一種電力設(shè)備用6101bt7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力設(shè)備用鋁合金材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種內(nèi)孔穿過高壓導(dǎo)線用耐高壓電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，具體為6101BT7Ф146×11mm（適合6101BT7各種規(guī)格管材）鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法。所用的鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分比Si為0.40%～0.55%，F(xiàn)e為0.15%～0.25%，Cu為≤0.05%，Mn為≤0.05%，Mg為0.40%～0.55%，Zn為≤0.10%，Cr≤0.02，單個雜質(zhì)≤0.03%，合計(jì)雜質(zhì)≤0.10%，其余為Al，可以有效解決大量生產(chǎn)、交貨問題，通過此方法得到的力學(xué)性能及電導(dǎo)率穩(wěn)定，經(jīng)多次復(fù)現(xiàn)操作，均能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說明】一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力設(shè)備用鋁合金材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種內(nèi)孔穿過高壓導(dǎo)線用耐高壓電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，具體為6101BT7Φ 146 X Ilmm (適合6101BT7各種規(guī)格管材)招合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界性制造業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，電力設(shè)備及設(shè)施保護(hù)應(yīng)用的新技術(shù)、新材料、新工藝，新產(chǎn)品層出不窮，對遠(yuǎn)程輸送高壓電力的電線、電纜的保護(hù)使電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的需求量越來越大，高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材應(yīng)用在電力設(shè)施保護(hù)方面時，必須具備強(qiáng)度高、塑性好、比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、耐蝕性好、無應(yīng)力腐蝕破裂傾向、抗晶間腐蝕能力強(qiáng)、焊接性能良好、焊接區(qū)耐蝕性能不變、切削性好等優(yōu)點(diǎn)，并具有良好的工藝性能，適合于切削、彎曲加工，適合于各種形式的表面氧化防腐保護(hù)處理，在大氣酸堿、高寒、高熱、潮濕、干旱、風(fēng)沙等環(huán)境中保持良好的使用性能。
[0003]鑒于6101B鋁合金的主要強(qiáng)化元素少，合金簡單，所以強(qiáng)度不高，但在高溫加熱過程中，主要強(qiáng)化元素隨著溫度提高，固溶度顯著增加，合金具有明顯的淬火時效強(qiáng)化效果，淬火范圍較寬，適于在線淬火，合金中Cu量很少，所以添加少量的Zn，以提高合金的強(qiáng)化效果，使6101B合金的強(qiáng)度增加較大，但對于淬火的敏感性增加，特別是管材直徑大于100mm、壁厚大于10mm，當(dāng)在線淬火時間較長時，抗腐蝕性能下降，對于6101B鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法不適用于目前的方法，因此，急需一種6101817巾146父11臟(適合6101817各種規(guī)格管材)鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了提供批量生產(chǎn)一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，可以有效解決大量生產(chǎn)、交貨問題，通過此方法得到的力學(xué)性能及電導(dǎo)率穩(wěn)定，經(jīng)多次復(fù)現(xiàn)操作，均能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，步驟如下:
a、鑄造的鋁合金為六系鋁合金圓鑄錠，所用的鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分比Si為
0.40% ~0.55%, Fe 為 0.15% ~0.25%, Cu 為≤ 0.05%, Mn 為≤0.05%, Mg 為 0.40% ~0.55%,Zn為< 0.10%, Cr ( 0.02，單個雜質(zhì)< 0.03%，合計(jì)雜質(zhì)< 0.10%，其余為Al ；
b、將六系鋁合金圓鑄錠車皮、切頭、切尾、取低倍、化學(xué)成分，切毛料，毛料均質(zhì)，加熱溫度:540-560°C，保溫9小時以上，冷卻方式:風(fēng)冷及水冷降溫；
C、將制備的鋁合金毛料加熱到500-530°C，迅速裝入擠壓筒，在36麗或55麗擠壓機(jī)上進(jìn)行，擠壓溫度500°C，擠壓速度3±0.5m/min,在線淬火溫度500±5°C，淬火速度300-350 0C / 分；
d、將c步驟得到的6101B鋁合金厚壁管材導(dǎo)體張力拉伸，在線淬火拉伸率1.5~1.7%，然后時效，時效溫度160-230°C，金屬保溫8-14小時，出時效爐；
e、將時效出爐的理化試驗(yàn)料，按照合同規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及圖紙規(guī)定的取樣位置，取理化試樣，全部理化試驗(yàn)檢測合格后，進(jìn)行表面檢查、尺寸檢查、檢查合格后包裝。
[0006]所述的a步驟中，鋁合金圓鑄錠的規(guī)格為0320mmX4000mm或規(guī)格為Φ380mmX4000mm。
[0007]所述的b步驟中，毛料規(guī)格為:Φ 308mmX 1200mm或規(guī)格為Φ 368_X 1450mm。
[0008]所述的b步驟中，冷卻采用風(fēng)冷至200°C時水冷至室溫。
[0009]所述的c步驟中，擠壓速度3±0.5m/min，在線淬火溫度500±5°C，淬火速度300-350 0C / 分。
[0010]所述的d步驟中，在線淬火的拉伸率1.5~1.7%。
[0011]所述的d步驟中，時效溫度為170_230°C，金屬保溫8-14小時，出時效爐。
[0012]得到的產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度210_245MPa，屈服強(qiáng)度155_189MPa，伸長率15_19%，布氏硬度 70-79HB，電導(dǎo)率 55.8-56.1%IACS。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:步驟a中化學(xué)成分在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，將6101B高強(qiáng)高導(dǎo)電率厚壁管材鑄造成分范圍變窄，并且鑄造范圍控制在國家標(biāo)準(zhǔn)的中線并偏上線，避免由于化學(xué)成分過大波動引起內(nèi)部組織不均勻及力學(xué)性能散差過大；主要強(qiáng)化成分控制在中線并偏上線及控制其他合金成分越小越好，主要是為了提高6101B合金的純度，提高導(dǎo)電率；合金中含有一定量的Fe元素，F(xiàn)e與鋁、硅、鎂結(jié)合具有一定的強(qiáng)化作用，過剩的鐵則形成硬脆相化合物，降低合金的塑性，所以加入一定量的的錳，中和鐵的不良影響，Cu含量較少，所以加入一定量的Zn，與主要強(qiáng)化成分S1、Mg結(jié)合，使力學(xué)性能顯著提高，Cu可中和Ti對導(dǎo)電率的不良影響；由于鑄造過程中Fe元素的不可控制性，并且Fe元素規(guī)定為此合金的主要成分，F(xiàn)e在6101B中參與強(qiáng)化，但多余的Fe形成硬脆化合物，所以使Mn元素控制在上線，可消除Fe的不良影響又可細(xì)化晶粒，在化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)范圍之外添加0.02%的Cr，Cr和Mn對6101B晶粒細(xì)化作用比單獨(dú)使用其中之一的作用更為顯著，按照上述原則配制的化學(xué)成分，使高強(qiáng)高導(dǎo)電率管材導(dǎo)體的合格率穩(wěn)定在90%以上。
[0014]步驟b均火制度中冷卻方式為大風(fēng)冷卻至200°C加水冷降溫，實(shí)現(xiàn)快速冷卻，保證強(qiáng)化兀素最大程度固溶，減少工序等待時間在24小時以上，提聞生廣效率，并且聞強(qiáng)聞導(dǎo)電率管材導(dǎo)體表面經(jīng)各種氧化或涂層處理后光澤美觀、無暗紋、暗線，既保證使用性能又提高審美感；步驟c的擠壓速度可以保證出口溫度，在線穿水冷卻保證淬火效果，確保力學(xué)性能及電導(dǎo)率調(diào)整到最佳狀態(tài)，在線淬火與離線淬火比較能夠減少變形，步驟d使拉伸率在
1.5~1.7%之間，減少拉伸率變化大引起的尺寸不均，保證持續(xù)供貨過程中尺寸散差小，在線淬火與離線淬火比較可以減少打頭、吊掛、離線淬火升溫、保溫等時間，每批減少工序時間在10小時以上。
[0015]通過以上措施，可以實(shí)現(xiàn)6101BT7高強(qiáng)高導(dǎo)電率管材導(dǎo)體在線淬火并滿足高強(qiáng)高導(dǎo)電率要求，抗拉強(qiáng)度210-245MPa，屈服強(qiáng)度155_189MPa，伸長率15_19%，布氏硬度70-79HB，電導(dǎo)率55.8-56.1%IACS;國家標(biāo)準(zhǔn)要求:抗拉強(qiáng)度≥170MPa,屈服強(qiáng)度≥120MPa，伸長率≥12%，布氏硬度≥56HB,電導(dǎo)率≥55.17%IACS。
[0016]總之，本發(fā)明得到的產(chǎn)品，具備強(qiáng)度高、塑性好、比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、耐蝕性好、無應(yīng)力腐蝕破裂傾向、抗晶間腐蝕能力強(qiáng)、焊接性能良好、焊接區(qū)耐蝕性能不變、切削性好、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，并具有良好的工藝性能，適合于切削加工及各種形式的加工成型。按照上述技術(shù)方案進(jìn)行生產(chǎn)復(fù)現(xiàn)，用戶使用本公司提供的高強(qiáng)高導(dǎo)電率管材導(dǎo)體，應(yīng)用在各種環(huán)境中，經(jīng)過幾年的使用，沒有出現(xiàn)任何質(zhì)量問題，更重要的是本發(fā)明提供了批量生產(chǎn)電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，使生產(chǎn)效率提高10 ~21%。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0018]實(shí)施例1、
a.鑄造的鋁合金為六系鋁合金圓鑄錠，所用的鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分比Si為
0.52%, Fe 為 0.24%, Cu 為 0.042%, Mn 為 0.044%, Mg 為 0.54%, Zn 為≤ 0.093%, Cr≤0.018,單個雜質(zhì)< 0.03%，合計(jì)雜質(zhì)< 0.10%，其余為Al ；
規(guī)格為Φ320_Χ4000_，熔煉六系鋁合金圓鑄錠時配料計(jì)算以步驟a的中線為基礎(chǔ)，以確保鑄徒成分控制在標(biāo)準(zhǔn)沮圍內(nèi)；在融化后一次機(jī)潘、溶煉爐精煉后一次機(jī)潘、保溫爐精煉后一次扒渣；熔煉爐精煉后一次除氣、保溫爐精煉后一次除氣，保溫爐精煉后再進(jìn)行一次除氣機(jī)除氣。
[0019]b、將規(guī)格為Φ320πιπιΧ4000πιπι六系鋁合金圓鑄錠車皮、切頭、切尾、取低倍、化學(xué)成分，切毛料，毛料規(guī)格為Φ308πιπιΧ 1200mm ;毛料均質(zhì)，加熱溫度:550°C，保溫10小時，冷卻方式:風(fēng)冷+水冷降溫。
[0020]C、將制備的六號鋁合金圓鑄錠毛料加熱到500_530°C，迅速裝入擠壓筒，擠壓速度3±0.5m/min，淬火溫度500°C，淬火速度300~350°C /分。
[0021]d、將電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材張力拉伸，拉伸率1.5~1.7%，然后時效:時效溫度170-230°C，金屬保溫8-14小時，出時效爐。
[0022]e、將時效出爐的理化試驗(yàn)料，按照合同規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及圖紙規(guī)定的取樣位置，取理化試樣，全部理化試驗(yàn)檢測合格后，將電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材表面檢查、尺寸檢查、檢查合格的電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材包裝。
[0023]實(shí)施例2:
本實(shí)施方式與實(shí)施例1不同的是，步驟a中采用的六號鋁合金圓鑄錠規(guī)格為Φ380πιπιΧ 4000mm，使用大一些直徑的鑄錠可以提高擠壓變形，提高強(qiáng)度，精煉程度達(dá)到一級氧化膜要求，沒有金屬化合物偏析，化學(xué)成分中Mg:Si不是按照1.73:1的常規(guī)比例，而是Si過剩，其他步驟及參數(shù)與實(shí)施例1相同。
[0024]實(shí)施例3:
本實(shí)施方式與實(shí)施例1不同的是，毛料均質(zhì)，加熱溫度:560°C，保溫9小時以上，冷卻方式:風(fēng)冷至20(TC時水冷至室溫，低倍檢查氧化膜，檢查化合物偏析，滿足一級氧化膜要求，其他步驟及參數(shù)與實(shí)施例1相同。
[0025]實(shí)施例4:
本實(shí)施方式與實(shí)施例1不同的是，加熱溫度530°C，迅速裝入擠壓筒，擠壓速度3.5m/min，保證管材出口溫度520°C，淬火速度330~350°C /分，其他步驟及參數(shù)與實(shí)施例1相同。
[0026]實(shí)施例5:
本實(shí)施方式與實(shí)施例1不同的是，將某型電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材張力拉伸，拉伸率1.7%，然后時效，時效溫度195°C，金屬保溫14小時，出時效爐，其他步驟及參數(shù)與實(shí)施例1相同。
[0027]實(shí)施例6:
本實(shí)施方式與實(shí)施例1不同的是，低倍檢查氧化膜和化合物偏析，其他步驟及參數(shù)與實(shí)施例1相同。
[0028]本發(fā)明提供的批量生產(chǎn)電力設(shè)備用高強(qiáng)高導(dǎo)電率鋁合金厚壁管材制造方法，可以使生產(chǎn)效率提高10~21%。
【權(quán)利要求】
1.一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，步驟如下: a、鑄造的鋁合金為六系鋁合金圓鑄錠，所用的鋁合金鑄錠中元素的質(zhì)量百分比Si為0.40% ~0.55%, Fe 為 0.15% ~0.25%, Cu 為≤ 0.05%, Mn 為≤ 0.05%, Mg 為 0.40% ~0.55%,Zn為≤ 0.10%, Cr ≤ 0.02，單個雜質(zhì)< 0.03%，合計(jì)雜質(zhì)≤ 0.10%，其余為Al ； b、將六系鋁合金圓鑄錠車皮、切頭、切尾、取低倍、化學(xué)成分，切毛料，毛料均質(zhì)，加熱溫度:540-560°C，保溫9小時以上，冷卻方式:風(fēng)冷及水冷降溫； C、將制備的鋁合金毛料加熱到500-530°C，迅速裝入擠壓筒，在36麗或55麗擠壓機(jī)上進(jìn)行，擠壓溫度500°C，擠壓速度3±0.5m/min,在線淬火溫度500±5°C，淬火速度300-350 0C / 分； d、將c步驟得到的6101B鋁合金厚壁管材導(dǎo)體張力拉伸，在線淬火拉伸率1.0~2.0%，然后時效，時效溫度160-230°C，金屬保溫8-14小時，出時效爐； e、將時效出爐的理化試驗(yàn)料，按照合同規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及圖紙規(guī)定的取樣位置，取理化試樣，全部理化試驗(yàn)檢測合格后，進(jìn)行表面檢查、尺寸檢查、檢查合格后包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，所述的a步驟中，鋁合金圓鑄錠的規(guī)格為Φ320πιπιΧ4000mm或規(guī)格為Φ380mmX4000mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，其特征在于,所述的b步驟中，毛料規(guī)格為:Φ 308mmX 1200mm或規(guī)格為Φ 368mmX 1450mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，所述的b步驟中，毛料均質(zhì)后冷卻采用風(fēng)冷至200°C時水冷至室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，所述的d步驟中，時效溫度為170-230°C，金屬保溫8-14小時，出時效爐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，所述的c步驟中，擠壓速度3±0.5m/min，在線淬火溫度500±5°C，淬火速度300-350 0C / 分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，所述的d步驟中，在線淬火的拉伸率1.0~2.0%。
8.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的一種電力設(shè)備用6101BT7鋁合金厚壁管材導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，得到的產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度210-245MPa，屈服強(qiáng)度155_189MPa，伸長率15_19%，布氏硬度 70-79HB，電導(dǎo)率 55.8-56.1%IACS。
【文檔編號】C22F1/05GK104131199SQ201410393939
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】王明星, 耿志學(xué), 蘇本顯, 孫健, 畢京友 申請人:山東裕航特種合金裝備有限公司