光伏电缆用镀镍Al-Fe-Zn合金导体材料及其制备方法与流程

光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及的是铝合金技术领域，具体涉及光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着国内近十多年铝合金电缆技术的发展，铝合金电缆的制造工艺、产品性能、检测、安装施工等方面发展的日益成熟，其相配套的产品标准和设计标准也逐渐完备，为铝合金电缆在国内的快速发展提供了有力的保障。
3.尽管铝合金电缆发展迅猛，但现在市场上电缆绝大部分仍是以铜芯为导体材料。然而，随着铜资源日益紧张、濒临匮乏，全球铜价格暴涨，波动巨大，给用户企业和电缆制造企业带来较大的经营风险，由于中国铜电缆制造企业将近万家，竞争异常激烈，低价竞争成为常态，再加上铜价的大幅波动，给铜缆企业带来极大的生产风险，因而产品质量也难以保证，使用代替铜芯导体其他材料的导体需求越来越大。金属材料中铝导电效果好、质轻、价格低廉；同时，近年来人们环保意识的加强，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必然所趋。
4.铝合金电缆在600v-35kv领域应用技术已经成熟，由于但铝的化学性质活泼，在大气中可形成厚约 0.005～0.015 μm 的氧化膜，该膜致密，且太薄，起不到防护作用，特别是对于沿海地区盐碱度比较高，以及化工厂化合物和酸碱腐蚀较为严重的场所，现有铝合金电缆防腐性能远不能满足工业使用要求。
5.国家大力发展新能源，光伏发电对电线电缆的需求量剧增，铝合金电缆的需求越来越大，铝合金电缆制造技术向纵深领域发展，现有的铝合金电缆技术已经不能适应新能源等众多领域发展的需求，特别铝合金导体材料无法满足更多领域的安装连接要求，现有的连接安装技术都是针对铜材设计的，而铝合金材质无法与现有的铜连接端子直接连接，现有的铜铝过渡端子技术可以解决部分铜铝过渡连接的问题，但是对于很多应用场合，无法采用铜铝过渡端子。而更改连接方案，不仅是一个系统工程，而且设计不合理会影响安全可靠性，因此开发以铝合金为基材的导体技术，并适合现有成熟连接方案，是铝合金电线电缆发展面临的一项重大课题，如能解决好，这对铝合金导体材料的发展又是一重大历史性突破。


技术实现要素：

6.针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料及其制备方法，该铝合金极大提高了现有铝合金导体材料的硬度、耐磨性、韧性，特别是耐腐蚀性能，无需铜铝过渡端子，可以与现有镀锡铜端子直接压接或焊接的方式，极大的提高连接的安全可靠性，降低光伏电站造价成本。
7.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金，包括铝合金和其表面镀有的镀镍层；所述的铝合金由以下重量百分比的组分组
成：fe：0.01～8.0 %；zn：0.01~15%；ni：1~50%；余量为al和杂质；所述的镀镍层的厚度为≧100nm。
8.所述的铝合金还包括0.01~5.0重量%的mg。
9.所述的铝合金还包括0.01~10重量%的na。
10.所述的铝合金还包括0.1~40重量%的c。
11.光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料的制备方法，包括以下步骤：1、所述的铝合金材料通过熔炼、铸造、轧制工序制成铝合金杆，再经拉制成铝合金线。
12.2、所述的铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。所述的浸锌工艺如下：koh 200~280g/l，zno 20~30g/l，酒石酸钾钠 60~80g/l，fecl320~26g/l，kno310~15g/l，温度：室温，时间 10~15min。
13.浸锌是本工艺的关健所在，浸锌层的好坏直接影响镀镍层的质量。浸锌的作用如下：
①ꢀ
除去暴露的表面层，
②ꢀ
使铝合金导体表面的相对电位变得高些。
14.配制时先将zno调成糊状加入到氢氧化钠溶液中并不断搅拌，否则易形成zn(oh)2沉淀．加入3价fe离子可改善镀层与基体的结合力。加入的酒石酸钾钠可与3价fe离子形成配合物防止3价fe离子形成fe(oh)3沉淀。kno3可以促进氧化还原反应。由于zn和a1的电极电位接近，zn的沉积速度缓慢，浸积时间过短，沉积不上锌层；时间过长，锌层会再溶解．所以控制浸锌时间很重要，如果一次浸锌层质量不好，可用100ml/l的hno3溶液退除。
15.为了增强镀镍层与铝基体之间的结合力，可以选择镀亮镍工艺或是镀暗镍工艺。
16.作为优选，所述的电镀亮镍工艺如下：niso4400～600 g/l，nicl2100～150 /l，h3bo480～120 g/l,糖精 6～10 g/l，1.4-丁炔二醇 3～5 g/l，香豆素 1～2 g/l，十二烷基硫酸钠 5～15 g/l，ph 3.8～4.6 g/l，dk6～10a/dm
²
，温度 45～55℃ ，时间 50～55 min。
17.作为优选，所述的电镀暗镍工艺如下：niso4300~350 g/l，kcl 30～45 g/l，na2so475～85 g/l，dk4～8a/dm
²
，温度20～35℃ ，时间40～45 min。
18.铝工件浸锌后要尽快镀镍，为防止浸锌层在镀镍液中溶解，要使铝基体带电进入镀镍溶液。电镀亮镍可直接镀出光亮的镀层，镀层细致，但镀层内应力大，不能镀得太厚，否则易起皮。
19.电镀暗镍得到的镀层结晶细致，韧性好内应力较小，耐蚀性比亮镍好。
20.作为优选，所述的镀镍铝合金材料，可以制作成2类或5类或6类圆形导体，用于光伏发电用电缆导体线芯。
21.本发明具有以下有益效果：1、本发明提供的镀镍al-fe-zn合金导体材料具有较好的导电性能、拉伸性能、抗疲劳性能，导电率大于等于60%iacs，断裂伸长率大于等于15%，抗拉强度大于等于100mpa，90度疲劳弯折次数大于等于25次。
22.2、本发明提供的镀镍al-fe-zn合金导体材料，通过对铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯，一整套镀镍工序处理后，制备的镀镍al-fe-zn合金导体线芯具有极好的抗腐蚀性能，大大超过没有镀镍铝合金的防腐性能，根据 gb 10124《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》进行气氛腐蚀试验以及电解质液腐蚀试验，试验周期360小时条件下，腐蚀速率≤0.05mm/a，在盐雾和盐水中具有很好的稳定性，解决了沿海地区盐碱度比较高、以及酸碱腐蚀较为严重不宜使用普通铝合金电缆的问题，采用镀镍al-fe-zn合金导体材料制备的合金光伏电缆，完全满足这些环境较为恶劣场所的需求，满足光伏项目25年使用寿命。
23.3、本发明提供的光伏用镀镍铝合金线缆，通过表面镀镍层的技术，极大提高了现有铝合金材料的硬度、耐磨性和韧性。
24.4、本发明提供的光伏用镀镍al-fe-zn合金导体材料制备的合金电缆，可与铜端子直接连接，免去采用铜铝过渡端子连接带来的不稳定性以及与光伏接线盒不配套的问题。本发明的镀镍al-fe-zn合金铝合金光伏电缆，可与铜端子直接冷压接，且根据国标gb/t9327《额定电压35kv(um=40.5kv)及以下电力电缆导体用压接式和机械式连接金具 试验方法和要求》，通过了1000次热循环实验，安装连接稳定可靠，而且还避免了接头部位导体暴露出现易腐蚀的风险，提高电缆的使用寿命。
25.5、本发明提供的镀镍铝合金导体，解决了铝合金的可焊接性，可以采用镀锡铜端子连接，直接高温焊接连接的方式，同样安全可靠。
具体实施方式
26.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
27.本具体实施方式采用以下技术方案：一种镀镍al-fe-zn合金，镀镍铝合金包括的组分及各组分的重量百分比如下：fe：0.01～8.0 %；zn：0.01~15%；ni：1~50%；余量为al和杂质；对于铝合金中的基体铝，可以采用工业用al99.70的纯铝，使本发明制备的铝合金具有原材料供应充足、成本低、采购方便等优势；同时铝基还可以采用精铝或高纯铝作为基体合金，该铝基比普通铝基材料具有更高的品质，加工的产品在电性能和机械性能方面更加优势。
28.本具体实施方式中以铝为基体，添加的各种微量合金元素，以实现对铝合金性能的提高，改善铝合金的机械强度、拉伸性能、抗张强度、屈服性能、耐热性能和抗蠕变性能。
29.本具体实施方式的镀镍al-fe-zn合金材料通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线。
30.在本具体实施方式铝合金线材的表面电镀一层厚度为≧100nm的镍。
31.值得注意的是，所述的镀镍层的厚度为1μm-100μm.。
32.值得注意的是，所述的镀镍铝合金还包含0.01~5.0重量%的mg。优选的，所述的镀镍铝合金还包含0.01~10重量%的na。优选的，所述的镀镍铝合金还包含0.1~40重量%的c。
33.为了制备镀镍al-fe-zn合金材料，本具体实施方式提供了镀镍的工序流程，镀镍工序流程如下：所述的铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
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镀镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。所述的浸锌工艺如下：koh 200~280g/l，zno 20~30g/l，酒石酸钾钠 60~80g/l，fecl320~26g/l，kno310~15g/l，温度：室温，时间 10~15min。
34.为了增强镀镍层与铝基体之间的结合力，可以选择镀亮镍工艺或是镀暗镍工艺。
35.按照本具体实施方式，若采用电镀亮镍工序，所述的电镀亮镍工艺如下：niso4400～600 g/l，nicl2100～150 /l，h3bo480～120 g/l,糖精 6～10 g/l，1.4-丁炔二醇 3～5 g/l，香豆素 1～2 g/l，十二烷基硫酸钠 5～15 g/l，ph 3.8～4.6 g/l，dk6～10a/dm
²
，温度 45～55℃ ，时间 50～55 min。
36.按照本具体实施方式，若采用电镀暗镍工序，所述的电镀暗镍工艺如下：niso4300~350 g/l，kcl 30～45 g/l，na2so475～85 g/l，dk4～8a/dm
²
，温度20～35℃ ，时间40～45 min。
37.铝工件浸锌后要尽快镀镍，为防止浸锌层在镀镍液中溶解，要使铝基体带电进入镀镍溶液。电镀亮镍可直接镀出光亮的镀层，镀层细致，但镀层内应力大，不能镀得太厚，否则易起皮。
38.而采用电镀暗镍得到的镀层结晶细致，韧性好内应力较小，耐蚀性比亮镍好。
39.按照本具体实施方式，通过上述工序制备的镀镍铝合金材料，可以制作成2类或5类或6类圆形导体，用于光伏发电用电缆导体线芯。
40.实施例1（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为0.1μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀亮镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 200g/l，zno 20g/l，酒石酸钾钠 60g/l，fecl320g/l，kno310g/l，室温条件下，时间 10min。
41.（4）步骤（2）中电镀亮镍工艺如下：niso4400g/l，nicl2100 /l，h3bo480g/l,糖精 6g/l，1.4-丁炔二醇 3g/l，香豆素 1g/l，十二烷基硫酸钠 5g/l，ph 3.8g/l，dk6a/dm
²
，温度 45℃ ，时间 50 min。
42.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
43.实施例2（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为1μm的镍，铝合金线材
表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀亮镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 280g/l，zno 30g/l，酒石酸钾钠 80g/l，fecl326g/l，kno315g/l，室温条件下，时间 15min。
44.（4）步骤（2）中电镀亮镍工艺如下：niso4600 g/l，nicl2150 /l，h3bo4120 g/l,糖精 10 g/l，1.4-丁炔二醇 5 g/l，香豆素 2 g/l，十二烷基硫酸钠 15 g/l，ph 4.6 g/l，dk10a/dm
²
，温度 55℃ ，时间 55 min。
45.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
46.实施例3（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为10μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀亮镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 240g/l，zno 25g/l，酒石酸钾钠 70g/l，fecl324g/l，kno313g/l，室温条件下，时间 12min。
47.（4）步骤（2）中电镀亮镍工艺如下：niso4500g/l，nicl2140/l，h3bo4100g/l,糖精 8g/l，1.4-丁炔二醇 4g/l，香豆素 1.5g/l，十二烷基硫酸钠 10g/l，ph 4.0g/l，dk7a/dm
²
，温度 50℃ ，时间 52min。
48.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
49.实施例4（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为100μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀亮镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 270g/l，zno 28g/l，酒石酸钾钠 78g/l，fecl325g/l，kno314g/l，室温条件下，
时间 14min。
50.（4）步骤（2）中电镀亮镍工艺如下：niso4450g/l，nicl2120l，h3bo490g/l,糖精 7.6g/l，1.4-丁炔二醇 3.5g/l，香豆素 1.4g/l，十二烷基硫酸钠 8.8g/l，ph 4.0g/l，dk7a/dm
²
，温度 48℃ ，时间 52min。
51.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
52.实施例5（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为50μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀亮镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 240g/l，zno 24g/l，酒石酸钾钠 65g/l，fecl323g/l，kno312g/l，室温条件下，时间 12min。
53.（4）步骤（2）中电镀亮镍工艺如下：niso4550g/l，nicl2145 /l，h3bo4110 g/l,糖精 9.4g/l，1.4-丁炔二醇 4.5g/l，香豆素 1.7g/l，十二烷基硫酸钠 15g/l，ph 4.4g/l，dk9a/dm
²
，温度 52℃ ，时间 55min。
54.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
55.实施例6（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为80μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀暗镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 200g/l，zno 20g/l，酒石酸钾钠 65g/l，fecl321g/l，kno310g/l，室温条件下，时间 10min。
56.（4）步骤（2）中电镀暗镍工艺如下：niso4300g/l，kcl 30g/l，na2so475g/l，dk4a/dm
²
，温度20℃ ，时间40 min。
57.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
58.实施例7（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合
金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为200μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀暗镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 280g/l，zno 30g/l，酒石酸钾钠 80g/l，fecl326g/l，kno315g/l，室温条件下，时间 13min。
59.（4）步骤（2）中电镀暗镍工艺如下：niso4350 g/l，kcl 45g/l，na2so485g/l，dk8a/dm
²
，温度35℃ ，时间45 min。
60.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
61.实施例8（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为300μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀暗镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 260g/l，zno 26g/l，酒石酸钾钠 75g/l，fecl324g/l，kno314g/l，室温条件下，时间 15min。
62.（4）步骤（2）中电镀暗镍工艺如下：niso4330g/l，kcl 42g/l，na2so478 g/l，dk6a/dm
²
，温度28℃ ，时间45min。
63.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
64.实施例9（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为6μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀暗镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 235g/l，zno 23g/l，酒石酸钾钠 68g/l，fecl324g/l，kno313g/l，室温条件下，时间 12min。
65.（4）步骤（2）中电镀暗镍工艺如下：niso4· 6h2o 345g/l，nacl 40g/l，na2so483g/l，dk8a/dm
²
，温度30℃ ，时间45 min。
66.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
67.实施例10（1）将铝合金锭投入熔炉中，通过熔炼、铸造、轧制工序制造成铝合金杆，再将铝合金杆制成铝合金线；（2）将步骤（1）中得到的铝合金线材的表面电镀一层厚度为550μm的镍，铝合金线材表面的镀镍工序流程如下：铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀暗镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。镀镍铝合金的成分列于表1：（3）步骤（2）中 的浸锌工艺条件如下：koh 270g/l，zno 28g/l，酒石酸钾钠 80g/l，fecl325g/l，kno315g/l，室温条件下，时间 15min。
68.（4）步骤（2）中电镀暗镍工艺如下：niso4335g/l，kcl 36g/l，na2so480g/l，dk7a/dm
²
，温度30℃ ，时间44 min。
69.将按照上述方法制备的铝合金及镀镍工艺后的铝合金性能进行测试，结果参见表2。
70.表1 实施例制备的镀镍铝合金的成分表（wt%）组别feznnimgnacal和杂质实施例10.010.0110.0112余量实施例21.102.106.61.025余量实施例31.5391.22.510余量实施例42.14.112.51.83.815余量实施例53618.22.84.630余量实施例63.8724.13.55.125余量实施例74.59.22846.020余量实施例8611.836.64.27.210余量实施例97.514.145.24.88.95余量实施例10815505100.1余量表2 实施例制备的镀镍铝合金的性能测试数据表
组别导电率/iacs断裂伸长率/%抗拉强度/mpa90度疲劳弯折/次数腐蚀速率/mm/a1000次热循环实验实施例161.3%18118250.041通过实施例262.0%16102260.050通过实施例361.8%15115290.040通过实施例462.3%19110270.045通过实施例562.3%22130300.034通过实施例663.2%20126270.032通过实施例762.8%25127320.035通过
实施例861.8%24121240.035通过实施例961.6%27108250.026通过实施例1062.6%18119290.028通过
表3 对比实施例制备的未镀镍铝合金的性能测试数据表
组别导电率/iacs断裂伸长率/%抗拉强度/mpa90度疲劳弯折/次数腐蚀速率/mm/a1000次热循环实验实施例161.3%18118250.150未通过实施例262.0%16102260.189未通过实施例361.8%15115290.127未通过实施例462.3%19110270.178未通过实施例562.3%22130300.180未通过实施例663.2%20126270.219未通过实施例762.8%25127320.108未通过实施例861.8%24121240.226未通过实施例961.6%27108250.128未通过实施例1062.6%18119290.246未通过
通过实施例对比发现，实施例对铝合金导体材料进行了镀镍处理，而对比例未进行镀镍处理，在电性能、抗拉强度、断裂伸长率和90度疲劳弯折性能方面基本没有差别，但是未经镀镍处理的铝合金，在防腐性能和与铜端子连接性能方面明显不如镀镍处理的铝合金材料，而镀镍后的铝合金腐蚀速率≦0.05mm/a，且与铜端子连接后，能通过1000次热循环试验。镀镍铝合金与镀锡铜端子可以实现高温焊接。
71.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金，其特征在于，包括铝合金和其表面镀有的镀镍层；所述的铝合金由以下重量百分比的组分组成：fe：0.01～8.0 %；zn：0.01~15%；ni：1~50%；余量为al和杂质；所述的镀镍层的厚度为≧100nm。2.根据权利要求1所述的光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金，其特征在于，所述的铝合金还包括0.01~5.0重量%的mg。3.根据权利要求1所述的光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金，其特征在于，所述的铝合金还包括0.01~10重量%的na。4.根据权利要求1所述的光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金，其特征在于，所述的铝合金还包括0.1~40重量%的c。5.光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、所述的铝合金材料通过熔炼、铸造、轧制工序制成铝合金杆，再经拉制成铝合金线。6.(2)、所述的铝合金线材坯表面化学除油
→
热水洗
→
冷水洗
→
强碱浸蚀
→
水冲洗
→
出光
→
水冲洗
→
浸锌
→
水冲洗
→
镀镍
→
水冲洗
→
水冲洗
→
烘干
→
检验
→
镀镍铝合金线坯。7.根据权利要求5所述的光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料的制备方法，其特征在于，所述的浸锌工艺如下：koh 200~280g/l，zno 20~30g/l，酒石酸钾钠 60~80g/l，fecl
3 20~26g/l，kno
3 10~15g/l，温度：室温，时间 10~15min。8.根据权利要求5所述的光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料的制备方法，其特征在于，所述的镀镍工艺包括电镀亮镍工艺和电镀暗镍工艺；所述的镀亮镍工艺如下：niso
4 400～600 g/l，nicl
2 100～150 /l，h3bo
4 80～120 g/l,糖精 6～10 g/l，1.4-丁炔二醇 3～5 g/l，香豆素 1～2 g/l，十二烷基硫酸钠 5～15 g/l，ph 3.8～4.6 g/l，d
k
6～10a/dm
²
，温度 45～55℃ ，时间 50～55 min。9.根据权利要求7所述的光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料的制备方法，其特征在于，所述的电镀暗镍工艺如下：niso
4 300~350 g/l，kcl 30～45 g/l，na2so
4 75～85 g/l，d
k 4～8a/dm
²
，温度20～35℃ ，时间40～45 min。10.根据权利要求5所述的光伏电缆用镀镍al-fe-zn合金导体材料的制备方法，其特征在于，所述的镀镍铝合金材料，可以制作成2类或5类或6类导体，用于光伏电缆。

技术总结
本发明公开了一种光伏电缆用镀镍Al-Fe-Zn合金导体材料及其制备方法，通过将铝合金材料通过熔炼、铸造、轧制工艺得到铝合金杆，再经拉制成铝合金线，铝合金线材坯表面化学除油


技术研发人员：余乐华 张欢欣
受保护的技术使用者：铝白科技（北京）有限公司
技术研发日：2023.02.02
技术公布日：2023/10/15