一种低电阻中强度的合金圆铝杆及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种低电阻中强度的合金圆铝杆，所述的合金圆铝杆包括Si、Fe、Cu、Zn、B、Ti和RE，所述各种成分按重量比为：Si：0.03‑0.10%、Fe：0.20‑0.70%、Cu：0.10‑0.28%、Zn：0.015‑0.06%、B：0.005‑0.020%、Ti：0.001‑0.02%、RE：0.05‑0.2%，余量为AL和不可避免的杂质，还涉及该合金圆铝杆的生产方法。本发明专利技术的合金圆铝杆抗拉强度可达170MPa以上，电阻率小于29.00nΩ•m，较大程度降低了电缆安装成本，与钢丝铝绞线相比，相同截面积的电缆，载流量得到较大的提高，电缆的弧垂增加不明显，可广泛应用于大跨度电缆架设，与国家节能环保的要求相契合。

Alloy round aluminium rod with low resistance and medium strength and production method thereof

Alloy aluminum rod of the invention relates to a low resistance strength of the alloy aluminum rod comprises Si, Fe, Cu, Zn, B, Ti and RE, the various components according to weight ratio: Si:0.03 0.10%, Fe:0.20 0.70%, Cu:0.10 0.28%, Zn:0.015 0.06%, B:0.005 0.020%, Ti: 0.001, RE:0.05 0.02% 0.2%, the remainder being AL and unavoidable impurities, also relates to the production method of alloy aluminum rod. The above alloy aluminum rod tensile strength up to 170MPa of the invention, the resistivity is less than 29.00n Omega - m, greatly reduces the cost compared with the steel wire cable installation, aluminum wire, cable of the same cross-sectional area, carrying capacity is greatly improved, the cable sag was not obviously increased, which can be widely used in large span cable erection. Fit with the national energy saving and environmental protection requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种低电阻中强度的合金圆铝杆及其生产方法
本专利技术涉及一种合金圆铝杆，尤其是一种低电阻中强度的合金圆铝杆，还涉及其生产方法，属于铝合金电线电缆制造

技术介绍
目前我国推广的新型节能导线主要包括高导电率节能硬铝导线，铝合金芯铝绞线，中强度全铝合金绞线这三类。高导电率节能硬铝导线和铝合金芯铝绞线与铝截面相同的普通钢芯铝绞线相比，铝线导电率的提高，可使导线整体直流电阻值降低，电能损耗减少，但其抗拉强度较低，电缆弧垂较大。中强度全铝合金绞线全部采用中强度铝合金材料，与等总截面的普通钢芯铝绞线相比，由于铝合金材料替代钢芯，相当于增大了导电截面，降低整体直流电阻值，提高了导电能力，由于其强度高，重量轻，并有较好的导电性能等优点，在西方经济较发达国家已广泛使用。随着我国电力行业的快速发展，结合西部地形复杂、大跨越工程多，开发比普通钢芯铝绞线强度高、载流量大的替代性产品，有广泛的推广价值。
技术实现思路
为了实现上述的目标，本专利技术分析硅、铁、铜、硼、稀土等元素对铝导体导电性、抗拉强度的影响，对各元素进行合理配比，较好地改善了铝合金的铸造组织，使铝杆的导电性、抗拉强度达到最佳组合状态，进一步提供一种低电阻中强度合金圆铝杆，具体方案如下：一种低电阻中强度的合金圆铝杆，所述的合金圆铝杆包括Si、Fe、Cu、Zn、B、Ti和RE，所述各种成分按重量比为：Si：0.03-0.10%、Fe：0.20-0.70%、Cu：0.10-0.28%、Zn：0.015-0.06%、B：0.005-0.020%、Ti：0.001-0.02%、RE：0.05-0.2%，余量为AL和不可避免的杂质。铁元素加入可提高合金的强度，同时对电阻率的影响较小；铜元素加入可形成CuAl2，起固溶强化作用提高合金的强度，但同时会升高电阻率；硼元素的加入可去除铝液中的钒，减小钒元素对电阻率的影响；本铝合金杆是连铸连轧而成，若铸坯晶粒过大，轧制过程中发生的晶格畸变严重，提高产品的电阻率，而钛元素的加入可明显细化晶粒，从而降低电阻率；稀土元素的加入有助于铝液中氢气的减少，降低产品电阻率，通过合金元素的合理调配和杂质元素的控制，可使本铝合金杆抗拉强度得到提高的同时，电阻率只有小幅上升。本专利技术涉及的一种低电阻中强度的合金圆铝杆生产方法，包括熔炼工艺、浇铸工艺和轧制工艺，其中熔炼工艺步骤如下：（1）、熔炉中加入99.50%以上的铝液，铝液温度控制在780-800℃；（2）、首先用75%的铜剂加入铝熔体形成CuAl2强化相，其次加入75%铁剂，然后加入铝硼合金去除铝液中的有害元素钒，最后加入稀土合金，再利用电磁搅拌时间30-40分钟；确定化学成分中各元素含量符合要求；（3）、配制好的铝溶体后，用氮气将粉末精炼剂吹入熔体中精炼处理，精炼剂用量为0.6-0.8kg/t，通入氮气压力为0.1-0.2MPa，时间20-30分钟，精炼温度730-760℃，从而获得纯洁度较高的铝溶体；精炼剂为由KCl、NaCl、冰晶石、组成的粉状溶剂；(4)、成分合格、温度合格的铝溶体进行静置，静置时间25-35分钟。进一步地，所述浇铸工艺的浇铸温度为700-710℃，铸机冷却水压力0.2-0.25MPa，温度25-35℃，浇铸速度4-5吨/小时，以1.0米/分钟的速度在线添加铝钛硼丝（AlTi5B）细化晶粒，得到等轴晶铸坯。进一步地，轧制工艺的乳液压力0.15-0.25MPa，温度50-60℃；淬火水温度20-25℃，压力0.4-0.6MPa，按以上轧制工艺通过4台两辊轧机，10台Y型轧机轧制成直径9.5mm，且再结晶组织及CuAl2强化相均匀的铝合金杆。本专利技术的优点如下：本专利技术解决了传统高导电率节能硬铝导线和铝合金芯铝绞线在实际应用中的不足，在大幅度提高电缆抗拉强度，使其抗拉强度已达到6101、6201合金牌号标准，而电阻小幅度上升，只有6101、6201合金牌号的82%。其具有载流量大，拉力大，拉力单重比大等优点，可加大档距，减少杆塔数目，或降低杆塔高度，降低工程造价，还能较好地改善了铸造组织，使抗拉强度可达170MPa以上，电阻率小于29.00nΩ•m，较大程度降低了电缆安装成本。使用本铝合金电缆，与钢丝铝绞线相比，相同截面积的电缆，载流量得到较大的提高，电缆的弧垂增加不明显，可广泛应用于大跨度电缆架设，与国家节能环保的要求相契合。具体实施方式下面对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本专利技术一部分实例，而不是全部的实例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例的低电阻中强度合金圆铝杆包含有Si、Fe、Cu、Zn、B、Ti和RE，所述各种成分按重量配比（%）如下：Si：0.04、Fe：0.41、Cu：0.21、Zn：0.05、B：0.015、Ti：0.011和RE：0.06，余量为AL和不可避免的杂质。本实施例的低电阻中强度的合金圆铝杆生产方法，包括熔炼工艺、浇铸工艺和轧制工艺，其中熔炼工艺步骤如下：（1）、熔炉中加入99.55%以上的铝液，铝液温度控制在786℃；（2）、首先用75%的铜剂加入铝熔体形成CuAl2强化相，其次加入75%铁剂，然后加入铝硼合金去除铝液中的有害元素钒，最后加入稀土合金，再利用电磁搅拌时间33分钟；确定化学成分中各元素含量符合要求；（3）、配制好的铝溶体后，用氮气将粉末精炼剂吹入熔体中精炼处理，精炼剂用量为0.62g/t，通入氮气压力为0.15MPa，时间24分钟，精炼温度742℃，从而获得纯洁度较高的铝溶体；精炼剂为由KCl、NaCl、冰晶石组成的粉状溶剂；（4）、成分合格、温度合格的铝溶体进行静置，静置时间32分钟。所述浇铸工艺的浇铸温度为700-707℃，铸机冷却水压力0.2-0.25MPa，温度25-27℃，浇铸速度4.4吨/小时，以1.0米/分钟的速度在线添加铝钛硼丝（AlTi5B）细化晶粒，得到等轴晶铸坯。轧制工艺的乳液压力0.19MPa，温度50-58℃；淬火水温度24℃，压力0.48MPa，按以上轧制工艺通过4台两辊轧机，10台Y型轧机轧制成直径9.5mm，且再结晶组织及CuAl2强化相均匀的铝合金杆。实施例2本实施例的低电阻中强度合金圆铝杆包含有Si、Fe、Cu、Zn、B、Ti和RE，所述各种成分按重量配比（%）如下：Si：0.05、Fe：0.28、Cu：0.27、Zn：0.04、B：0.022、Ti：0.007和RE：0.08，余量为AL和不可避免的杂质。本实施例的低电阻中强度的合金圆铝杆生产方法，包括熔炼工艺、浇铸工艺和轧制工艺，其中熔炼工艺步骤如下：（1）、熔炉中加入99.57%以上的铝液，铝液温度控制在791℃；（2）、首先用75%的铜剂加入铝熔体形成CuAl2强化相，其次加入75%铁剂，然后加入铝硼合金去除铝液中的有害元素钒，最后加入稀土合金，再利用电磁搅拌时间36分钟；确定化学成分中各元素含量符合要求；（3）、配制好的铝溶体后，用氮气将粉末精炼剂吹入熔体中精炼处理，精炼剂用量为0.64g/t，通入氮气压力为0.15MPa，时间27分钟，精炼温度749℃，从而获得纯洁度较高的铝溶体；精炼剂为由KCl、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低电阻中强度的合金圆铝杆，其特征在于：所述的合金圆铝杆包括Si、 Fe、 Cu、Zn、B、Ti和RE，所述各种成分按重量比为：Si：0.03‑0.10%、Fe：0.20‑0.70%、Cu：0.10‑0.28%、Zn：0.015‑0.06%、B：0.005‑0.020%、Ti：0.001‑0.02%、RE：0.05‑0.2%，余量为AL和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种低电阻中强度的合金圆铝杆，其特征在于：所述的合金圆铝杆包括Si、Fe、Cu、Zn、B、Ti和RE，所述各种成分按重量比为：Si：0.03-0.10%、Fe：0.20-0.70%、Cu：0.10-0.28%、Zn：0.015-0.06%、B：0.005-0.020%、Ti：0.001-0.02%、RE：0.05-0.2%，余量为AL和不可避免的杂质。2.一种低电阻中强度的合金圆铝杆生产方法，其特征在于：包括熔炼、浇铸和轧制，其中熔炼的步骤如下：（1）、熔炉中加入99.50%以上的铝液，铝液温度控制在780-800℃；（2）、首先用75%的铜剂加入铝熔体形成CuAl2强化相，其次加入75%铁剂，然后加入铝硼合金，最后加入稀土合金，再利用电磁搅拌时间30-40分钟；确定化学成分中各元素含量符合要求；（3）、配制好的铝溶体后，用氮气将粉末精炼剂吹入熔体中精炼处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全，陈德斌，木群花，田光辉，王孟金，罗建华，李顺祥，杨亚伟，李明，陈金花，姬凤武，
申请(专利权)人：云南铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53