本發(fā)明涉及電線導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金電線的制備方法。

背景技術(shù)：

在近年來(lái)的移動(dòng)體的輕質(zhì)化進(jìn)程中，使用比銅或銅合金更輕的鋁或鋁合金作為電氣配線體的導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展迅猛。

眾所周知，鋁的比重為銅的約1/3，而鋁的導(dǎo)電率為銅的約2/3(以純銅為100％iacs的基準(zhǔn)時(shí)，純鋁為約66％iacs)。因此，為了使純鋁導(dǎo)體線材中流過(guò)與純銅導(dǎo)體線材相同的電流，純鋁導(dǎo)體線材的截面積需要為純銅導(dǎo)體線材的約1.5倍，即便如此，在重量方面鋁僅為銅的約一半，這就是鋁的優(yōu)勢(shì)。而純鋁的強(qiáng)度、抗疲勞性能、韌性等均較銅低，因此純鋁不能單獨(dú)做為導(dǎo)線使用，特別是在要求導(dǎo)線的截面較小的領(lǐng)域內(nèi)?，F(xiàn)有技術(shù)中，使用鋁合金來(lái)制造導(dǎo)線已經(jīng)非常普遍，甚至在人們尋常生活的周邊就能發(fā)現(xiàn)有鋁合金制品及導(dǎo)線的存在，這主要是因?yàn)閾胶土似渌氐匿X合金材料具有密度低、強(qiáng)度高、塑性好、優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性等特性，一些鋁合金材料的強(qiáng)度甚至接近或超過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼，如今，工業(yè)上鋁合金已廣泛使用，其使用量?jī)H次于鋼。而摻和的鋁合金元素普遍包括有鐵、鎂、硅、錳、鉻、鈦、鎳、銅等等。

鋁合金線材作為導(dǎo)線線材的一種，具有優(yōu)越的導(dǎo)電性、耐腐蝕性、重量輕及良好的導(dǎo)熱性、優(yōu)越的強(qiáng)度與耐疲勞的性能，得到當(dāng)前社會(huì)的普遍的廣泛應(yīng)用。例如室外的傳輸電線，基本上都是采用鋁合金線材傳輸電能的，因此研發(fā)出一種鋁合金線材，使其具有更高的強(qiáng)度，優(yōu)良的導(dǎo)電性能，耐高溫耐磨以及壽命高的特質(zhì)尤為重要，而這種不斷完善的鋁合金線材對(duì)能源消耗具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鋁合金電線的制備方法，通過(guò)該種方法制得的鋁合金電線力學(xué)強(qiáng)度高，導(dǎo)電性能好，使用壽命長(zhǎng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種鋁合金電線的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)將原料al加入到高頻感應(yīng)爐中，將爐溫加熱至680-720℃，待單質(zhì)al熔化后，加入覆蓋劑保溫25-35min，再將爐溫升至1260-1380℃，除去鋁液表面的覆蓋劑，加入si、cu、mg、b和zn金屬單質(zhì)進(jìn)行熔制，同時(shí)在合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫25-35min，隨后將爐溫升至1380-1520℃，除去合金液表面的覆蓋劑，加入ni、mn和ce金屬單質(zhì)進(jìn)行熔制，同時(shí)在合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫30-40min，得鋁合金熔液；

(2)對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行爐內(nèi)化學(xué)成分含量快速分析，使得鋁合金熔液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：si1.20-1.62％、cu0.83-1.35％、mg0.68-1.04％、b0.50-0.94％、zn0.45-0.85％、ni0.26-0.72％、mn0.20-0.50％和ce0.16-0.38％，余量為al及不可避免的雜質(zhì)，分析后根據(jù)配方中各組分的重量百分比調(diào)整補(bǔ)料；

(3)對(duì)鋁合金熔液攪拌均勻后加入精煉劑進(jìn)行精煉5-15min，精煉劑的添加量為鋁合金熔液質(zhì)量的0.1-0.2％，精煉結(jié)束后將鋁合金熔液降溫至680-720℃靜置35-45min，隨后去除鋁合金熔液表面的精煉劑和浮渣；

所述精煉劑由下列重量份的成分制得：珍珠巖4-8份、鋁礬土4-6份、絲光沸石3-5份、氟化鈣2-4份、錳礦渣1-3份、氟鈦酸鉀2-4份、明礬粉1.5-2.5份、冰晶石粉2-4份、納米氮化硅1-2份和硅烷偶聯(lián)劑kh-5501-2份；

(4)將鋁合金熔液連鑄連軋成5-15cm的鋁合金棒材，且對(duì)鋁合金棒材進(jìn)行退火處理；

(5)將退火后的鋁合金棒材經(jīng)拉絲機(jī)拉制成直徑為1-5mm的鋁合金單線；

(6)最后將鋁合金單線輸送至熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理即可。

進(jìn)一步地，在步驟(1)中，所述高頻感應(yīng)爐的升溫速率為20-40℃/min。

進(jìn)一步地，在步驟(2)中，所述鋁合金熔液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：si1.41％、cu1.09％、mg0.82％、b0.72％、zn0.65％、ni0.59％、mn0.35％和ce0.24％，余量為al及不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述不可避免的雜質(zhì)的含量≤0.05。

進(jìn)一步地，所述精煉劑由下列重量份的成分制得：珍珠巖6份、鋁礬土5份、絲光沸石4份、氟化鈣3份、錳礦渣2份、氟鈦酸鉀3份、明礬粉2份、冰晶石粉3份、納米氮化硅1.5份和硅烷偶聯(lián)劑kh-5501.5份。

進(jìn)一步地，所述精煉劑的制備方法是先將珍珠巖、鋁礬土和絲光沸石混合均勻送入525-545℃下煅燒2-4h，取出粉碎過(guò)120-160目篩，加水打漿制成45-55％的漿液，然后加入濃度為15-25％的鹽酸溶液調(diào)節(jié)漿液ph至4.5-5.5，之后在轉(zhuǎn)速為2000-3000rpm高速下研磨5-15min，再用濃度為15-25％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液ph值為中性，噴霧干燥得粉末，再加入其余原料，在轉(zhuǎn)速為1500-2000rpm高速下攪拌5-15min，最后經(jīng)烘干、粉碎，過(guò)160-220目篩即得。

進(jìn)一步地，在步驟(4)中，所述退火處理溫度為520-560℃，保溫時(shí)間為40-50min。

進(jìn)一步地，在步驟(6)中，所述時(shí)效處理是先以4-8℃/min速率升溫至240-280℃，保溫1-2h，再以3-6℃/min速率升溫至380-420℃，保溫1-2h，之后以6-10℃/min速率降溫至160-200℃，保溫40-60min，最后空冷至室溫。

本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明通過(guò)對(duì)鋁合金電線的化學(xué)組份含量及制備工藝及參數(shù)的改進(jìn)使得成品鋁合金電線性能增強(qiáng)；本發(fā)明在實(shí)施中將鋁合金電線中si的含量控制在1.20-1.62％，增強(qiáng)了成品鋁合金電線的抗氧化性和耐熱性能，而過(guò)多會(huì)對(duì)鋁合金的導(dǎo)電性能造成影響；將鋁合金電線中mn的含量控制在0.20-0.50％以及ni的含量控制在0.26-0.72％，增強(qiáng)了成品鋁合金電線的力學(xué)強(qiáng)度、耐磨性能、塑形及韌性，而過(guò)多會(huì)對(duì)鋁合金的導(dǎo)電性能造成影響；將鋁合金電線中ce的含量控制在0.16-0.38％，可改善成品鋁合金電線中晶體的組織結(jié)構(gòu)，提高了鋁合金電線的力學(xué)性能，有利于鋁合金的加工處理；將鋁合金電線中b的含量控制在0.50-0.94％，可與影響導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素形成化合物，有利于增強(qiáng)成品鋁合金電線的導(dǎo)電性能，經(jīng)研發(fā)技術(shù)人員的檢測(cè)，通過(guò)本發(fā)明制得的鋁合金電線，抗拉強(qiáng)度可達(dá)225mpa以上，導(dǎo)電率可達(dá)到63.7％iacs以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)家對(duì)鋁合金電線性能的標(biāo)準(zhǔn)要求。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種鋁合金電線的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)將原料al加入到高頻感應(yīng)爐中，控制感應(yīng)爐的升溫速率在20℃/min，先將爐溫加熱至680℃，待單質(zhì)al熔化后，加入覆蓋劑保溫25min，再將爐溫升至1260℃，除去鋁液表面的覆蓋劑，加入si、cu、mg、b和zn金屬單質(zhì)進(jìn)行熔制，同時(shí)在合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫25min，隨后將爐溫升至1380℃，除去合金液表面的覆蓋劑，加入ni、mn和ce金屬單質(zhì)進(jìn)行熔制，同時(shí)在合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫30min，得鋁合金熔液；

(2)對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行爐內(nèi)化學(xué)成分含量快速分析，使得鋁合金熔液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：si1.20％、cu0.83％、mg0.68％、b0.50％、zn0.45％、ni0.26％、mn0.20％和ce0.16％，余量為al及不可避免的雜質(zhì)，且控制雜質(zhì)的含量≤0.05，分析后根據(jù)配方中各組分的重量百分比調(diào)整補(bǔ)料；

(3)對(duì)鋁合金熔液攪拌均勻后加入精煉劑進(jìn)行精煉5min，精煉劑的添加量為鋁合金熔液質(zhì)量的0.1％，精煉結(jié)束后將鋁合金熔液降溫至680℃靜置35min，隨后去除鋁合金熔液表面的精煉劑和浮渣；

所述精煉劑由下列成分制得：珍珠巖4kg、鋁礬土4kg、絲光沸石3kg、氟化鈣2kg、錳礦渣1kg、氟鈦酸鉀2kg、明礬粉1.5kg、冰晶石粉2kg、納米氮化硅1kg和硅烷偶聯(lián)劑kh-5501kg；其制備方法是先將珍珠巖、鋁礬土和絲光沸石混合均勻送入525℃下煅燒2h，取出粉碎過(guò)120目篩，加水打漿制成45％的漿液，然后加入濃度為15％的鹽酸溶液調(diào)節(jié)漿液ph至4.5，之后在轉(zhuǎn)速為2000rpm高速下研磨5min，再用濃度為15％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液ph值為中性，噴霧干燥得粉末，再加入其余原料，在轉(zhuǎn)速為1500rpm高速下攪拌5min，最后經(jīng)烘干、粉碎，過(guò)160目篩即得。

(4)將鋁合金熔液連鑄連軋成5cm的鋁合金棒材，且對(duì)鋁合金棒材進(jìn)行退火處理，且退火處理溫度控制在520℃，保溫時(shí)間設(shè)定為40min；

(5)將退火后的鋁合金棒材經(jīng)拉絲機(jī)拉制成直徑為1mm的鋁合金單線；

(6)最后將鋁合金單線輸送至熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理，具體的是先以4℃/min速率升溫至240℃，保溫1h，再以3℃/min速率升溫至380℃，保溫1h，之后以6℃/min速率降溫至160℃，保溫40min，最后空冷至室溫即完成本發(fā)明的鋁合金電線的制備。

實(shí)施例2

一種鋁合金電線的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)將原料al加入到高頻感應(yīng)爐中，控制感應(yīng)爐的升溫速率在30℃/min，先將爐溫加熱至700℃，待單質(zhì)al熔化后，加入覆蓋劑保溫30min，再將爐溫升至1320℃，除去鋁液表面的覆蓋劑，加入si、cu、mg、b和zn金屬單質(zhì)進(jìn)行熔制，同時(shí)在合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫30min，隨后將爐溫升至1450℃，除去合金液表面的覆蓋劑，加入ni、mn和ce金屬單質(zhì)進(jìn)行熔制，同時(shí)在合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫35min，得鋁合金熔液；

(2)對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行爐內(nèi)化學(xué)成分含量快速分析，使得鋁合金熔液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：si1.41％、cu1.09％、mg0.82％、b0.72％、zn0.65％、ni0.59％、mn0.35％和ce0.24％，余量為al及不可避免的雜質(zhì)，且控制雜質(zhì)的含量≤0.05，分析后根據(jù)配方中各組分的重量百分比調(diào)整補(bǔ)料；

(3)對(duì)鋁合金熔液攪拌均勻后加入精煉劑進(jìn)行精煉10min，精煉劑的添加量為鋁合金熔液質(zhì)量的0.15％，精煉結(jié)束后將鋁合金熔液降溫至700℃靜置40min，隨后去除鋁合金熔液表面的精煉劑和浮渣；

所述精煉劑由下列成分制得：珍珠巖6kg、鋁礬土5kg、絲光沸石4kg、氟化鈣3kg、錳礦渣2kg、氟鈦酸鉀3kg、明礬粉2kg、冰晶石粉3kg、納米氮化硅1.5kg和硅烷偶聯(lián)劑kh-5501.5kg；其制備方法是先將珍珠巖、鋁礬土和絲光沸石混合均勻送入535℃下煅燒3h，取出粉碎過(guò)140目篩，加水打漿制成50％的漿液，然后加入濃度為20％的鹽酸溶液調(diào)節(jié)漿液ph至5.0，之后在轉(zhuǎn)速為2500rpm高速下研磨10min，再用濃度為20％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液ph值為中性，噴霧干燥得粉末，再加入其余原料，在轉(zhuǎn)速為1800rpm高速下攪拌10min，最后經(jīng)烘干、粉碎，過(guò)190目篩即得。

(4)將鋁合金熔液連鑄連軋成10cm的鋁合金棒材，且對(duì)鋁合金棒材進(jìn)行退火處理，且退火處理溫度控制在540℃，保溫時(shí)間設(shè)定為45min；

(5)將退火后的鋁合金棒材經(jīng)拉絲機(jī)拉制成直徑為3mm的鋁合金單線；

(6)最后將鋁合金單線輸送至熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理，具體的是先以6℃/min速率升溫至260℃，保溫1.5h，再以5℃/min速率升溫至400℃，保溫1.5h，之后以8℃/min速率降溫至180℃，保溫50min，最后空冷至室溫即完成本發(fā)明的鋁合金電線的制備。

實(shí)施例3

一種鋁合金電線的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)將原料al加入到高頻感應(yīng)爐中，控制感應(yīng)爐的升溫速率在40℃/min，先將爐溫加熱至720℃，待單質(zhì)al熔化后，加入覆蓋劑保溫35min，再將爐溫升至1380℃，除去鋁液表面的覆蓋劑，加入si、cu、mg、b和zn金屬單質(zhì)進(jìn)行熔制，同時(shí)在合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫35min，隨后將爐溫升至1520℃，除去合金液表面的覆蓋劑，加入ni、mn和ce金屬單質(zhì)進(jìn)行熔制，同時(shí)在合金液表面覆蓋一層覆蓋劑，保溫40min，得鋁合金熔液；

(2)對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行爐內(nèi)化學(xué)成分含量快速分析，使得鋁合金熔液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：si1.62％、cu1.35％、mg1.04％、b0.94％、zn0.85％、ni0.72％、mn0.50％和ce0.38％，余量為al及不可避免的雜質(zhì)，且控制雜質(zhì)的含量≤0.05，分析后根據(jù)配方中各組分的重量百分比調(diào)整補(bǔ)料；

(3)對(duì)鋁合金熔液攪拌均勻后加入精煉劑進(jìn)行精煉15min，精煉劑的添加量為鋁合金熔液質(zhì)量的0.2％，精煉結(jié)束后將鋁合金熔液降溫至720℃靜置45min，隨后去除鋁合金熔液表面的精煉劑和浮渣；

所述精煉劑由下列成分制得：珍珠巖8kg、鋁礬土6kg、絲光沸石5kg、氟化鈣4kg、錳礦渣3kg、氟鈦酸鉀4kg、明礬粉2.5kg、冰晶石粉4kg、納米氮化硅2kg和硅烷偶聯(lián)劑kh-5502kg；其制備方法是先將珍珠巖、鋁礬土和絲光沸石混合均勻送入545℃下煅燒4h，取出粉碎過(guò)160目篩，加水打漿制成55％的漿液，然后加入濃度為25％的鹽酸溶液調(diào)節(jié)漿液ph至5.5，之后在轉(zhuǎn)速為3000rpm高速下研磨15min，再用濃度為25％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液ph值為中性，噴霧干燥得粉末，再加入其余原料，在轉(zhuǎn)速為2000rpm高速下攪拌15min，最后經(jīng)烘干、粉碎，過(guò)220目篩即得。

(4)將鋁合金熔液連鑄連軋成15cm的鋁合金棒材，且對(duì)鋁合金棒材進(jìn)行退火處理，且退火處理溫度控制在560℃，保溫時(shí)間設(shè)定為50min；

(5)將退火后的鋁合金棒材經(jīng)拉絲機(jī)拉制成直徑為5mm的鋁合金單線；

(6)最后將鋁合金單線輸送至熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理，具體的是先以8℃/min速率升溫至280℃，保溫2h，再以6℃/min速率升溫至420℃，保溫2h，之后以10℃/min速率降溫至200℃，保溫60min，最后空冷至室溫即完成本發(fā)明的鋁合金電線的制備。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。