导电率为55%IACS的高强度铝合金线及其制备方法技术

技术编号:10099067 阅读:392 留言:0更新日期:2014-05-30 00:49
本发明专利技术涉及一种导电率55%IACS高强度铝合金线及其制造方法,属于合金制造技术领域。合金元素重量百分比计配方比例:铁0.16%-0.22%,硅0.48%-0.54%,镁0.62%-0.67%,硼0.01%-0.02%,镱0.02%-0.05%,其余为铝。其经过材料选择、铝液熔炼、铝液成分调整、净化处理、扒渣、保温静置、除气处理、保温过滤、浇铸结晶、铝杆轧制、拉拔、时效等工艺处理得到产品导电率≥55%IACS,抗拉强度≥315MPa的高强度铝合金线。利用该铝合金生产的电线电缆,可继续使用传统的施工工艺架设;在线路运行过程中,降低线路损耗,节省施工费用,给输变电行业带来巨大的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种导电率55%IACS高强度铝合金线及其制造方法,属于合金制造
。合金元素重量百分比计配方比例:铁0.16%-0.22%,硅0.48%-0.54%,镁0.62%-0.67%,硼0.01%-0.02%,镱0.02%-0.05%,其余为铝。其经过材料选择、铝液熔炼、铝液成分调整、净化处理、扒渣、保温静置、除气处理、保温过滤、浇铸结晶、铝杆轧制、拉拔、时效等工艺处理得到产品导电率≥55%IACS,抗拉强度≥315MPa的高强度铝合金线。利用该铝合金生产的电线电缆,可继续使用传统的施工工艺架设;在线路运行过程中,降低线路损耗,节省施工费用,给输变电行业带来巨大的经济效益和社会效益。【专利说明】导电率为55%IACS的高强度铝合金线及其制备方法
本专利技术涉及一种导电率55%IACS高强度铝合金线及其制造方法,具体地说是一种涉及高强度高导电率铝合金电导体及其制造技术,属于合金制造

技术介绍
导线的开发、应用已有100多年的历史,铝合金导线的开发、应用已有80多年的历史。自从1898年美国正式使用纯铝线做架空绞线和1921年出现Aldrey铝合金以来,铝作为导体在电气工业中被大量应用。铝合金克服了纯铝绞线的强度底、蠕变性、耐热性能差等缺点,使导电用铝合金发展更为迅速。铝合金芯铝绞线(ACAR)在北美的美国、加拿大等国得以大量应用。近年来我国在电力建设中贯彻采用“两型三新”产品与技术,全铝合金绞线、铝合金芯铝绞线等铝合金产品得以大量的应用。但目前我国大量使用的高强度铝合金线种LHAU LHA2,铝合金导电率分别为52.5%IACS和53%IACS,与普通硬铝线导电率61%IACS有一定提升空间。因此,在保证铝合金机械性能的前提下进一步提高导电率,是各国研究者努力的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于开发一种能导电率55%IACS以上、工艺宽容性更好的高强度铝合金线;本专利技术的另一目的是提供该铝合金线的制备方法。按照本专利技术提供的技术方案,一种导电率为55%IACS的高强度铝合金线,按重量百分比计配方比例如下:铁0.16%-0.22%,硅0.48%-0.54%,镁0.62%_0.67%,硼0.01%-0.02%,镱 0.02%-0.05%,其余为铝。所述铝合金线直径≤3.5mm,抗拉强度≤315MPa,单线直径< 3.5mm,抗拉强度≤325MPa,导电率≤55%IACS,延伸率≤3%以上。所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法如下: (I)材料选择:按重量百分比计: a、铝锭的选择:由铝锭熔炼而成的铝液中Si( 0.16% ;Fe ( 0.20% ;Cu ( 0.01%;Ti+Mn+Cr+V ( 0.02% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝; b、铝铁中间合金:Fe5% ;Si ( 0.2% ;Cu ( 0.1% ;Ti+Mn+Cr+V ( 0.1% ;其它杂质含量(0.03% ;其余均为铝; C、铝硅中间合金=Si 10% ;Fe ( 0.2% ;Cu ( 0.1% ;Ti+Mn+Cr+V ( 0.1% ;其它杂质含量(0.03% ;其余均为铝; d、铝硼中间合金:B3% ;Si ( 0.2% ;Fe ( 0.4% ;Cu ( 0.01% ;其余杂质含量≤0.03% ;其余均为铝;e、铝镱稀土中间合金:Yb5% ;Si ( 0.2% ;Fe ( 0.2% ;Cu ( 0.1%;其余杂质含量(0.03% ;其余均为铝; f>镁锭:所选用的纯镁锭中Si≤0.005% ;Fe ( 0.004% ;Cu ( 0.003% ;Ti+Mn+Cr+V ( 0.02% ;其余杂质含量≤0.03% ;其余均为镁; (2)铝液熔炼:按重量份计:取步骤(1)选择的铝锭93.55-95.25份、铝铁中间合金0.1-0.8份、铝硅中间合金3.25-4.75份加入熔铝炉中进行熔化;熔化温度为690_730°C,熔炼时间为l_3h ;取铝硼中间合金0.42-0.65份和铝镱稀土中间合金0.68-0.98份,从熔铝炉至保温炉淌槽内连续均匀加入; 铝液熔化完全结束后,将保温炉中的铝液温度控制在730-750°C,当铝液温度稳定730-750°C时开始加入镁锭0.62-0.69份; (3)铝液成分调整:按重量百分比计:用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析,予以监测和调整各元素含量,确保整炉铝液成分均匀,各元素的含量得到控制:铁0.16%-0.22%,硅 0.48%-0.54%,镁 0.62%-0.67%,硼 0.01%-0.02%,镱 0.02%_0.05%,其余为铝; (4)净化处理:将步骤(3)所得铝液温度升温至730-750°C,对铝液进行精炼处理;用高纯氮气为载体用不锈钢管往保温炉底部铝液中吹入用量为炉料总质量0.1%-0.5%的精炼剂;控制氮气流量,以轻微沸腾为度;所述氮气流速为0.7-lm3/h,充氮气时间为5-10min ; (5)扒渣:步骤(4)对铝液进行净化处理结束后,使温度控制在720-750°C,静置5-10min,让铝渣漂浮致铝液表面,打开扒渣门,用扒渣器将液面表面的浮渣扒去,扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留,让带出的铝液回流入炉内,然后将渣扒出炉外; (6)保温静置:在上述各工序完成后,对铝溶液进行保温静置处理,静置保温的温度为730-750°C,时间不小于20min,静置保温时不得在搅拌铝合金溶液;控制保温炉倾斜速度,使与浇铸速度相匹配,避免忽快、忽慢; (7)除气处理:铝液从保温炉经淌槽进入除气箱,除气箱传动系统带动石墨转子作旋转运动,使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液;高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡,使其分散在金属液中,同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散,使之与气泡接触,气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理,吸收熔体中的氢,吸附氧化夹渣,并随气泡上升而被带出熔体表面,使铝液得以净化; (8)保温过滤:步骤(7)所得铝液从除气箱中流出,经淌槽进入保温过滤装置,铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤,滤除30 μ m以上渣核; (9)浇铸结晶:铝液流入结晶轮启动连轧机进行水平浇铸,浇铸温度为690-710°C,水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴,避免涡流提高铸胚质量,铝液经结晶轮浇铸再冷却成招合金锭; (10)铝杆轧制:步骤(9)铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器,将铝合金锭的进轧温度控制在490-520°C的范围内,铝合金杆的出轧温度在350°C以上,出轧后立即进行淬火处理; (11)铝杆处理: a、绕杆收线:对轧制后的铝杆通过绕杆装置绕杆; b、强化处理:对收排好的铝合金杆进行时效热强化处理,温度控制在145-160°C,强化时间3-5h后取出; C、铝线拉拨:将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨,延伸率控制在1.2-1.3之间,根据不同的线径进行合理配模; d、时效处理:拉制的铝合金线进行时效强化,时效温度145-160°C,时效时间3-5小时,即得产品导电率为55%IACS的高强度铝合金线。所述高纯氮气的含氮率为9本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种导电率为55%IACS的高强度铝合金线,其特征是按重量百分比计配方比例如下:铁0.16%?0.22%,硅0.48%?0.54%,镁0.62%?0.67%,硼0.01%?0.02%,镱0.02%?0.05%,其余为铝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨怀鞠霖周瑾徐俊刘军
申请(专利权)人:无锡华能电缆有限公司
类型:发明
国别省市:

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