一种超耐热铝合金单线及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超耐热铝合金单线及其制备方法，其单线它包括以下以重量百分含量计的各成分：锆Zr：0.38～0.50wt%，铈Ce：0.20～0.25 wt%，硅Si：0.10～0.15wt%，铁Fe：0.07～0.12 wt%，铜Cu:0.05～0.10wt%，杂质元素含量之和≤0.02wt%，其余为铝。其制备方法包括原料选取、铝液熔炼、净化处理、浇铸成型、连续轧制、杆热处理、单线拉拔与线热处理步骤。本发明专利技术的超耐热铝合金单线的导电率≥61%IACS，抗拉强度≥170MPa，断裂伸长率≥4%；在250℃的温度下加热168小时后强度残存率≥95%。

A kind of super heat resistant aluminum alloy single wire and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种超耐热铝合金单线及其制备方法
本专利技术涉及一种超耐热铝合金单线及其制备方法，本专利技术属于架空输电导线中铝合金单线的生产

技术介绍
随着我国经济的快速发展和人们对美好生活向往的最求，对电力的需求不断增长，线路电力负荷不断增加。为了增加输电线路的输送容量，在新建线路中可以采用大截面导线；对于老旧线路的在增容，在不更换杆塔的条件下，最有效、最方便的办法就是更换导线，通过提高线路的运行温度来增加线路的输送容量。因此，耐热铝合金导线得以大量应用，但目前常规的耐热铝合金导线，一般长期运行温度不超过150℃，较普通钢芯铝绞线线只能提高载流量1.6倍，提高的容量不大，且耐热铝合金导电率在60%IACS与常规导电率61%IACS的铝线相比导电率下降，在线路运行过程中线路传输损耗增大。经检索，公开号102758107A的中国专利技术专利，该专利技术涉及一种高强高导耐热铝合金导线及其制备方法。该耐热铝合金的抗拉强度达到160MPa，导电率可达到61%IACS以上，长期运行温度达到180℃，且经得起280℃下加热1小时考核运行，强度残存率大于90%。元素组分：锆Zr：0.15~0.60wt%，镧La为0.03～0.3wt%，铈Ce为0.03～0.30wt%，钇Y为0.01～0.30wt%，铁Fe为0.05～0.20wt%，硅Si为0.01～0.10wt%，其余杂质元素含量≤0.10wt%，其余为铝。检索中还发现，公开号1924053A的中国专利技术专利，该专利技术涉及一种高导电超耐热铝合金导线的制造方法及其产品。该耐热铝合金的导电率可达到60%IACS，长期运行温度可达到210℃，短期可达240℃，载流量较普通耐热铝合金导线可提高2.1倍。元素重量百分比：锆Zr：0.3~0.6wt%；铁Fe：0.1～0.25wt%；硅Si：≤0.08wt%；钛Ti、钒V、锰Mn、铬Cr等元素之和≤0.01wt%，其余为铝的合金液。因此，开发一种高导电率超耐热铝合金导线具有很重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种超耐热铝合金单线的制备方法，通过该方法制备的铝合金单线具有高导电率、高强度与超耐热的特点。本专利技术的另一目的是提供一种超耐热铝合金单线的制备方法。按照本专利技术提供的技术方案，所述超耐热铝合金单线，它包括以下以重量百分含量计的各成分：锆Zr：0.38～0.50wt%，铈Ce：0.20～0.25wt%，硅Si：0.10～0.15wt%，铁Fe：0.07～0.12wt%，铜Cu:0.05～0.10wt%，杂质元素含量之和≤0.02wt%，其余为铝。一种超耐热铝合金单线的制备方法包括以下步骤：a、选取牌号为AL99.85及以上牌号的铝锭为基体材料，选取铝锆中间合金、铝铈稀土中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金和铜铝中间合金；b、将牌号为AL99.85及以上牌号的铝锭投入熔铝炉熔化，熔化后的铝液流入保温炉，将保温炉中的铝液温度加热至780～820℃，在铝液中添加铝锆中间合金、铝铈稀土中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金和铜铝中间合金，将合金中合金元素配方调配到：锆Zr：0.38～0.50wt%，铈Ce：0.20～0.25wt%，硅Si：0.10～0.15wt%，铁Fe：0.07～0.12wt%，铜Cu:0.05～0.10wt%，杂质元素含量之和≤0.02wt%，其余为铝；c、对铝合金液进行升温，铝合金液升至780～820℃时对铝液进行精炼除渣、静置、除气与过滤处理；d、铝合金液温度控制在730～750℃，将铝合金液通过浇嘴水平注入结晶器浇铸成型，形成合金锭；e、浇铸成型的合金锭通过中频加热器控制进轧温度为500～550℃，通过铝合金连铸连轧生产线轧制成合金杆；f、将轧制的铝合金杆在炉温400～450℃下热处理100～150小时；g、将经过热处理的铝合金杆通过拉丝设备冷拉拔成所需规格的单线；h、将铝合金单线在炉温260～300℃下热处理4～8小时，得到成品。所述铝锆中间合金为锆元素含量在5～10wt%的铝锆中间合金。所述铝铈稀土中间合金为铈元素含量在5～10wt%的铝铈稀土中间合金。所述铝硅中间合金为硅元素含量在10～15wt%的铝硅中间合金。所述铝铁中间合金为铁元素含量在5～10wt%的铝铁中间合金。所述铜铝中间合金为铜元素含量在20～50wt%的铜铝中间合金。本专利技术的超耐热铝合金单线的导电率≥61%IACS，抗拉强度≥170MPa，断裂伸长率≥4%；在250℃的温度下加热168小时后强度残存率≥95%。本专利技术的超耐热铝合金单线同心绞制在中心加强件外侧制成超耐热铝合金导线时，可在210℃的温度下长期连续运行，与常规导线相比可提高2倍以上的传输载流量；在电网老旧线路扩容改造时，不需要加高加强钢塔，节省施工周期和费用。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。图2是实施例1制得的超耐热铝合金导线的结构示意图之一。图3是实施例1制得的超耐热铝合金导线的结构示意图之二。图4是实施例2制得的超耐热铝合金导线的结构示意图之一。图5是实施例2制得的超耐热铝合金导线的结构示意图之二。图6是实施例3制得的超耐热铝合金导线的结构示意图之一。图7是实施例3制得的超耐热铝合金导线的结构示意图之二。图8是实施例4制得的超耐热铝合金导线的结构示意图之一。图9是实施例4制得的超耐热铝合金导线的结构示意图之二。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1a材料选择：铝锭选用8000kg牌号为Al99.85的铝锭，锆元素含量10wt%的铝锆中间合金，铈元素含量10wt%的铝铈稀土中间合金，硅元素含量15wt%铝硅中间合金，铁元素含量10wt%铝铁中间合金，铜元素含量50wt%铜铝中间合金。b铝液熔炼：将铝锭熔铝炉熔化后，保温炉中的铝液温度加热致780～820℃，往铝液在添加锆、铈、硅、铁、铜中间合金，将合金中合金元素配方调配到：锆Zr：0.402%；铈Ce：0.238%；硅Si：0.147%；铁Fe：0.08%；铜Cu:0.0964%；锰Mn、钛Ti、钒V、铬Cr等杂质元素含量之和0.0135%，其余为铝Al。c净化处理：对铝合金液进行升温，铝合金液升至780～800℃时对铝液进行精炼除渣、静置、除气、过滤处理。d浇铸成型：铝合金液从保温炉经淌槽到浇煲，铝合金液在730～740℃时，通过浇嘴水平注入结晶器浇铸成型。e连续轧制：将浇铸成型合金锭引出，温度通过中频加热器控制500-520℃时，将铝合金锭引入铝合金连铸连轧生产线，轧制成直径9.5mm合金杆。f杆热处理：直径9.5mm的合金杆在炉温415℃下，热处理130小时。合金铝杆抗拉强度125~130MPa,导电率60.94~61.26%IACS，断裂伸长率15-18%。g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种超耐热铝合金单线，其特征是它包括以下以重量百分含量计的各成分：锆Zr：0.38～0.50wt%，铈Ce：0.20～0.25 wt %，硅Si：0.10～0.15 wt %，铁Fe：0.07～0.12 wt %，铜Cu:0.05～0.10 wt %，杂质元素含量之和≤0.02 wt %，其余为铝Al。/n

【技术特征摘要】
1.一种超耐热铝合金单线，其特征是它包括以下以重量百分含量计的各成分：锆Zr：0.38～0.50wt%，铈Ce：0.20～0.25wt%，硅Si：0.10～0.15wt%，铁Fe：0.07～0.12wt%，铜Cu:0.05～0.10wt%，杂质元素含量之和≤0.02wt%，其余为铝Al。


2.一种超耐热铝合金单线的制备方法，其特征是该制备方法包括以下步骤：
a、选取牌号为AL99.85及以上牌号的铝锭为基体材料，选取铝锆中间合金、铝铈稀土中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金和铜铝中间合金；
b、将牌号为AL99.85及以上牌号的铝锭投入熔铝炉熔化，熔化后的铝液流入保温炉，将保温炉中的铝液温度加热至780～820℃，在铝液中添加铝锆中间合金、铝铈稀土中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金和铜铝中间合金，将合金中合金元素配方调配到：锆Zr：0.38～0.50wt%，铈Ce：0.20～0.25wt%，硅Si：0.10～0.15wt%，铁Fe：0.07～0.12wt%，铜Cu:0.05～0.10wt%，杂质元素含量之和≤0.02wt%，其余为铝Al；
c、对铝合金液进行升温，铝合金液升至780～820℃时对铝液进行精炼除渣、静置、除气与过滤处理；
d、铝合金液温度控制在730～...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨怀，叶恺，鞠霖，周瑾，
申请(专利权)人：无锡华能电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32