阅读说明：本技术 一种耐腐蚀铝合金接地材料及其制作方法 (Corrosion-resistant aluminum alloy grounding material and manufacturing method thereof ) 是由 周辉 于 2020-04-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及接地金属技术领域,更具体地说,是涉及一种耐腐蚀铝合金接地材料及其制作方法。所述接地材料各成分的含量为Cu：2.5％～3.5％,RE：0.05％～0.2％,B：0.02％～0.06％,其他杂质：0.5％以下,余量为Al。所述制作方法包括以下步骤：配料,配备各成分的原材料；熔炼,依次加入各原材料,形成熔炼液；对所述熔炼液进行拉铸,形成拉铸棒；热挤压,对所述拉铸棒在挤压机中进行热挤压,形成所需截面的热挤压件；喷丸,对所述热挤压件进行喷丸处理；氧化,将所述喷丸后的热挤压件置于温箱内进行氧化。有益效果在于,可抑制铝铜θ相的产生,减少成本,避免铜对环境产生的重金属离子污染的问题。(The invention relates to the technical field of grounding metal, in particular to a corrosion-resistant aluminum alloy grounding material and a manufacturing method thereof. The grounding material comprises the following components in percentage by weight: 2.5% -3.5%, RE: 0.05% -0.2%, B: 0.02% -0.06%, other impurities: less than 0.5 percent, and the balance of Al. The manufacturing method comprises the following steps: preparing raw materials of each component; smelting, namely sequentially adding raw materials to form a smelting solution; carrying out drawing casting on the smelting liquid to form a drawing casting rod; hot extrusion, namely carrying out hot extrusion on the casting rod in an extruder to form a hot extrusion piece with a required section; shot blasting, wherein shot blasting is carried out on the hot extrusion piece; and oxidizing, namely placing the hot extruded piece subjected to shot blasting in a warm box for oxidation. The method has the advantages of inhibiting the generation of the aluminum copper theta phase, reducing the cost and avoiding the problem of heavy metal ion pollution of copper to the environment.)

一种耐腐蚀铝合金接地材料及其制作方法

技术领域

本发明涉及接地金属技术领域，更具体地说，是涉及一种耐腐蚀铝合金接地材料及其制作方法。

背景技术

长期、可靠、稳定的接地系统，是各行业保证设备稳定运行、人员安全的重要措施，而接地系统长期安全可靠运行的关键在于选择良好的接地材料。

目前，通常使用镀锌钢材、镀铜钢材或纯铜材作为接地材料。镀锌钢材造价相对较低，但镀锌钢材耐腐蚀性较差，使用寿命短，后期维护保养费用较高。纯铜热稳定性能好、导电性能强、耐腐性强，但对其附近的钢结构会造成电化学腐蚀，同时采用铜材作为接地材料一次投入成本较高，且会对环境产生重金属离子污染。镀铜钢材兼有铜的耐腐蚀性和导电性，造价适中，对施工工艺要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀铝合金接地材料及其制作方法，以解决现有技术中存在的技术问题。

一方面，本发明实施例提供一种耐腐蚀铝合金接地材料，包括：铝Al、铜Cu、稀土元素RE、硼B和其他杂质，各成分的含量为：

Cu：2.5％～3.5％，RE：0.05％～0.2％，B：0.02％～0.06％，其他杂质：0.5％以下，余量为Al。

另一方面，本发明实施例还提供一种上述接地材料的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：配料，根据所述接地材料中各成分的含量，配备各成分的原材料；

步骤2：熔炼，待铝的原材料将要完全融化时，分别加入铜、稀土元素和硼的原材料，形成熔炼液；

步骤3：对所述熔炼液进行拉铸，经冷却水冷却，形成拉铸棒；

步骤4：热挤压，对所述拉铸棒进行预热，在挤压机中进行挤压，形成所需截面的热挤压件；

步骤5：喷丸，对所述热挤压件进行喷丸处理；

步骤6：氧化，将所述喷丸后的热挤压件置于温箱内，调节氧化温度进行氧化。

本发明的有益效果在于：采用铝合金作为接地材料，通过在铝中增加少量的铜，改善表面氧化物导电性能不佳，不能作为接地材料使用的缺点；合金中添加稀土元素，起到到细化晶粒和净化晶界的作用；合金中加入硼，起到抑制铝铜θ相的产生；喷丸工艺消除了由于挤压造成的应力分布不均，起到细化表面晶粒的作用。此外，所述接地材料可代替纯铜，减少成本，解决现有技术中铜对环境产生重金属离子污染的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的拉铸棒的金相图。

图2为本发明实施例提供的热挤压后接地件的电镜图。

图3为本发明实施例提供的喷丸前接地件的表面形貌图。

图4为本发明实施例提供的喷丸后接地件的表面形貌图

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种耐腐蚀铝合金接地材料。所述接地材料包括铝Al、铜Cu、稀土元素RE、硼B和其他杂质，各成分的含量为：

Cu：2.5％～3.5％，RE：0.05％～0.2％，B：0.02％～0.06％，其他杂质：0.5％以下，余量为Al。

本发明实施例还提供一种上述接地材料的制作方法。所述方法包括以下步骤：

步骤1：配料，根据所述接地材料中各成分的含量，配备各成分的原材料；

步骤2：熔炼，待铝的原材料将要完全融化时，分别加入铜、稀土元素和硼的原材料，形成熔炼液；

步骤3：对所述熔炼液进行拉铸，经冷却水冷却，形成拉铸棒；

步骤4：热挤压，对所述拉铸棒进行预热，在挤压机中进行挤压，形成所需截面的热挤压件；

步骤5：喷丸，对所述热挤压件进行喷丸处理；

步骤6：氧化，将所述喷丸后的热挤压件置于温箱内，调节氧化温度进行氧化。

可选地，在所述步骤1中，铝的原材料采用99.9％的铝锭，铜的原材料采用99.5％的电解铜，稀土元素的原材料采用铝稀土，硼的原材料采用铝硼中间合金。

可选地，在所述步骤2中，熔炼温度为：50～800℃。

可选地，在所述步骤3中，拉铸直径为600～1500mm，拉铸速度为12cm/min～18cm/min；冷却水温度为25℃以下，水量为500～1000m³/h。

可选地，在所述步骤3中，所述拉铸棒的晶粒度级别大于GB/T6394-2017中的7级。

可选地，在所述步骤4中，所述拉铸棒的预热温度为400～450℃，预热时间为20min。

可选地，在所述步骤4中，所述热挤压件的成分为α+β(Al-Cu固溶相)基体和θ相(CuAl2相)，其中θ相的颗粒直径小于10μm，析出相总面积小于观察面积的30％。

可选地，在所述步骤5中，所述喷丸处理的丸粒为20#～40#的玻璃丸或0.8～1.0mm的钢丸，喷丸压力为0.15～0.2MPa，喷丸覆盖率为100％。

可选地，在所述步骤6中，所述氧化温度为200～300℃，氧化时间为2～3h。

本发明所提供的铝合金接地材料，通过在铝中增加少量的铜，改善表面氧化物导电性能不佳，不能作为接地材料使用的缺点；合金中添加稀土元素，起到到细化晶粒和净化晶界的作用；合金中加入硼，起到抑制铝铜θ相的产生；喷丸工艺消除了由于挤压造成的应力分布不均，起到细化表面晶粒的作用。所述接地材料可代替纯铜，减少成本，解决现有技术中铜对环境产生重金属离子污染的问题。

以上是本发明的核心思想，下面结合具体实施例，对所述耐腐蚀铝合金接地材料及其制作方法进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种耐腐蚀铝合金接地材料，所述接地材料各成分的含量为Al：97.42％，Cu：2.5％，RE：0.05％，B：0.02％，杂质0.01％。

本实施例提供一种上述接地材料的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：配料。根据接地材料的各成分含量要求进行配料，铝和铜的原材料分别采用99.9％的铝锭和99.5％的电解铜，稀土元素和硼分别以铝稀土和铝硼中间合金的形式加入。

步骤2：熔炼。在50℃下，待原料铝将要完全融化时加入原料铜、稀土中间合金和硼中间合金。

步骤3：拉铸。对熔炼液进行拉铸，经冷却水冷却，形成拉铸棒。对熔炼液进行拉铸，经冷却水冷却，形成拉铸棒。拉铸直径为600mm，拉铸速度为12cm/min，冷却水温度为25℃，水量500m³/h。图1为拉铸棒的金相图，如图所示，拉铸后圆棒晶粒度级别大于7(根据GB/T6394-2017)。

步骤4：热挤压。对拉铸棒在400℃下预热20min，在挤压机中按照要求进行挤压，最终挤压成所需截面的接地体。熔铸热挤压后，材料的成分为α+β(Al-Cu固溶相)基体和少量的θ相(CuAl2相)。图2为热挤压后接地件的电镜图，如图所示，θ相的颗粒直径为9μm，析出相总面积为观察面积的28％。

步骤5：喷丸。对接地体进行喷丸处理，丸粒为20#的玻璃丸或0.8mm的钢丸，喷丸压力设置为0.15MPa，喷丸覆盖率100％。图3和图4分别为喷丸前和喷完后的接地件在光学轮廓仪下的表面形貌图，可以看出，喷丸工艺消除了由于挤压造成的应力分布不均，起到细化表面晶粒的作用。

步骤6：氧化。将热挤压喷丸后的接地体放入温箱中，调节温箱温度为200℃进行氧化，氧化3h。

实施例2

本实施例提供一种耐腐蚀铝合金接地材料，所述接地材料各成分的含量为Al：95.74％，Cu：3.5％，RE：0.2％，B：0.06％，杂质0.5％。

本实施例提供一种上述接地材料的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：配料。根据接地材料的各成分含量要求进行配料，铝和铜的原材料分别采用99.9％的铝锭和99.5％的电解铜，稀土元素和硼分别以铝稀土和铝硼中间合金的形式加入。

步骤2：熔炼。在800℃下，待原料铝将要完全融化时加入原料铜、稀土中间合金和硼中间合金。

步骤3：拉铸。对熔炼液进行拉铸，经冷却水冷却，形成拉铸棒。拉铸直径为1500mm，拉铸速度为18cm/min，冷却水温度为20℃，水量1000m³/h。拉铸后圆棒晶粒度级别大于7(根据GB/T6394-2017)。

步骤4：热挤压。对拉铸棒在450℃下预热20min，在挤压机中按照要求进行挤压，最终挤压成所需截面的接地体。熔铸热挤压后，材料的成分为α+β(Al-Cu固溶相)基体和少量的θ相(CuAl2相)。θ相的颗粒直径为5μm，析出相总面积为观察面积的25％。

步骤5：喷丸。对接地体进行喷丸处理，丸粒为40#的玻璃丸或1.0mm的钢丸，喷丸压力设置为0.2MPa，喷丸覆盖率100％。

步骤6：氧化。将热挤压喷丸后的接地体放入温箱中，调节温箱温度为300℃进行氧化，氧化2h。

实施例3

本实施例提供一种耐腐蚀铝合金接地材料，所述接地材料各成分的含量为Al：96.61％，Cu：3％，RE：0.1％，B：0.04％，杂质0.25％。

本实施例提供一种上述接地材料的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：配料。根据接地材料的各成分含量要求进行配料，铝和铜的原材料分别采用99.9％的铝锭和99.5％的电解铜，稀土元素和硼分别以铝稀土和铝硼中间合金的形式加入。

步骤2：熔炼。在400℃下，待原料铝将要完全融化时加入原料铜、稀土中间合金和硼中间合金。

步骤3：拉铸。对熔炼液进行拉铸，经冷却水冷却，形成拉铸棒。拉铸直径为1000mm，拉铸速度为15cm/min，冷却水温度为15℃以下，水量750m³/h。拉铸后圆棒晶粒度级别大于7(根据GB/T6394-2017)。

步骤4：热挤压。对拉铸棒在425℃下预热20min，在挤压机中按照要求进行挤压，最终挤压成所需截面的接地体。熔铸热挤压后，材料的成分为α+β(Al-Cu固溶相)基体和少量的θ相(CuAl2相)。θ相的颗粒直径为3μm，析出相总面积为观察面积的20％。

步骤5：喷丸。对接地体进行喷丸处理，丸粒为30#的玻璃丸或0.9mm的钢丸，喷丸压力设置为0.18MPa，喷丸覆盖率100％。

步骤6：氧化。将热挤压喷丸后的接地体放入温箱中，调节温箱温度为250℃进行氧化，氧化2.5h。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。