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稀土在鋁及其合金中的應用

發布時間:2017-12-13 09:04:57 產品點擊:

稀土特別的物理、化學性質開發出了眾多的含稀土的合金材料。稀土不但大量用于軍事工業、農業、輕工業、手工業和交通運輸業, 也廣泛用作建筑材料、家庭生活用具和體育用品等。

  稀土在導電鋁合金中的應用, 是目前我國應用面較廣、技術較成熟、工業價值較高和經濟效益較好的一個領域。高導電稀土鋁合金, 通常是指在純鋁、鋁-鎂-硅系和鋁-鎂系合金中添加稀土的合金, 以及鋁-鋯-釔合金。主要用于制造架空輸電線、電纜線、滑接線、線芯、一般電線、特殊用途的細線和特細線等鋁線材。其發展很快,已從315萬V推廣到50萬V高壓線上,面積從幾十mm2到幾百mm2,由電線電纜進而發展到導電母排。它們已成為我國導電鋁合金中的新產品, 具有強度高、載流量大、使用壽命長、耐磨損和易加工的特點。目前, 國內已有二十多個省市的廠家生產稀土鋁合金電線, 年產量達到十幾萬t。


  1、稀土-鋁中間合金

  單一稀土金屬的化學性高, 在熔煉時易氧化燒損, 儲運很不方便, 成本高, 而且熔點太高,密度大, 不易加入鋁中。因此, 在大多數情況下都是采用預制的稀土-鋁中間合金, 不僅可減少氧化燒損, 降低成本, 而且存運方便。加入時, 操作簡單, 成分易于控制, 可得到成分穩定、質量可靠的合金。

  2、稀土在電容器高純鋁中的應用

  含稀土的高純鋁特種鋁箔, 是目前生產低電解電容器比較理想的新材料。有些電容器廠認為, 在高純鋁中添加微量的稀土后, 可顯著地加大鋁電解電容器陽極用鋁箔的腐蝕系數K , 而強度、電容卻大幅度提高。制成的電容器體積明顯減小, 該材料已在一些電容器中批量使用, 并取得效果。但對稀土在其中的作用機理, 眾說不一, 正在開展深入的研究。

  3、稀土在鋁建筑型材中的應用

  鋁合金中, 添加稀土的含量范圍以0.17 %~0.25 %為宜, 過多的加入反而會對各種性能有不利的影響。稀土對6063 系鋁合金的力學

性能、加工性能均有明顯的作用, 變形后型材的抗拉強度可提高5 %~10 % , 硬度提高8 %左右,延伸率也有所提高。并可降低棒材

擠壓預熱溫度, 提高擠壓速度。研究還發現, 添加了稀土元素的6063 鋁型材氧化著色后, 膜厚、膜的硬度和光澤度都有明顯的增加, 并提高了耐酸、堿和鹽的腐蝕能力。總之, 6063 鋁型材加入適量的稀土后, 使合金組織細化, 色澤均勻、美觀、耐用, 深受用戶歡迎。

  4、稀土在鋁合金窗紗中的應用

  稀土鋁合金窗紗, 在強度、耐蝕性、光亮度、透風性、加工性和成本等方面, 均優于同類型不加稀土的鋁合金窗紗, 因此獲得了廣泛的應用。例如, 安陸窗紗廠、廬江活塞廠等生產的稀土鋁合金窗紗。

  5、稀土在日用鋁制品中的應用

  在日用鋁制品用純鋁和Al-Mg 系等鋁合金中添加微量稀土, 能明顯提高力學性能、深沖性和耐蝕性。我國鋁制品廠開發生產的稀土鋁合金鍋、壺、飯盒、水杯和盤等日用品, 比放射性為1.22 ×103Bq/ kg , 低于標準(1.85 ×104Bq/kg) , 抗拉強度提高20 %~45% , 耐蝕性提高了2.85 倍, 成品率提高7 %~20 % , 在同等強度下鋁鍋可減薄15 %~20 % , 提高了材料利用率,并降低了成本[19 ] .包頭冶金研究所研制開發的Al-Mg-RE 合金板材, 強度提高30 %~40 % , 伸長率提高30 % , 耐蝕性提高1倍; 適合制造各種深沖和深加工日用品, 制品壁厚可減薄15 %~20 % , 重量減輕14 %。目前, 稀土鋁合金日用品獲得了廣泛的應用, 產品大幅增加。另外, 目前有一些廠家用稀土鋁合金來制作洗衣機內襯、大型聚光燈的反射、鋁自行車部件和裝飾用鏡框、家具支架、眼鏡架以及其他用品和家電零部件, 并取得成果, 前景看好。

  6、稀土在其他方面的應用

  航天部621所通過在HZL401合金中添加適量的稀土元素, 獲得了耐熱性能較好的鋁合金材料, 目前正在“殲七”上使用。內蒙古稀土研究所與集寧拉鏈廠共同研制的稀土鋁合金拉鏈, 其各項指標己超過原來的LF10 合金。稀土在制筆用鋁合金中的應用也已成功, 即通過稀土對國產工業純鋁的改性處理,替代了原來的99.99 %高純鋁。包頭稀土研究院與集寧鋁制品廠已研制生產出印刷用稀土鋁合金版托, 它具有表面質量好、重量輕、強度和硬度高、塑性好等優點, 從而使得墊版效果好, 不易變形, 能夠滿足印刷質量的要求。

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