本發(fā)明屬于冶金材料領(lǐng)域，涉及一種鋁合金材料，具體公開了一種中強(qiáng)度鋁合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，對(duì)電力的需求也急劇增加。送電線路要求向大電流、超高壓方向發(fā)展，這就要求增大導(dǎo)線的輸電容量。隨著我國對(duì)輸電電網(wǎng)建設(shè)不斷加強(qiáng)，三峽輸電工程線路的不斷延伸，西電東送，南北互供，全國聯(lián)網(wǎng)，以及對(duì)已經(jīng)運(yùn)行幾十年的老舊線路的改造，國家急需建設(shè)一個(gè)能滿足工農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的，最可靠、最安全的、節(jié)約型電網(wǎng)。在增容改造工程中，若重建整條線路要進(jìn)行土地征用、通道砍伐，這樣會(huì)導(dǎo)致費(fèi)用投資過大，建設(shè)工期長、線踐走廊緊張?，F(xiàn)有輸電線路的增容有兩種方法：一是加大導(dǎo)線截面；二是采用中強(qiáng)度導(dǎo)線。加大導(dǎo)線截面要求加強(qiáng)現(xiàn)有鐵塔，而采用中強(qiáng)度導(dǎo)線則無須加強(qiáng)現(xiàn)有鐵塔。以中強(qiáng)度鋁合金材料為導(dǎo)電層加上鋁包鋼芯結(jié)構(gòu)作為提高載流量的導(dǎo)線，具有較好的市場(chǎng)前景。與常規(guī)鋼芯鋁絞線相比，中強(qiáng)度鋁合金絞線在結(jié)構(gòu)上全部采用導(dǎo)電用的鋁合金單線同心絞合而成，鋁合金線同時(shí)承擔(dān)導(dǎo)電和加強(qiáng)芯作用，沒有鋼芯等額外加強(qiáng)元件，不存在磁滯損耗和渦流損耗，也沒有由于不同材料之間電化學(xué)腐蝕而大大延長導(dǎo)線使用壽命。應(yīng)用中強(qiáng)度、鋁合金絞線具有工程造價(jià)低、耐高溫特性好、輸送容量高、拉重比大、線路損耗低、弧垂性能好、抗過載性能好、使用壽命長和施工簡單等優(yōu)點(diǎn)。中強(qiáng)度鋁合金絞線的工程應(yīng)用推廣，符合國家電網(wǎng)公司推動(dòng)“兩型三新”線路建設(shè)的精神，不僅對(duì)于提高輸電線路的輸送容量和電網(wǎng)的安全可靠性，以及降低架空輸變電工程總造價(jià)和環(huán)境保護(hù)具有重要意義，還將促進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新材料的研究，也勢(shì)必推動(dòng)國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)與進(jìn)步，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和前景。中強(qiáng)度鋁鎂硅鋁合金桿生產(chǎn)后，后續(xù)經(jīng)過時(shí)效處理，有效的析出強(qiáng)化相，進(jìn)而提高鋁合金的強(qiáng)度，可以將各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到規(guī)定要求。因此這種微合金化材料的批量研制成功對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)品的開發(fā)有重大意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種中強(qiáng)度鋁合金纜芯及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種中強(qiáng)度鋁合金材料，按重量百分比計(jì)，包含以下組分：Fe：0.15-0.45％、Si：0.35-0.55％、Mg：0.42-0.62％、Cu：0.05-0.40％、B：0.01-0.03％、Ti：0.005-0.02％、稀土元素：0.05-0.15％、Al：98.1-98.9％、雜質(zhì)含量＜0.1％，所述稀土元素為鑭和鈰，且鑭與鈰的質(zhì)量比為2:1。所述的中強(qiáng)度鋁合金材料的制備方法，具體方法步驟如下：S1：原材料選擇及熔煉：對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，將純度大于99.70％投入熔鋁爐熔煉，控制爐內(nèi)鋁液溫度≤760℃；S2:鋁液成分分析：將熔煉好的鋁液或電解原鋁液轉(zhuǎn)注到保溫爐，攪拌均勻后取樣用直讀光譜儀進(jìn)行快速分析，檢測(cè)溶液中Al、Fe、B、Si、Mg、La、Ce、Cu、Ti的含量；S3:合金化處理：根據(jù)步驟S2光譜檢驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算鋁鐵、鋁稀土、鋁硼、鎂錠、鋁硅、鋁銅、鋁鈦中間合金的加入量；控制保溫爐鋁液溫度在730-750℃時(shí)，加入相應(yīng)的中間合金，人工攪拌加電磁攪拌30分鐘，使鋁液成分充分均勻；S4：精煉：完成步驟S3后，在鋁液溫度達(dá)到740-760℃時(shí)用99.999％的高純氮?dú)庾鬏d體，將噴粉精煉劑通入保溫爐內(nèi)熔體中進(jìn)行精煉，達(dá)到鋁液除氣、除雜等凈化處理；精煉時(shí)控制精煉劑吹入的速度和氮?dú)獾膲毫?，使精煉時(shí)間控制在30-40分鐘，氮?dú)鈮毫刂圃?0-15KPa，所述噴粉精煉劑由氯化鈉、氯化鉀和冰晶石組成，其質(zhì)量比為1:1:1；S5：扒渣：步驟S4完成后，靜置5-10分鐘，打開保溫爐扒渣門進(jìn)行扒渣，將浮在鋁液表面上的鋁渣清理干凈；S6：成分調(diào)整：將完成步驟S4、S5的鋁液在保溫爐內(nèi)靜置30-40分鐘，然后進(jìn)行取樣分析，元素含量偏離時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確認(rèn)鋁液成分組成；S7：爐外精煉及除渣：步驟S6完成后，在鋁液溫度達(dá)到730-750℃時(shí)，即可出爐，鋁液從保溫爐出來經(jīng)過流槽進(jìn)入在線除氣裝置和過濾裝置，進(jìn)行爐外精煉，再次除氣除渣，并在鋁合金澆鑄流槽內(nèi)的鋁熔體中通過喂絲機(jī)加入Al-Ti-B絲；S：8連續(xù)鑄造：對(duì)步驟S7再次精煉后的潔凈鋁液進(jìn)行連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度控制在690-700℃，采用水平澆鑄方式進(jìn)行澆鑄；同時(shí)根據(jù)拉制單絲的直徑范圍，控制結(jié)晶輪的速度、鑄造冷卻水的壓力，使從結(jié)晶輪出來到引橋上的鑄坯溫度為470-490℃；S9：連續(xù)軋制：對(duì)步驟S8制得的鑄坯進(jìn)行校直、加熱，控制進(jìn)軋前鑄坯溫度保持在510-530℃，軋制過程采用乳化液對(duì)軋輥和鋁桿進(jìn)行潤滑和冷卻；調(diào)整乳化液壓力和流量，使中強(qiáng)度鋁合金桿終軋溫度≤300℃；S10：鋁桿淬火：用工業(yè)用水對(duì)軋機(jī)出來的中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度≤70℃，以保證鋁桿的強(qiáng)度；S11：鋁桿清潔：在鋁桿進(jìn)入收線框或卷取盤前，用壓縮空氣將鋁桿表面的水吹干，保持鋁桿的潔凈和干燥；S12；自然冷卻：對(duì)步驟S11所得中強(qiáng)度鋁合金桿放在場(chǎng)地上進(jìn)行自然冷卻處理，所述自然冷卻時(shí)間≥24小時(shí)。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在抗冰雪導(dǎo)線線纜中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在低損耗節(jié)能型導(dǎo)線中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述步驟S5：扒渣過程鋁液溫度控制在720-750℃。優(yōu)選地，所述步驟S7所述爐外過濾除渣采用陶瓷過濾板對(duì)鋁溶液進(jìn)行過濾，所述陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格40PPI。優(yōu)選地，所述步驟S8所述澆鑄溫度控制在690-700℃，結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速為1.4-1.8轉(zhuǎn)/分，鑄造冷卻水溫度為25-35℃，引橋上的鑄坯溫度為470-490℃。優(yōu)選地，所述步驟S9對(duì)進(jìn)軋前鑄坯進(jìn)行加熱，選用感應(yīng)加熱裝置；控制進(jìn)軋前鑄坯溫度為510-530℃，乳化液濃度為12-16％，中強(qiáng)度用鋁桿終軋溫度≤300℃。優(yōu)選地，所述步驟S10對(duì)中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度≤70℃，淬火所用介質(zhì)為工業(yè)用水，介質(zhì)溫度為20-40℃。優(yōu)選地，所述步驟S11鋁桿表面干燥和清潔采用壓縮空氣，壓力為0.5-0.6MPa。本發(fā)明制備的鋁合金材料2.00-3.00mm的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到290-310Mpa，規(guī)格為3.00-4.00mm可以達(dá)到275-295Mpa，規(guī)格為4.00-5.00可以達(dá)到255-275Mpa。此單絲伸長率≥3.0％，電阻率＜30.247nΩ.m。(1)：鋁錠熔化本發(fā)明可以采用工業(yè)用Al99.70的純鋁，使本發(fā)明制備的鋁合金具有原材料供應(yīng)充足、成本低、采購方便等優(yōu)勢(shì)；同時(shí)鋁基體可以采用精鋁或高純級(jí)鋁作為基體合金，該鋁基體比普通鋁基材料具有更高的品質(zhì)，加工成的產(chǎn)品在電性能和機(jī)械性能方面更具優(yōu)勢(shì)。將鋁錠投入熔爐中，加熱使之熔化并在750-780℃下保溫，加入鎂錠、鋁鐵、鋁稀土、鋁硼、鋁鈦、鋁銅等中間合金的加入量。充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，靜置保溫30min。攪拌均勻，攪拌時(shí)間≥30min。攪拌均勻后立即取樣，進(jìn)行爐前分析，根據(jù)分析結(jié)果確定補(bǔ)料。取樣溫度740-760℃。合金化，成分控制到目標(biāo)值(2)精煉：在合金熔體加入噴粉精煉劑，并采用高純氮?dú)膺M(jìn)行精煉，精煉溫度740-760℃，精煉時(shí)間30min，再保溫。(3)將鋁液傾倒出爐，再經(jīng)過在線除氣系統(tǒng)進(jìn)行除氣。為了控制鋁液內(nèi)有害氣體，采用除氣系統(tǒng)進(jìn)行處理，并且采用測(cè)氫儀進(jìn)行檢測(cè)。指標(biāo)要求如下表：表1除氣要求在線除氣之前/≤在線除氣之后/≤0.300ml/100g0.150ml/100g(4)澆鑄得到鋁合金鑄錠。鑄造成型。澆鑄過程控制關(guān)鍵點(diǎn)，控制澆鑄溫度690-700℃，控制澆鑄速度5.8-6.4t/h。(5)進(jìn)行感應(yīng)加熱，溫度升到510-530℃下進(jìn)行軋制。為了控制好鋁合金桿的各項(xiàng)指標(biāo)，軋制必須在一定溫度下進(jìn)行。一般會(huì)在進(jìn)軋之前進(jìn)行溫度的提升。采用加熱裝置，可將溫度提高20-30℃。只有在510-530℃下進(jìn)軋，才能和此成分的有機(jī)結(jié)合，使得鋁合金桿達(dá)到要求。(6)迅速冷卻：冷卻部分總共有5部分進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)各區(qū)域分布，將鋁桿降溫到60-90℃。各區(qū)域分布如下：表2冷卻水分布表區(qū)域1區(qū)2區(qū)3區(qū)4區(qū)5區(qū)水壓/Mpa115175100250(7)收線：收線方式采用密排卷繞方式進(jìn)行收線。鋁基體，增加各元素含量后顯著作用：1、稀土元素，在指定范圍內(nèi)鐵和稀土的協(xié)同作用，可以提高合金桿的延展性、以優(yōu)化鋁液體成分，細(xì)化晶粒、去渣、增加耐腐蝕性能。去除鋁合金中的氣體和有害雜質(zhì)，減少鋁合金的裂紋源，從而提高鋁合金的強(qiáng)度，改善加工性能，還能改善鋁合金的中強(qiáng)度性、可塑性及可鍛性，提高硬度、增加強(qiáng)度和韌性。2、硼元素：將硼元素控制在一定范圍內(nèi)，加入上述鋁和稀土的混合基體中，在澆鑄過程中提高鋁的流動(dòng)性，減小鋁中其他元素的不利影響，形成核質(zhì)點(diǎn)，從而形成非自發(fā)形核，起到細(xì)化晶粒的作用。添加的硼元素在一定范圍內(nèi)，和上述鋁能合理搭配，能夠降低電阻率6-10％3、銅元素：由于鋁基體中存在上述有益元素后，將Cu元素控制在本發(fā)明范圍內(nèi)，保證鋁合金桿經(jīng)過拉絲后強(qiáng)度符合要求，并且可以適當(dāng)增加材料的剛度。4、硅鎂配比：硅鎂元素作為析出強(qiáng)化相最關(guān)鍵的控制因素，在保證電阻率較低時(shí)得到強(qiáng)度較高的材料，起著關(guān)鍵性作用。5、鈦元素：鈦元素本身有細(xì)化晶粒的作用，在本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，鈦元素必須控制在上述規(guī)定范圍內(nèi)，否則將會(huì)起到其他有害作用，降低組分配比最佳的有益效果，而控制在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，成分最佳配比將充分發(fā)揮出來。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言具有的有益技術(shù)效果：1.本發(fā)明主要通過對(duì)原材料的設(shè)計(jì)優(yōu)選及合理搭配使用，提高鋁坯的質(zhì)量。針對(duì)工業(yè)用鋁錠化學(xué)成分的特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)選用鋁中間合金。同時(shí)，通過對(duì)熔煉、精煉、鑄造、軋制等工藝的控制，制出抗拉強(qiáng)度、導(dǎo)電率都符合中強(qiáng)度用的鋁合金桿。此種鋁桿經(jīng)24小時(shí)自然冷卻后，可直接進(jìn)入拉絲機(jī)，按常規(guī)拉絲工藝進(jìn)行拉拔，由此得到的中強(qiáng)度鋁合金線指標(biāo)按照規(guī)格劃分，2.00-3.00mm的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到290-310Mpa，規(guī)格為3.00-4.00mm可以達(dá)到275-295Mpa，規(guī)格為4.00-5.00可以達(dá)到255-275Mpa；單絲伸長率≥3.0％；電阻率＜30.247nΩ.m。2.與傳統(tǒng)的鋁桿工藝相比，通過本發(fā)明所提供的方法制得的中強(qiáng)度鋁合纜芯性能穩(wěn)定，使用這些鋁桿拉拔出來的中強(qiáng)度鋁合金線同樣性能穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率≥98％。由于本發(fā)明專利中，各項(xiàng)元素之間選用最佳搭配，并且結(jié)合最佳軋機(jī)工藝的控制，因此可以生產(chǎn)出優(yōu)異的鋁合金材料，并且由于其強(qiáng)度大、電阻率低，使用領(lǐng)域主要覆蓋在抗冰雪、低損耗節(jié)能導(dǎo)線。根據(jù)本方案所生產(chǎn)的鋁合金桿，制造的鋁合金桿將廣泛的用于中強(qiáng)度抗冰雪低損耗節(jié)能型線。3.本發(fā)明公開的鋁合金配方，采用Si、Fe、Cu、稀土、B、Mg、Ti為添加組分，結(jié)合軋機(jī)工藝使制品的再結(jié)晶晶粒得以細(xì)化，強(qiáng)度、伸長率得到改善。并且公開一種生產(chǎn)工藝方法，制備的鋁合金桿，且經(jīng)過拉絲驗(yàn)證后，性能優(yōu)異。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。實(shí)施例1一種中強(qiáng)度鋁合金材料，按重量百分比計(jì)，包含以下組分：Fe：0.15％、Si：0.35％、Mg：0.42％、Cu：0.05％、B：0.01％、Ti：0.005％、稀土元素：0.05％、Al：98.1％、雜質(zhì)含量＜0.1％，所述稀土元素為鑭和鈰，且鑭與鈰的質(zhì)量比為2:1。所述的中強(qiáng)度鋁合金材料的制備方法，具體方法步驟如下：S1：原材料選擇及熔煉：對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，將純度為98.30％的鋁投入熔鋁爐熔煉，控制爐內(nèi)鋁液溫度≤760℃；S2:鋁液成分分析：將熔煉好的鋁液或電解原鋁液轉(zhuǎn)注到保溫爐，攪拌均勻后取樣用直讀光譜儀進(jìn)行快速分析，檢測(cè)溶液中Al、Fe、B、Si、Mg、La、Ce、Cu、Ti的含量；S3:合金化處理：根據(jù)步驟S2光譜檢驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算鋁鐵、鋁稀土、鋁硼、鎂錠、鋁硅、鋁銅、鋁鈦中間合金的加入量；控制保溫爐鋁液溫度在730℃時(shí)，加入相應(yīng)的中間合金，人工攪拌加電磁攪拌30分鐘，使鋁液成分充分均勻；S4：精煉：完成步驟S3后，在鋁液溫度達(dá)到740℃時(shí)用99.999％的高純氮?dú)庾鬏d體，將噴粉精煉劑通入保溫爐內(nèi)熔體中進(jìn)行精煉，達(dá)到鋁液除氣、除雜等凈化處理；精煉時(shí)控制精煉劑吹入的速度和氮?dú)獾膲毫?，使精煉時(shí)間控制在30分鐘，氮?dú)鈮毫刂圃?0KPa，所述噴粉精煉劑由氯化鈉、氯化鉀和冰晶石組成，其質(zhì)量比為1:1:1；S5：扒渣：步驟S4完成后，靜置5分鐘，打開保溫爐扒渣門進(jìn)行扒渣，將浮在鋁液表面上的鋁渣清理干凈；S6：成分調(diào)整：將完成步驟S4、S5的鋁液在保溫爐內(nèi)靜置30分鐘，然后進(jìn)行取樣分析，元素含量偏離時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確認(rèn)鋁液成分組成；S7：爐外精煉及除渣：步驟S6完成后，在鋁液溫度達(dá)到730℃時(shí)，即可出爐，鋁液從保溫爐出來經(jīng)過流槽進(jìn)入在線除氣裝置和過濾裝置，進(jìn)行爐外精煉，再次除氣除渣，并在鋁合金澆鑄流槽內(nèi)的鋁熔體中通過喂絲機(jī)加入Al-Ti-B絲；S：8連續(xù)鑄造：對(duì)步驟S7再次精煉后的潔凈鋁液進(jìn)行連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度控制在690℃，采用水平澆鑄方式進(jìn)行澆鑄；同時(shí)根據(jù)拉制單絲的直徑范圍，控制結(jié)晶輪的速度、鑄造冷卻水的壓力，使從結(jié)晶輪出來到引橋上的鑄坯溫度為470-490℃；S9：連續(xù)軋制：對(duì)步驟S8制得的鑄坯進(jìn)行校直、加熱，控制進(jìn)軋前鑄坯溫度保持在510℃，軋制過程采用乳化液對(duì)軋輥和鋁桿進(jìn)行潤滑和冷卻；調(diào)整乳化液壓力和流量，使中強(qiáng)度鋁合金桿終軋溫度300℃；S10：鋁桿淬火：用工業(yè)用水對(duì)軋機(jī)出來的中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度70℃，以保證鋁桿的強(qiáng)度；S11：鋁桿清潔：在鋁桿進(jìn)入收線框或卷取盤前，用壓縮空氣將鋁桿表面的水吹干，保持鋁桿的潔凈和干燥；S12；自然冷卻：對(duì)步驟S11所得中強(qiáng)度鋁合金桿放在場(chǎng)地上進(jìn)行自然冷卻處理，所述自然冷卻時(shí)間24小時(shí)。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在抗冰雪導(dǎo)線線纜中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在低損耗節(jié)能型導(dǎo)線中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述步驟S5：扒渣過程鋁液溫度控制在720℃。優(yōu)選地，所述步驟S7所述爐外過濾除渣采用陶瓷過濾板對(duì)鋁溶液進(jìn)行過濾，所述陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格40PPI。優(yōu)選地，所述步驟S8所述澆鑄溫度控制在690℃，結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速為1.4轉(zhuǎn)/分，鑄造冷卻水溫度為25℃，引橋上的鑄坯溫度為470℃。優(yōu)選地，所述步驟S9對(duì)進(jìn)軋前鑄坯進(jìn)行加熱，選用感應(yīng)加熱裝置；控制進(jìn)軋前鑄坯溫度為510℃，乳化液濃度為12％，中強(qiáng)度用鋁桿終軋溫度300℃。優(yōu)選地，所述步驟S10對(duì)中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度70℃，淬火所用介質(zhì)為工業(yè)用水，介質(zhì)溫度為20℃。優(yōu)選地，所述步驟S11鋁桿表面干燥和清潔采用壓縮空氣，壓力為0.5MPa。產(chǎn)品性能：直徑：2.00mm；抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到300Mpa；單絲伸長率3.0％，電阻率＜24.123nΩ.m。實(shí)施例2一種中強(qiáng)度鋁合金材料，按重量百分比計(jì)，包含以下組分：Fe：0.45％、Si：0.55％、Mg：0.62％、Cu：0.40％、B：0.03％、Ti：0.02％、稀土元素：0.15％、Al98.90％、雜質(zhì)含量0.01％，所述稀土元素為鑭和鈰，且鑭與鈰的質(zhì)量比為2:1。所述的中強(qiáng)度鋁合金材料的制備方法，具體方法步驟如下：S1：原材料選擇及熔煉：對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，將純度大于99.30％投入熔鋁爐熔煉，控制爐內(nèi)鋁液溫度700℃；S2:鋁液成分分析：將熔煉好的鋁液或電解原鋁液轉(zhuǎn)注到保溫爐，攪拌均勻后取樣用直讀光譜儀進(jìn)行快速分析，檢測(cè)溶液中Al、Fe、B、Si、Mg、La、Ce、Cu、Ti的含量；S3:合金化處理：根據(jù)步驟S2光譜檢驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算鋁鐵、鋁稀土、鋁硼、鎂錠、鋁硅、鋁銅、鋁鈦中間合金的加入量；控制保溫爐鋁液溫度在750℃時(shí)，加入相應(yīng)的中間合金，人工攪拌加電磁攪拌30分鐘，使鋁液成分充分均勻；S4：精煉：完成步驟S3后，在鋁液溫度達(dá)到760℃時(shí)用99.999％的高純氮?dú)庾鬏d體，將噴粉精煉劑通入保溫爐內(nèi)熔體中進(jìn)行精煉，達(dá)到鋁液除氣、除雜等凈化處理；精煉時(shí)控制精煉劑吹入的速度和氮?dú)獾膲毫?，使精煉時(shí)間控制在40分鐘，氮?dú)鈮毫刂圃?5KPa，所述噴粉精煉劑由氯化鈉、氯化鉀和冰晶石組成，其質(zhì)量比為1:1:1；S5：扒渣：步驟S4完成后，靜置10分鐘，打開保溫爐扒渣門進(jìn)行扒渣，將浮在鋁液表面上的鋁渣清理干凈；S6：成分調(diào)整：將完成步驟S4、S5的鋁液在保溫爐內(nèi)靜置40分鐘，然后進(jìn)行取樣分析，元素含量偏離時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確認(rèn)鋁液成分組成；S7：爐外精煉及除渣：步驟S6完成后，在鋁液溫度達(dá)到750℃時(shí)，即可出爐，鋁液從保溫爐出來經(jīng)過流槽進(jìn)入在線除氣裝置和過濾裝置，進(jìn)行爐外精煉，再次除氣除渣，并在鋁合金澆鑄流槽內(nèi)的鋁熔體中通過喂絲機(jī)加入Al-Ti-B絲；S：8連續(xù)鑄造：對(duì)步驟S7再次精煉后的潔凈鋁液進(jìn)行連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度控制在700℃，采用水平澆鑄方式進(jìn)行澆鑄；同時(shí)根據(jù)拉制單絲的直徑范圍，控制結(jié)晶輪的速度、鑄造冷卻水的壓力，使從結(jié)晶輪出來到引橋上的鑄坯溫度為490℃；S9：連續(xù)軋制：對(duì)步驟S8制得的鑄坯進(jìn)行校直、加熱，控制進(jìn)軋前鑄坯溫度保持在530℃，軋制過程采用乳化液對(duì)軋輥和鋁桿進(jìn)行潤滑和冷卻；調(diào)整乳化液壓力和流量，使中強(qiáng)度鋁合金桿終軋溫度280℃；S10：鋁桿淬火：用工業(yè)用水對(duì)軋機(jī)出來的中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度60℃，以保證鋁桿的強(qiáng)度；S11：鋁桿清潔：在鋁桿進(jìn)入收線框或卷取盤前，用壓縮空氣將鋁桿表面的水吹干，保持鋁桿的潔凈和干燥；S12；自然冷卻：對(duì)步驟S11所得中強(qiáng)度鋁合金桿放在場(chǎng)地上進(jìn)行自然冷卻處理，所述自然冷卻時(shí)間48小時(shí)。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在抗冰雪導(dǎo)線線纜中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在低損耗節(jié)能型導(dǎo)線中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述步驟S5：扒渣過程鋁液溫度控制在750℃。優(yōu)選地，所述步驟S7所述爐外過濾除渣采用陶瓷過濾板對(duì)鋁溶液進(jìn)行過濾，所述陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格40PPI。優(yōu)選地，所述步驟S8所述澆鑄溫度控制在700℃，結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速為1.8轉(zhuǎn)/分，鑄造冷卻水溫度為35℃，引橋上的鑄坯溫度為490℃。優(yōu)選地，所述步驟S9對(duì)進(jìn)軋前鑄坯進(jìn)行加熱，選用感應(yīng)加熱裝置；控制進(jìn)軋前鑄坯溫度為530℃，乳化液濃度為16％，中強(qiáng)度用鋁桿終軋溫度280℃。優(yōu)選地，所述步驟S10對(duì)中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度65℃，淬火所用介質(zhì)為工業(yè)用水，介質(zhì)溫度為40℃。優(yōu)選地，所述步驟S11鋁桿表面干燥和清潔采用壓縮空氣，壓力為0.6MPa。產(chǎn)品性能：直徑：3.50mm；抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到285Mpa；單絲伸長率13.0％，電阻率＜8.968nΩ.m。實(shí)施例3一種中強(qiáng)度鋁合金材料，按重量百分比計(jì)，包含以下組分：Fe：0.25％、Si：0.45％、Mg：0.52％、Cu：0.15％、B：0.015％、Ti：0.0082％、稀土元素：0.09％、Al98.20％、雜質(zhì)含量＜0.1％，所述稀土元素為鑭和鈰，且鑭與鈰的質(zhì)量比為2:1。所述的中強(qiáng)度鋁合金材料的制備方法，具體方法步驟如下：S1：原材料選擇及熔煉：對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，將純度大于99.80％投入熔鋁爐熔煉，控制爐內(nèi)鋁液溫度500℃；S2:鋁液成分分析：將熔煉好的鋁液或電解原鋁液轉(zhuǎn)注到保溫爐，攪拌均勻后取樣用直讀光譜儀進(jìn)行快速分析，檢測(cè)溶液中Al、Fe、B、Si、Mg、La、Ce、Cu、Ti的含量；S3:合金化處理：根據(jù)步驟S2光譜檢驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算鋁鐵、鋁稀土、鋁硼、鎂錠、鋁硅、鋁銅、鋁鈦中間合金的加入量；控制保溫爐鋁液溫度在740℃時(shí)，加入相應(yīng)的中間合金，人工攪拌加電磁攪拌30分鐘，使鋁液成分充分均勻；S4：精煉：完成步驟S3后，在鋁液溫度達(dá)到750℃時(shí)用99.999％的高純氮?dú)庾鬏d體，將噴粉精煉劑通入保溫爐內(nèi)熔體中進(jìn)行精煉，達(dá)到鋁液除氣、除雜等凈化處理；精煉時(shí)控制精煉劑吹入的速度和氮?dú)獾膲毫?，使精煉時(shí)間控制在35分鐘，氮?dú)鈮毫刂圃?2KPa，所述噴粉精煉劑由氯化鈉、氯化鉀和冰晶石組成，其質(zhì)量比為1:1:1；S5：扒渣：步驟S4完成后，靜置8分鐘，打開保溫爐扒渣門進(jìn)行扒渣，將浮在鋁液表面上的鋁渣清理干凈；S6：成分調(diào)整：將完成步驟S4、S5的鋁液在保溫爐內(nèi)靜置35分鐘，然后進(jìn)行取樣分析，元素含量偏離時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確認(rèn)鋁液成分組成；S7：爐外精煉及除渣：步驟S6完成后，在鋁液溫度達(dá)到740℃時(shí)，即可出爐，鋁液從保溫爐出來經(jīng)過流槽進(jìn)入在線除氣裝置和過濾裝置，進(jìn)行爐外精煉，再次除氣除渣，并在鋁合金澆鑄流槽內(nèi)的鋁熔體中通過喂絲機(jī)加入Al-Ti-B絲；S：8連續(xù)鑄造：對(duì)步驟S7再次精煉后的潔凈鋁液進(jìn)行連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度控制在695℃，采用水平澆鑄方式進(jìn)行澆鑄；同時(shí)根據(jù)拉制單絲的直徑范圍，控制結(jié)晶輪的速度、鑄造冷卻水的壓力，使從結(jié)晶輪出來到引橋上的鑄坯溫度為480℃；S9：連續(xù)軋制：對(duì)步驟S8制得的鑄坯進(jìn)行校直、加熱，控制進(jìn)軋前鑄坯溫度保持在515℃，軋制過程采用乳化液對(duì)軋輥和鋁桿進(jìn)行潤滑和冷卻；調(diào)整乳化液壓力和流量，使中強(qiáng)度鋁合金桿終軋溫度250℃；S10：鋁桿淬火：用工業(yè)用水對(duì)軋機(jī)出來的中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度55℃，以保證鋁桿的強(qiáng)度；S11：鋁桿清潔：在鋁桿進(jìn)入收線框或卷取盤前，用壓縮空氣將鋁桿表面的水吹干，保持鋁桿的潔凈和干燥；S12；自然冷卻：對(duì)步驟S11所得中強(qiáng)度鋁合金桿放在場(chǎng)地上進(jìn)行自然冷卻處理，所述自然冷卻時(shí)間96小時(shí)。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在抗冰雪導(dǎo)線線纜中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在低損耗節(jié)能型導(dǎo)線中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述步驟S5：扒渣過程鋁液溫度控制在725℃。優(yōu)選地，所述步驟S7所述爐外過濾除渣采用陶瓷過濾板對(duì)鋁溶液進(jìn)行過濾，所述陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格40PPI。優(yōu)選地，所述步驟S8所述澆鑄溫度控制在690-700℃，結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速為1.5轉(zhuǎn)/分，鑄造冷卻水溫度為30℃，引橋上的鑄坯溫度為480℃。優(yōu)選地，所述步驟S9對(duì)進(jìn)軋前鑄坯進(jìn)行加熱，選用感應(yīng)加熱裝置；控制進(jìn)軋前鑄坯溫度為520℃，乳化液濃度為14％，中強(qiáng)度用鋁桿終軋溫度260℃。優(yōu)選地，所述步驟S10對(duì)中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度65℃，淬火所用介質(zhì)為工業(yè)用水，介質(zhì)溫度為30℃。優(yōu)選地，所述步驟S11鋁桿表面干燥和清潔采用壓縮空氣，壓力為0.55MPa。產(chǎn)品性能：直徑：4.50mm；抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到265Mpa；單絲伸長率4.0％，電阻率：15.345nΩ.m。實(shí)施例4一種中強(qiáng)度鋁合金材料，按重量百分比計(jì)，包含以下組分：Fe：0.35％、Si：0.45％、Mg：0.52％、Cu：0.35％、B：0.02％、Ti：0.01％、稀土元素：0.10％、Al：98.50％、雜質(zhì)含量：0.001％，所述稀土元素為鑭和鈰，且鑭與鈰的質(zhì)量比為2:1。所述的中強(qiáng)度鋁合金材料的制備方法，具體方法步驟如下：S1：原材料選擇及熔煉：對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，將純度大于99.90％投入熔鋁爐熔煉，控制爐內(nèi)鋁液溫度520℃；S2:鋁液成分分析：將熔煉好的鋁液或電解原鋁液轉(zhuǎn)注到保溫爐，攪拌均勻后取樣用直讀光譜儀進(jìn)行快速分析，檢測(cè)溶液中Al、Fe、B、Si、Mg、La、Ce、Cu、Ti的含量；S3:合金化處理：根據(jù)步驟S2光譜檢驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算鋁鐵、鋁稀土、鋁硼、鎂錠、鋁硅、鋁銅、鋁鈦中間合金的加入量；控制保溫爐鋁液溫度在745℃時(shí)，加入相應(yīng)的中間合金，人工攪拌加電磁攪拌30分鐘，使鋁液成分充分均勻；S4：精煉：完成步驟S3后，在鋁液溫度達(dá)到758℃時(shí)用99.999％的高純氮?dú)庾鬏d體，將噴粉精煉劑通入保溫爐內(nèi)熔體中進(jìn)行精煉，達(dá)到鋁液除氣、除雜等凈化處理；精煉時(shí)控制精煉劑吹入的速度和氮?dú)獾膲毫Γ咕珶挄r(shí)間控制在38分鐘，氮?dú)鈮毫刂圃?4KPa，所述噴粉精煉劑由氯化鈉、氯化鉀和冰晶石組成，其質(zhì)量比為1:1:1；S5：扒渣：步驟S4完成后，靜置7分鐘，打開保溫爐扒渣門進(jìn)行扒渣，將浮在鋁液表面上的鋁渣清理干凈；S6：成分調(diào)整：將完成步驟S4、S5的鋁液在保溫爐內(nèi)靜置36分鐘，然后進(jìn)行取樣分析，元素含量偏離時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確認(rèn)鋁液成分組成；S7：爐外精煉及除渣：步驟S6完成后，在鋁液溫度達(dá)到745℃時(shí)，即可出爐，鋁液從保溫爐出來經(jīng)過流槽進(jìn)入在線除氣裝置和過濾裝置，進(jìn)行爐外精煉，再次除氣除渣，并在鋁合金澆鑄流槽內(nèi)的鋁熔體中通過喂絲機(jī)加入Al-Ti-B絲；S：8連續(xù)鑄造：對(duì)步驟S7再次精煉后的潔凈鋁液進(jìn)行連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度控制在696℃，采用水平澆鑄方式進(jìn)行澆鑄；同時(shí)根據(jù)拉制單絲的直徑范圍，控制結(jié)晶輪的速度、鑄造冷卻水的壓力，使從結(jié)晶輪出來到引橋上的鑄坯溫度為485℃；S9：連續(xù)軋制：對(duì)步驟S8制得的鑄坯進(jìn)行校直、加熱，控制進(jìn)軋前鑄坯溫度保持在525℃，軋制過程采用乳化液對(duì)軋輥和鋁桿進(jìn)行潤滑和冷卻；調(diào)整乳化液壓力和流量，使中強(qiáng)度鋁合金桿終軋溫度150℃；S10：鋁桿淬火：工業(yè)用水對(duì)軋機(jī)出來的中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度35℃，以保證鋁桿的強(qiáng)度；S11：鋁桿清潔：在鋁桿進(jìn)入收線框或卷取盤前，用壓縮空氣將鋁桿表面的水吹干，保持鋁桿的潔凈和干燥；S12；自然冷卻：對(duì)步驟S11所得中強(qiáng)度鋁合金桿放在場(chǎng)地上進(jìn)行自然冷卻處理，所述自然冷卻時(shí)間36小時(shí)。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在抗冰雪導(dǎo)線線纜中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述中強(qiáng)度鋁合金材料在低損耗節(jié)能型導(dǎo)線中的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述步驟S5：扒渣過程鋁液溫度控制在720-750℃。優(yōu)選地，所述步驟S7所述爐外過濾除渣采用陶瓷過濾板對(duì)鋁溶液進(jìn)行過濾，所述陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格40PPI。優(yōu)選地，所述步驟S8所述澆鑄溫度控制在695℃，結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速為1.7轉(zhuǎn)/分，鑄造冷卻水溫度為29℃，引橋上的鑄坯溫度為480℃。優(yōu)選地，所述步驟S9對(duì)進(jìn)軋前鑄坯進(jìn)行加熱，選用感應(yīng)加熱裝置；控制進(jìn)軋前鑄坯溫度為525℃，乳化液濃度為15％，中強(qiáng)度用鋁桿終軋溫度280℃。優(yōu)選地，所述步驟S10對(duì)中強(qiáng)度鋁合金桿進(jìn)行淬火—快速冷卻處理，控制鋁桿表面溫度30℃，淬火所用介質(zhì)為工業(yè)用水，介質(zhì)溫度為35℃。優(yōu)選地，所述步驟S11鋁桿表面干燥和清潔采用壓縮空氣，壓力為0.55MPa。產(chǎn)品性能：直徑：5.00mm；抗拉強(qiáng)度為275Mpa；單絲伸長率8.0％，電阻率＜20.247nΩ.m。以上所述，僅為發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3