一种Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开一种Al‑Mg‑Si‑Zr铝合金管型母线的生产工艺，包括以下步骤：(1)按照Al‑Mg‑Si‑Zr铝合金的成分配比称取原料，将称取的原料熔炼后得到的合金液进行浇铸后得到高温铸锭；(2)将步骤(1)中得到的高温铸锭冷却至225‑275℃，其中铸锭的冷却速度大于或等于20℃/s；(3)将步骤(2)中冷却后的铸锭进行等温处理24‑36h后，在室内自然冷却；(4)将经过步骤(3)处理后的铸锭经过均匀化处理、热挤压成型、固溶处理、水淬和时效处理后得到铝合金管型母线。本发明专利技术所述一种Al‑Mg‑Si‑Zr铝合金管型母线的生产工艺简单，有效的提高了Al‑Mg‑Si‑Zr铝合金管型母线的耐热性。

Production Technology of Al-Mg-Si-Zr Aluminum Alloy Tube Bus

The invention discloses a production process of Al Mg Si Zr aluminium alloy tubular busbar, which comprises the following steps: (1) taking raw materials according to the composition and distribution ratio of Al Mg Si Zr aluminium alloy, casting the alloy liquid obtained by melting the raw materials to obtain high temperature ingot; (2) cooling the high temperature ingot obtained in the step (1) to 225 25 C, in which the cooling rate of the ingot is greater than or equal to the cooling rate of the ingot. Steps (2) After isothermal treatment for 24 to 36 hours, the ingot will be cooled naturally in the room; (4) The treated ingot will be homogenized, hot extrusion, solution treatment, water quenching and aging treatment to obtain aluminium alloy tubular busbar. The production process of the Al_ Mg_ Si_ Zr aluminium alloy tubular bus is simple, and the heat resistance of the Al_ Mg_ Si_ Zr aluminium alloy tubular bus is effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
一种Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的生产工艺
本专利技术涉及一种Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的生产工艺。
技术介绍
电力是国民经济发展的基础之一，随着高压、超高压及特高压输变电工程建设的快速增长，耐热铝合金管型母线作为输变电工程中配电装置的一个非常重要的部件，对输变电装置在长时间高温工作环境下的安全运行起到至关重要的作用。近年来，如何获得优异耐热性的铝合金管型母线一直是同行业研究的热点。现有技术通常设计Al-Mg-Si-Zr铝合金中的成分来提高铝合金管型母线的耐热性，但是通过改变成分生产铝合金过程中，合金析出过程比较复杂，对析出过程的研究具有难度，因此现有技术中缺乏一种简单且可有效提高铝合金管型母线耐热性的方法。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提供了一种简单且可有效提高Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线耐热性的生产工艺，采用的技术方案为：一种Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的生产工艺，包括以下步骤：(1)按照Al-Mg-Si-Zr铝合金的成分配比称取原料，将称取的原料熔炼后得到的合金液进行浇铸后得到高温铸锭；(2)将步骤(1)中得到的高温铸锭冷却至225-275℃，其中铸锭的冷却速度大于或等于20℃/s；(3)将步骤(2)中冷却后的铸锭进行等温处理24-36h后，在室内自然冷却；(4)将经过步骤(3)处理后的铸锭经过均匀化处理、热挤压成型、固溶处理、水淬和时效处理后得到铝合金管型母线。进一步的，所述Al-Mg-Si-Zr铝合金由以下重量百分比的组分构成：Mg：0.6-0.7％、Si：0.35-0.5％、Fe：0.1-0.15％、Cu：0.1％、Zr：0.1％-0.3％，杂质≤0.15％，余量为Al。进一步的，步骤(1)中采用铜模进行浇铸。进一步的，步骤(2)中采用水雾法进行冷却。进一步的，步骤(4)中热挤压成型的温度为490-530℃。本专利技术所述Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的成分以Al、Mg和Si为主，掺杂少量的Zr和Al形成Al3Zr化合物，利用Al3Zr析出相抑制再结晶细化晶粒及沉淀强化作用，以提高合金的耐热性；本专利技术所述一种铝合金管型母线的生产工艺通过控制浇铸后高温铸锭的冷却速度，并对过冷铸锭进行等温处理，利用过冷度提高Al3Zr相析出的形核率，促进Al3Zr相在过冷铸锭等温处理过程中的弥散析出，这些弥散析出的Al3Zr相具有较高的热稳定性，因此能够更好的相抑制再结晶细化晶粒及沉淀强化效果，从而有利于提高合金最终的耐热性能。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下为本专利技术的较佳实施例。本专利技术的具体实施方式由以下实施例给出。附图说明图1在为实施例6的步骤(2)中冷却至250℃并经过等温处理24h后的铸锭中Al3Zr析出相的TEM暗场像照片；图2为在实施例6的步骤(4)中在560℃均匀化处理12h后的铸锭中Al3Zr析出相的TEM暗场像照片；图3为在对比例2的步骤(3)中在560℃均匀化处理12h后的铸锭中Al3Zr析出相的TEM暗场像照片。具体实施方式除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术所述一种Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的生产工艺包括以下步骤：(1)按照Al-Mg-Si-Zr铝合金的成分配比称取原料，将称取的原料熔炼后得到的合金液进行浇铸后得到高温铸锭；(2)将步骤(1)中得到的高温铸锭冷却至225-275℃，其中铸锭的冷却速度大于或等于20℃/s；(3)将步骤(2)中冷却后的铸锭在225-275℃下进行等温处理24-36h后，在室内自然冷却。(4)将经过步骤(3)处理后的铸锭经过均匀化处理、热挤压成型、固溶处理、水淬和时效处理后得到铝合金管型母线。作为优选，所述Al-Mg-Si-Zr铝合金由以下重量百分比的组分构成：Mg：0.6-0.7％、Si：0.35-0.5％、Fe：0.1-0.15％、Cu：0.1％、Zr：0.1％-0.3％，杂质≤0.15％，余量为Al。所述Al-Mg-Si-Zr铝合金生产出的合金以Mg2Si为主要强化相，通过掺杂少量的Cu显著提高合金的塑性，增加热处理强化效果，并掺杂少量的Fe提高Al-Mg-Si-Zr合金的性能。实施例1Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线由以下重量百分比的组分构成：Mg：0.6％、Si：0.35％、Fe：0.1％、Cu：0.1％、Zr：0.1％、杂质：0.15％，余量为Al。一种如上述铝合金管型母线的生产工艺，包括以下步骤：(1)按照Al-Mg-Si-Zr铝合金的成分配比称取原料，将称取的原料熔炼后得到的合金液进行浇铸后得到高温铸锭；按照Al-Mg-Si-Zr铝合金百分组成配比，称取纯铝锭、纯镁锭、工业结晶硅、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Zr中间合金为原料进行合金熔炼配料，将称取的原料熔炼后得到的合金液进行浇铸后得到高温铸锭。熔炼温度为750℃，再将熔炼后的合金液在710℃时采用金属铜模浇铸得到铸锭，其中金属铜模的温度与室温一致，冷却的金属铜模有利于提高铸造过程中过冷度，有利于细化铸态晶粒和组织。(2)将步骤(1)中得到的高温铸锭分别冷却至225、250、275℃，其中铸锭的冷却速度为20℃/s；作为优选，采用水雾冷却法冷却铸锭，水雾冷却法易于实现，成本小。(3)将步骤(2)中冷却后的铸锭分别进行等温处理24h后，在室内自然冷却。(4)将经过步骤(3)处理后的铸锭经过均匀化处理、热挤压成型、固溶处理、水淬和时效处理后得到铝合金管型母线。其中，均匀化处理温度为560℃，处理时间为12h；热挤压成型的温度为490℃-530℃；固溶处理温度为510℃，时间为2小时，并在固溶处理的同时进行水淬；时效处理的温度为200℃，处理时间为8h。实施例2与实施例1不同的是，Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线由以下重量百分比的组分构成：Mg：0.7％、Si：0.5％、Fe：0.1％、Cu：0.1％、Zr：0.1％、杂质：0.15％，余量为Al。其生产工艺同实施例1。实施例3与实施例1不同的是，Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线由以下重量百分比的组分构成：Mg：0.7％、Si：0.35％、Fe：0.1％、Cu：0.1％、Zr：0.1％、杂质：0.15％，余量为Al。其生产工艺同实施例1。实施例4与实施例1不同的是，Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线由以下重量百分比的组分构成：Mg：0.7％、Si：0.35％、Fe：0.13％、Cu：0.1％、Zr：0.1％、杂质：0.15％，余量为Al。其生产工艺同实施例1。实施例5与实施例4不同的是，Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的生产工艺包括以下步骤：(1)按照Al-Mg-Si-Zr铝合金的成分配比称取原料，将称取的原料熔炼后得到的合金液进行浇铸后得到高温铸锭；按照Al-Mg-Si-Zr铝合金百分组成配比，称取纯铝锭、纯镁锭、工业结晶硅、Al-Fe中间合金、Al-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Al‑Mg‑Si‑Zr铝合金管型母线的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照Al‑Mg‑Si‑Zr铝合金的成分配比称取原料，将称取的原料熔炼后得到的合金液进行浇铸后得到高温铸锭；(2)将步骤(1)中得到的高温铸锭冷却至225‑275℃，其中铸锭的冷却速度大于或等于20℃/s；(3)将步骤(2)中冷却后的铸锭进行等温处理24‑36h后，在室内自然冷却；(4)将经过步骤(3)处理后的铸锭经过均匀化处理、热挤压成型、固溶处理、水淬和时效处理后得到铝合金管型母线。

【技术特征摘要】
1.一种Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照Al-Mg-Si-Zr铝合金的成分配比称取原料，将称取的原料熔炼后得到的合金液进行浇铸后得到高温铸锭；(2)将步骤(1)中得到的高温铸锭冷却至225-275℃，其中铸锭的冷却速度大于或等于20℃/s；(3)将步骤(2)中冷却后的铸锭进行等温处理24-36h后，在室内自然冷却；(4)将经过步骤(3)处理后的铸锭经过均匀化处理、热挤压成型、固溶处理、水淬和时效处理后得到铝合金管型母线。2.根据权利要求1所述一种Al-Mg-Si-Zr铝合金管型母线的生产工艺，其特征在于，所述Al-...

【专利技术属性】
技术研发人员：方剑，喻国铭，刘志，胡章咏，
申请(专利权)人：黄冈师范学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42