一種導(dǎo)電率為62%iacs的中強鋁合金單絲及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法，通過加入微量合金化元素Si、Ti、Mg、Ni、La、Be，調(diào)整各個成分的含量，并且控制合金中雜質(zhì)元素含量，并通過熱處理工藝來調(diào)整合金的微觀組織，制備得到具有高導(dǎo)電率的中強鋁合金單絲。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明制備的導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的抗拉強度為252MPa，延伸率為3.51％。
【專利說明】—種導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展以及電力需求逐年攀升，如何充分利用現(xiàn)有線路走廊及線路設(shè)施，盡可能多輸送電量、降低線損，提高輸電效率已成為電力運行部門必須考慮的問題。
[0003]目前，我國架空輸電線路導(dǎo)線的現(xiàn)狀是以鋼芯鋁絞線為主，若采用增加導(dǎo)線截面積制造大截面鋼芯鋁絞線方式提高輸送容量，必須建造更高強度的桿塔來實現(xiàn)，不僅增加線路走廊面積而且加大建設(shè)成本，不符合“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型，新技術(shù)，新材料，新工藝”輸電線路建設(shè)的指導(dǎo)方針。
[0004]為了解決輸電線路的節(jié)能改造，降低輸電線損，提高線路壽命，采用高導(dǎo)電率的全鋁合金導(dǎo)線替代鋼芯鋁絞線實現(xiàn)輸電線路的節(jié)能降耗是發(fā)展的趨勢之一。但國內(nèi)高強全鋁合金導(dǎo)線導(dǎo)電率較低，線損較大；而國內(nèi)中強全鋁合金導(dǎo)線導(dǎo)電率雖比高強全鋁合金導(dǎo)線有所提升，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高，產(chǎn)品綜合性能與國外也存在較大差距。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，鋁合金及其制備方法得到了廣泛的報道，例如，申請?zhí)枮?01210076890.5的中國專利文獻報道了一種用于高壓電纜的鋁合金導(dǎo)體及其制備方法，組成及質(zhì)量百分含量為:鐵0.35% -0.6%、硼0.5% -1%，稀土 0.5%-1.5%，其余為鋁及不可避免的雜質(zhì)。申請?zhí)枮?01110051346.0的中國專利文獻報道了一種稀土鋁合金導(dǎo)體及其制備方法。所述稀土鋁合金桿含有重量百分比為0.20?0.35%的銅，0.12?0.20%的稀土元素，0.05?0.15%的鐵，0.02?0.10%的硅，其余為鋁以及不可避免的雜質(zhì)。所述稀土鋁合金導(dǎo)體由原料經(jīng)過熔煉工藝和連鑄連軋工藝而制成。但是，上述報道了的鋁合金的導(dǎo)電率較低，開發(fā)高導(dǎo)電率O 59.2%IACS)中強鋁合金導(dǎo)體材料及其導(dǎo)線是目前國內(nèi)全鋁合金導(dǎo)線技術(shù)發(fā)展的趨勢和亟待解決的技術(shù)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法，抗拉強度為252MPa，延伸率為3.51%。
[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲，包括以下成分:
Si 0.3 wt % ?0.4 wt % ；
Ti 0.05wt% ?0.09 wt% ；
Mg 0.01 wt % ?0.1wt % ；
Ni 0.02 wt % ?0.1wt % ；
La 0.05 wt % ?0.1 wt% ；
Be 0.02 wt % ?0.1wt % ；
余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]優(yōu)選的，包括以下成分:
Si 0.3 wt % ^ 0.36wt % ；
Ti 0.06wt% ?0.08 wt% ；
Mg 0.02 wt% ?0.08wt % ；
Ni 0.03 wt % ?0.08wt % ；
La 0.06 wt % ?0.09 wt% ；
Be 0.03 wt % ?0.07wt % ；
余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]優(yōu)選的，包括以下成分:
Si 0.32 wt % ?0.35wt% ；
Ti 0.06wt% ?0.07 wt% ；
Mg 0.03 wt% ?0.07wt % ；
Ni 0.04 wt % ?0.07wt % ；
La 0.08 wt % ?0.09 wt% ；
Be 0.05 wt % ?0.07wt% ；
余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0010]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種上述技術(shù)方案所述的導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的制備方法，包括以下步驟:
步驟a)將鋁錠熔化后在730?760°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在730?760°C下合金化20?60min，得到混合液；
步驟b)將模具預(yù)熱至230?270°C后保溫，將所述混合液澆鑄至模具內(nèi)制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到高導(dǎo)電率的中強鋁合金單絲。
[0011]優(yōu)選的,步驟a中攪拌時間為8?20min。
[0012]優(yōu)選的，步驟a中合金化溫度為750?760°C。
[0013]優(yōu)選的，步驟a中合金化溫度為750?755°C。
[0014]優(yōu)選的,步驟a中合金化時間為40?60min。
[0015]優(yōu)選的，步驟b中模具的預(yù)熱溫度為230?240°C。
[0016]優(yōu)選的，步驟b中保溫時間為5?20min。
[0017]本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法，包括以下步驟:步驟a)將鋁錠熔化后在730?760°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在730?760°C下合金化20?60min，得到混合液；步驟b)將模具預(yù)熱至230?270°C后保溫，將所述混合液澆鑄至模具內(nèi)制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到高導(dǎo)電率的中強鋁合金單絲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過加入微量合金化元素S1、T1、Mg、N1、La、Be，調(diào)整各個成分的含量，并且控制合金中雜質(zhì)元素含量，并通過熱處理工藝來調(diào)整合金的微觀組織，制備得到具有高導(dǎo)電率的中強鋁合金單絲。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明制備的導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的抗拉強度為252MPa，延伸率為 3.51%0

【具體實施方式】
[0018]為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0019]本發(fā)明實施例公開了一種導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲，包括以下成分: Si 0.3 wt % ^ 0.4 wt % ；
Ti 0.05wt% "0.09 wt% ；
Mg 0.01 wt% ^ 0.1wt % ；
Ni 0.02 wt% ?0.1wt % ；
La 0.05 wt% ?0.1 wt% ；
Be 0.02 wt% ?0.1wt % ；
余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0020]作為優(yōu)選方案，所述中強鋁合金單絲包括以下成分:
Si 0.3 wt % ^ 0.36wt% ；
Ti 0.06wt% "0.08 wt% ；
Mg 0.02 wt% ^ 0.08wt% ；
Ni 0.03 wt% ?0.08wt% ；
La 0.06 wt% ?0.09 wt% ；
Be 0.03 wt% ?0.07wt% ；
余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0021]更優(yōu)選的，所述中強鋁合金單絲包括以下成分:
Si 0.32 wt % ?0.35wt% ；
Ti 0.06wt% "0.07 wt% ；
Mg 0.03 wt% ^ 0.07wt% ；
Ni 0.04 wt% ?0.07wt% ；
La 0.08 wt% ?0.09 wt% ；
Be 0.05 wt % "0.07wt% ；
余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0022]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種上述技術(shù)方案所述的導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟a)將鋁錠熔化后在730?760°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在730?760°C下合金化20?60min，得到混合液；
步驟b)將模具預(yù)熱至230?270°C后保溫，將所述混合液澆鑄至模具內(nèi)制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到高導(dǎo)電率的中強鋁合金單絲。
[0023]本發(fā)明通過加入微量合金化元素S1、T1、Mg、N1、La、Be，調(diào)整各個成分的含量，并且控制合金中雜質(zhì)元素含量，并通過熱處理工藝來調(diào)整合金的微觀組織，制備得到具有高導(dǎo)電率的中強鋁合金單絲。
[0024]其中，硅是鋁合金的最普通的合金元素之一，硅能提高鋁合金的鑄造性能及焊接流動性，還能使鋁合金有較高的力學性能，由于其在合金中能形成一些化合物，使合金成為可熱處理強化的。隨著Si含量升高，合金的電導(dǎo)率下降。這是由于提高合金中Si含量，鋁基體中游離Si數(shù)量增加，Si是半導(dǎo)體，較鋁基體的電阻率高得多，因此Si含量的提高減少鋁基體的有效導(dǎo)電截面積，降低合金的電導(dǎo)率。
[0025]Ti具有細化晶粒、提高鋁合金室溫抗拉強度及改善耐熱性的效果。
[0026]稀土鑭La在鋁合金單絲中起到良好的凈化除雜作用，在加入稀土前雜質(zhì)多以游離狀態(tài)存在，加入稀土后，稀土與固溶于鋁中的有害雜質(zhì)形成了穩(wěn)定的金屬間化合物，并在晶界析出，降低了雜質(zhì)元素在基體中的固溶度，從而提高鋁的導(dǎo)電性。但稀土含量的增加會使母線材料的抗拉強度先升高后降低，為了達到最大的抗拉強度及最良的導(dǎo)電性，將稀土鑭La控制在0.06 wt % ^0.09 wt%之間。
[0027]Be與其他微量元素共同作用，提高了鋁合金單絲的機械性能，且抗腐蝕性好，還保持有很高的導(dǎo)電性。
[0028]在制備導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的過程中，步驟a中攪拌時間優(yōu)選為8?20min，更優(yōu)選為l(Tl8min，更優(yōu)選為14?16min ;合金化溫度優(yōu)選為750?760°C，更優(yōu)選為750?755°C ;合金化時間優(yōu)選為40?60min，更優(yōu)選為50?60min，更優(yōu)選為52?55min。
[0029]步驟b中模具的預(yù)熱溫度優(yōu)選為230?240°C，更優(yōu)選為232?238°C，更優(yōu)選為234?236°C ;保溫時間優(yōu)選為5?20min，更優(yōu)選為8?18min，更優(yōu)選為12?16min。。
[0030]為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進行詳細說明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0031 ] 本發(fā)明實施例采用的原料和化學試劑均為市購。
[0032]實施例1
本實施例制備的導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的成分如下:
Si 0.35wt% ；
Ti 0.06 wt % ；
Mg 0.05 wt % ;
Ni 0.06wt% ；
La 0.08wt % ；
Be 0.03% ；
余量為Al。
[0033]制備方法如下:
步驟a)將鋁錠熔化后在735°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在735°C下合金化60min,得到混合液；
步驟b )將模具預(yù)熱至230 V后保溫20min，將所述混合液澆鑄至模具內(nèi)制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到中強鋁合金單絲。
[0034]對本實施例制備的中強鋁合金單絲進行性能檢測，結(jié)果顯示:導(dǎo)電率為62%IACS(20°C )、抗拉強度為252MPa，延伸率為3.51%。
[0035]實施例2
本實施例制備的導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的成分如下:
Si 0.32wt% ；
Ti 0.09 wt % ；
Mg 0.02 wt % ;
Ni 0.03wt% ；
La 0.09wt % ；
Be 0.05% ；
余量為Al。
[0036]制備方法如下:
步驟a)將鋁錠熔化后在750°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在750°C下合金化60min,得到混合液；
步驟b )將模具預(yù)熱至230 V后保溫20min，將所述混合液澆鑄至模具內(nèi)制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到中強鋁合金單絲。
[0037]對本實施例制備的中強鋁合金單絲進行性能檢測，結(jié)果顯示:導(dǎo)電率為62%IACS(20°C )、抗拉強度為252MPa，延伸率為3.52%。
[0038]實施例3
本實施例制備的導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的成分如下:
Si 0.38wt% ；
Ti 0.05 wt % ；
Mg 0.04 wt % ；
Ni 0.07wt% ；
La 0.05wt % ；
Be 0.08% ；
余量為Al。
[0039]制備方法如下:
步驟a)將鋁錠熔化后在740°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在740°C下合金化60min，得到混合液；
步驟b )將模具預(yù)熱至240 V后保溫20min，將所述混合液澆鑄至模具內(nèi)制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到中強鋁合金單絲。
[0040]對本實施例制備的中強鋁合金單絲進行性能檢測，結(jié)果顯示:導(dǎo)電率為62%IACS(20°C )、抗拉強度為253MPa，延伸率為3.52%。
[0041]以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
[0042]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲，其特征在于，包括以下成分:
Si 0.3 wt % ?0.4 wt % ；
Ti 0.05wt% ?0.09 wt% ；
Mg 0.01 wt % ?0.1wt % ；
Ni 0.02 wt % ?0.1wt % ；
La 0.05 wt % ?0.1 wt% ；
Be 0.02 wt % ?0.1wt % ； 余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中強鋁合金單絲，其特征在于，包括以下成分:
Si 0.3 wt % ^ 0.36wt % ；
Ti 0.06wt% ?0.08 wt% ；
Mg 0.02 wt% ?0.08wt % ；
Ni 0.03 wt % ?0.08wt % ；
La 0.06 wt % ?0.09 wt% ；
Be 0.03 wt % ?0.07wt % ； 余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中強鋁合金單絲，其特征在于，包括以下成分:
Si0.32 wt % ?0.35wt% ；
Ti 0.06wt% "0.07 wt% ；
Mg 0.03 wt% ^ 0.07wt% ；
Ni 0.04 wt% ?0.07wt% ；
La 0.08 wt% ?0.09 wt% ；
Be 0.05 wt % "0.07wt% ； 余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
4.一種權(quán)利要求廣3任意一項所述的導(dǎo)電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟a)將鋁錠熔化后在730?760°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在730?760°C下合金化20?60min，得到混合液； 步驟b)將模具預(yù)熱至230?270°C后保溫，將所述混合液澆鑄至模具內(nèi)制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿； 步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到高導(dǎo)電率的中強鋁合金單絲。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟a中攪拌時間為8?20min。
6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟a中合金化溫度為750?760。。。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟a中合金化溫度為750?755。。。
8.如權(quán)利要求4所述的制備方法,其特征在于,步驟a中合金化時間為40?60min。
9.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟b中模具的預(yù)熱溫度為230?240。。。
10.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟b中保溫時間為5?20min。
【文檔編號】C22C1/02GK104233017SQ201410506750
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】史宏偉, 劉守明, 韓愛芝 申請人:國網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司