一种高导电率铝合金导线及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高导电率铝合金导线及其制备方法，属于铝合金导线技术领域。本发明专利技术通过优化组分含量以及加入稀土元素La和Ce，提高了铝合金的导电性和耐热性；本发明专利技术还提供该铝合金导线及其制备方法，通过“预时效+时效”相结合的工艺提高合金的综合力学性能，降低了稀土元素添加对力学性能的影响，并且缩短了铝合金导线的制备周期，节省能源。节省能源。

【技术实现步骤摘要】
一种高导电率铝合金导线及其制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金导线
，具体地，涉及一种高导电率铝合金导线及其制备方法。

技术介绍

[0002]针对长距离输电，线路损耗加大，为此国家电网公司提出建设节能型电网。在发展特高压的同时，对架空输电导线提出了更高的要求，要求低损耗、大容量和坚强性。这就要求输电线路导体材料要兼顾高导电性和耐热性。具有高导电率的输电导体材料以降低线损，提高输电效率，具有高耐热性的输电导体材料可提高输电线路允许运行温度，提高极限输送量(允许载流量)从而保证输电线路的大容量和坚强性。
[0003]目前，主要有三种铝合金导线已经被广泛应用于长距离输电线路上：(1)以高强度钢线为线芯且外层为绞制铝合金导线的钢芯铝绞线；(2)以铝合金线为线芯且外层为绞制圆铝线的铝合金芯铝绞线；(3)全部导线均由同一种铝合金所构成的全铝合金绞线。考虑到成本和电导率，钢芯铝绞线依然是一个性价比很高的选择，但是伴随长距离运输电能损耗问题，亟待出现一种高导电率铝合金导线。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及一种高导电率铝合金导线及其制备方法，属于铝合金导线
本专利技术通过优化组分含量以及加入稀土元素La和Ce，提高了铝合金的导电性和耐热性；本专利技术还提供该铝合金导线及其制备方法，通过“预时效+时效”相结合的工艺提高合金的综合力学性能，降低了稀土元素添加对力学性能的影响，并且缩短了铝合金导线的制备周期，节省能源。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：/>[0006]一种高导电率铝合金导线，所述高导电率铝合金导线由高导电率铝合金单线与铝包殷钢芯绞制而成，所述高导电率铝合金单线以质量百分比计包括下述组分：
[0007]S i:0.01
‑
0.04％、Fe：0.05
‑
0.15％、Cu：0.001
‑
0.003％、B：0.01
‑
0.05％、Mg：0.001
‑
0.003％、Zn：0.005
‑
0.01％、Cr：0.001
‑
0.005％、Mn：0.001
‑
0.005％、V：0.001
‑
0.005％、T i：0.001
‑
0.005％、La：0.005
‑
0.02％、Ce：0.001
‑
0.02％、其余杂质：0.001
‑
0.015％、余量为A l；
[0008]所述高导电率铝合金单线的导电率≥62.5％IACS，所述高导电率铝合金导线20℃时直流电阻：JL3/LB20A
‑
630/45
‑
45/7≤0.0442Ω/km。
[0009]稀土元素La和Ce加入铝材中，一方面，与元素S i、Fe反应生成新的化合物，使S i、Fe由固溶态转变为析出态并聚集在晶界处，降低了铝合金导线的含氢量和孔隙率，提高了其导电性能和力学性能。
[0010]另一方面，稀土元素La和Ce与杂质元素反应生成弥散分布的第二相，增加了铝结晶过程中晶核数量，起到非自发形核的作用，使晶粒得到细化，这些高熔点的第二相具有很
好的热稳定性和耐热性；稀土元素是表面活性元素物质，极易填补铝合金相的表面缺陷，降低熔体固液界面的张力，从而加快形核速率；稀土在固/液界面前沿的富集形成表面活性膜，使其阻碍α(A l)晶粒的长大，从而进一步促进了晶粒的细化，起到细晶强化的作用；另外生成的弥散分布第二相产生钉轧位错，阻碍铝的回复和再结晶，提高了铝的再结晶温度便提高了铝的耐热性能。并且细小的析出相，均匀分布在亚结晶晶界上，控制亚结晶尺寸和阻挠晶粒继续成长，从而提高合金的耐热性。
[0011]一种高导电率铝合金导线的制备方法，包括以下操作步骤：
[0012]步骤一：铝锭熔化后在755
‑
765℃条件下，加入含S i原料、含Fe原料、含Cu原料、含B原料、含Mg原料、含Zn原料、含Cr原料、含Mn原料、含V原料、含T i原料、含La原料、含Ce原料得到铝液；
[0013]步骤二：将步骤一所得铝液搅拌，然后合金化；加入清渣剂除渣，静置15
‑
20mi n冷却得到铝合金；
[0014]步骤三：将步骤二所得铝合金在175℃预时效处理75
‑
240mi n；然后进行浇铸、轧制成铝杆；
[0015]步骤四：在420
‑
450℃时效炉中对铝杆进行时效处理2
‑
3天；
[0016]步骤五：将步骤四时效处理后的铝杆放置24h，然后进行拉丝获得高导电率铝合金单线；
[0017]步骤六：将步骤五获得的高导电率铝合金单线与铝包殷钢芯进行绞制，制成一种高导电率铝合金导线。
[0018]作为本专利技术的一种优选方案，步骤二中所述合金化温度为755
‑
760℃，时间为10
‑
20mi n。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，步骤三中所述铝杆的直径为9.5mm。
[0020]作为本专利技术的一种优选方案，步骤五中所述拉丝是在高速型线拉丝机台上进行拉制，拉丝机速度12m/s,拉丝油温度控制为50℃。
[0021]作为本专利技术的一种优选方案，步骤六中所述绞制过程，需调节绞制过程所用的每一盘线使其具有相同张力,张力值为铝合金单线拉断力的25％。
[0022]作为本专利技术的一种优选方案，步骤六中所述绞制过程还需进行预扭，预扭后的强度损失应控制在3N
‑
8N范围，预扭的角度控制在30度以下。
[0023]作为本专利技术的一种优选方案，步骤六中所述绞制过程还需调节并线模与分线器之间的距离，控制在25cm
‑
30cm。
[0024]预时效是在塑性加工前进行时效处理的一种时效方法，预时效处理可通过欠时效、峰值时效和过时效等工艺调控析出相的大小、形状、分布和位向，析出相在后续的加工变形过程中具有改善材料组织与性能的重要作用。预时效提供的析出相，在后续塑性加工变形过程中为动态再结晶提供形核核心，促进动态再结晶，细化晶粒，激活非基面滑移，弱化基面织构，且晶界析出相可显著抑制晶粒长大，有效阻碍位错运动，也可使位错累积增多，小角度晶界增多。此外，增加析出相含量能减小晶粒尺寸，抑制{10
‑
12}拉伸孪晶的形核和长大，增加{10
‑
11}压缩孪晶和{10
‑
11}
‑
{10
‑
12}双孪晶含量，这些孪晶增加了动态再结晶的形核核心，改变了晶粒取向，进而大幅提高了合金的强度、屈服应力和峰值应力。
[0025]预时效时间是影响析出相的重要因素。析出相在晶界附近和晶粒内部分别以不连
续和连续方式析出，随着预时效时间的延长，析出相增多，再结晶形核核心增多，晶粒更加细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导电率铝合金导线，其特征在于，所述高导电率铝合金导线由高导电率铝合金单线与铝包殷钢芯绞制而成，所述高导电率铝合金单线以质量百分比计包括下述组分：Si:0.01
‑
0.04％、Fe：0.05
‑
0.15％、Cu：0.001
‑
0.003％、B：0.01
‑
0.05％、Mg：0.001
‑
0.003％、Zn：0.005
‑
0.01％、Cr：0.001
‑
0.005％、Mn：0.001
‑
0.005％、V：0.001
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0.005％、Ti：0.001
‑
0.005％、La：0.005
‑
0.02％、Ce：0.001
‑
0.02％、其余杂质：0.001
‑
0.015％、余量为Al；所述高导电率铝合金单线的导电率≥62.5％IACS，所述高导电率铝合金导线20℃时直流电阻：JL3/LB20A
‑
630/45
‑
45/7≤0.0442Ω/km。2.一种如权利要求1所述的高导电率铝合金导线的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下操作步骤：步骤一：铝锭熔化后在755
‑
765℃条件下，加入含Si原料、含Fe原料、含Cu原料、含B原料、含Mg原料、含Zn原料、含Cr原料、含Mn原料、含V原料、含Ti原料、含La原料、含Ce原料得到铝液；步骤二：将步骤一所得铝液搅拌，然后合金化；加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：许莉莉，刘冠，赖振华，温志力，
申请(专利权)人：广东远光电缆实业有限公司，
类型：发明
国别省市：