于61(%^^5，断裂 伸长率不低于1〇%，90度疲劳弯折次数大于等于30次。2. 根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金还包括稀土元素，所述稀土 元素的含量占错合金成分总重量的〇. l-o. 3%。3. 根据权利要求2所述的铝合金，其特征在于，所述稀土元素包括Ce、La，所述Ce和La 占稀土元素总量的至少50%。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金在温度 120°C、压应力120MPa条件下，1-100小时的平均蠕变速度小于等于1Χ1(Γ 2(% /h)。5. -种煤矿用铝合金电缆，其特征在于，所述铝合金电缆...
【专利技术属性】
技术研发人员：林泽民，
申请(专利权)人：安徽欣意电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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