铝镁硅合金导体性能

铝中添加镁和硅，通过淬火时效处理，析出起强化作用的 Mg2 si，使铝 的强度显著提高。这种普通使用的高强度导电铝合金，适于作架空导线。 合金中镁和硅的含量比为 1 .73 : 1，过剩镁会降低时效硬化的效果，而过剩 硅则并无影响，因此合金中的硅含量应高于形成 Mg2 si 所需的量。铝镁硅 合金按顺序进行淬火、强烈冷变形及时效处理，可使抗拉强度达 300 牛/毫 米2  以上，而导电率及大于 53% 1ACs，其耐蚀性较好，只是焊接工艺的要求 较高。

改变成分、冷加工变形度和热处理工艺，可获得具有高强度(抗拉强 度 320 - 350 牛/毫米2，导电率在 53% - 56% 1ACs)或高导电(抗拉强度在 250 - 270 牛/毫米2，导电率在 57% - 59% 1ACs)不同特性的铝镁硅合金。

由于温度升高时 Mg2 si 的强化作用显著减弱，高温下铝镁硅合金的强 度较低，但塑性很好。在铝镁硅合金中添加少量铁，能阻碍合金再结晶， 使晶粒细化，从而提高合金的耐热性。

2 . 铝镁合金

铝中加镁，强度增高，导电率降低。导电用铝镁合金中的含镁量通常 小于 1% 。镁固溶于铝，起固溶强化作用，再结合冷加工硬化，进一步提高 强度。

由于铝镁合金的成分和组织比较简单，加工工艺较为简便，焊接性能 和耐蚀性较好。因此，和铝相似，是普遍使用的中强度导电合金。硬态的 适于作架空导线，软态的适于作电线电缆线芯等。

3 . 铝锆合金

铝中加入少量锆，可显著提高耐热性，如添加 0 . 1%锆时，铝的再结晶 温度可提高到 320℃以上，但导电率下降 3 . 5% - 4% 1ACs。为了尽量少降 低导电率，可适当减少含锆量，再添加微量的钇。铝锆合金的机械性能、 耐蚀性能和焊接性能等均与铝相似。铝锆合金的工作温度比铝高 50℃ -  70℃，它的长期工作温度为 150℃，短时可达 180℃ - 200℃。

4 . 铝铁合金

铝中加入适量的铁采用连铸连轧工艺，可稍提高机械强度。

5 . 铝硅合金

硅在铝中主要以纯硅形态存在，固溶强化效果不大。但在熔炼时用 钠盐进行变质处理后，使硅弥散分布于铝中，可使合金强度提高，具有好 的加工特性，易拉制成极细线，用于电子工业作连接线，可代替微细金丝。

6 . 铝及铝合金的焊接与机械连接

铝及铝合金的焊接和机械连接比铜及铜合金困难，工艺较复杂。因 此，简化和改善工艺，有利于进一步扩大铝的应用。

(1)铝及铝合金的焊接。铝氧化膜的熔点高(约 2050℃)，不易还原， 密度(约 3 .75 ~ 4 . 0 克/厘米3 )比铝大，在焊接时不易从熔融铝中浮起，易 产生夹渣。同时氧化膜往往吸附了较多的水分，在气焊时会促使焊缝生 成气孔。所以焊接时去除表面氧化膜，并防止在焊接过程再氧化，是保证 焊接质量的关键。焊接处表面的氧化膜，一般可在焊接前用机械或化学 方法清除，或在焊接时用机械力将其挤去。为防止铝在焊接时再氧化，可 采用氩气保护；在气焊时，则采用焊药等措施。

铝的导热系数和比热比铁大一倍多，因此，铝焊接时要求使用能量集 中的焊接热源。另外，铝凝固时的收缩率比铁大两倍，焊接时要采取相应 的工艺措施，防止变形大而产生裂纹。

铝与铜焊接时，铝铜接触面在 250℃以上会产生脆性的 CuA12 化合物， 影响焊接质量。生成 CuA12  的数量与焊接温度和时间有关。采用快速的 闪光焊、储能焊和摩擦焊或低温的冷压焊和钎焊等方法，可减少 CuA12  的 生成。

(2)铝及铝合金的机械连接。铝的氧化膜导电性差，铝与铝或其他金 属连接时，接触电阻较大。铝与铜连接还可能发生电化学腐蚀，使接触电 阻进一步增大。用螺栓连接的接头，由于工作电流变化引起热胀冷缩，易 使铝发生永久变形，因而接头使用一定时间后，导致连接松弛，使接触电 阻增大，造成接头过热，甚至引起电弧放电使接头损坏。

因此，铝及铝合金的机械连接应根据连接件的具体情况，采用连接面 镀银或搪锡；或应用铜铝过渡连接段，以及采取适当的压接工艺等相应措 施。

导电用铝及铝合金的主要焊接与机械连接方法、简要说明和应用范 围，见表 1 - 16。

表 1 - 16   导电用铝及铝合金的主要焊接和机械连接方法

续表