一种高强度铝合金线材及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种高强度铝合金线材及其制备方法与应用。以该高强度铝合金线材的总重量为100％计，其包括以下元素组成：Mg0.5

【技术实现步骤摘要】
一种高强度铝合金线材及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种高强度铝合金线材及其制备方法与应用，尤其涉及一种电力金具用高强度铝合金预绞丝线材及其制备方法，属于铝合金


技术介绍

[0002]预绞丝作为电力金具中的一种，广泛用于架空输电线路的导线施工架设。预绞丝作为连接和固定导线的连接材料，其机械性能直接决定了架空导线连接的可靠性和架空输电线路的安全，因此必须具有高的强度，同时还应具有一定的导电性能。
[0003]目前，预绞丝多采用高镁合金，虽然强度很高，但是脆性较大且导电性较差，而且加工制备过程难度较大。具体而言，高镁机械合金预绞丝的强度可达400MPa，但是镁元素在熔炼过程中易烧损，熔炼工艺控制难度较大，而且高镁合金由于硬度非常高且质脆，难以进行轧制和拉拔加工，对设备和工艺要求高，难以实现大批量生产。
[0004]因此，研发出新型的预绞丝材料和制备工艺成为了本领域亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高强度铝合金线材及其制备方法与应用。本专利技术提供的高强度铝合金线材具有较高的强度以及良好的导电性，其制备方法具有工艺简单、效率高等优点。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种高强度铝合金线材，以所述高强度铝合金线材的总重量为100％计，其包括以下元素组成：Mg0.5
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0.8％，Si 0.4
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0.6％，Fe 0.15
‑
0.3％，Cu 0.1
‑
0.3％，Zr 0.05
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0.15％，Cr0.1
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0.3，Mn0.02
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0.1％，Ti0.01
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0.03％，余量为Al和不可避免的杂质元素。
[0007]根据本专利技术的具体实施方式，优选地，以所述高强度铝合金线材的总重量为100％计，其包括以下元素组成：Mg 0.6
‑
0.8％，Si0.5
‑
0.6％，Fe0.15
‑
0.3％，Cu 0.2
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0.3％，Zr0.1
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0.15％，Cr0.15
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0.25，Mn 0.05
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0.1％，Ti0.012
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0.02％，余量为Al和不可避免的杂质元素。
[0008]在上述的高强度铝合金线材中，优选地，以所述高强度铝合金线材的总重量为100％计，其元素组成中的单个杂质元素的含量≤0.05％，杂质元素的总含量≤0.15％。
[0009]根据本专利技术的具体实施方式，优选地，所述高强度铝合金线材是通过至少以下步骤制备得到的：按照所述高强度铝合金线材的元素组成及重量百分比，将原料至少进行熔炼、炉内精炼、晶粒细化、在线精炼、连铸连轧、固溶淬火、拉拔、时效处理等步骤，制备得到所述的高强度铝合金线材。
[0010]在上述高强度铝合金线材中，优选地，在所述高强度铝合金线材的制备步骤中，所采用的原料包括铝锭、镁锭、硅剂、铁剂、铝钛合金、铝锆合金、铝铜合金、铝铬合金以及铝锰合金。
[0011]在上述高强度铝合金线材中，优选地，在所述高强度铝合金线材的制备步骤中，所
述炉内精炼包括：将熔炼后的熔体在740～750℃，通入氩气和氯气的混合气体进行炉内精炼，炉内精炼的时间为10～15分钟；然后对熔体进行扒渣，之后调整熔体的温度为710～720℃，静置30～40分钟。
[0012]在上述高强度铝合金线材中，优选地，在所述高强度铝合金线材的制备步骤中，所述晶粒细化包括：在炉内精炼后的熔体中加入细化剂进行晶粒细化。更优选地，所述细化剂包括铝钛硼杆，以所述熔体的总质量为100％计，所述细化剂的添加量为0.05～0.15％。
[0013]在上述高强度铝合金线材中，优选地，在所述高强度铝合金线材的制备步骤中，所述在线精炼包括：使用旋转喷吹除气箱对加入细化剂后的熔体进行在线除气，以及使用双级泡沫陶瓷过滤板对在线除气后的熔体进行在线过滤，从而进一步提高熔体洁净度。其中，在加入细化剂后，可以借助旋转喷吹除气箱的转子的搅拌作用分散均匀。更优选地，所述旋转喷吹除气箱的除气介质为高纯氮气，经在线除气可使熔体中氢含量＜0.15mL/100g。更优选地，所述双级泡沫陶瓷过滤板的孔隙率为30/50PPI。所述双级泡沫陶瓷过滤板即为采用两层泡沫陶瓷过滤板，第一层过滤板孔隙尺寸较大(30PPI)，主要过滤大尺寸夹杂，第二层过滤板孔隙尺寸较小(50PPI)，过滤小尺寸的夹杂，双级过滤具有过滤范围更广、过滤精度更高的优点。
[0014]在上述高强度铝合金线材中，优选地，在所述高强度铝合金线材的制备步骤中，所述连铸连轧包括：经在线精炼后的熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造，形成铸坯；铸坯进入连轧机组中进行连续轧制，得到铝合金杆材。其中，更优选地，所述铸坯的截面积为2400mm2，铸造温度为705～715℃、铸造速度为8～12m/min、冷却水温度为15～40℃、冷却水压为0.35～0.5MPa。更优选地，铸坯进入连轧机组中控制入轧温度为500～520℃，所述连轧机组采用三辊轧机，轧制后得到铝合金杆材。更优选地，所述铝合金杆材的直径为9～10mm。更优选地，所述连轧机组采用15个机架的三辊轧机。其中，连续铸造和连续轧制所采用的设备均为现有技术中的设备。
[0015]在上述高强度铝合金线材中，优选地，在所述高强度铝合金线材的制备步骤中，所述固溶淬火包括：对铝合金杆材进行固溶淬火处理，在450～530℃的温度条件下保温2～3小时进行固溶处理，然后进行淬火冷却。其中，更优选地，采用水槽进行淬火冷却，水温为20～30℃。
[0016]在上述高强度铝合金线材中，优选地，在所述高强度铝合金线材的制备步骤中，所述拉拔包括：对固溶淬火处理后的铝合金杆材进行拉拔，得到铝合金线材。更优选地，所述铝合金线材的直径为2.5～5.0mm。更优选地，所述拉拔可以采用滑动式拉丝机，拉拔模具可以采用钨钢模，拉拔速度为8～10m/s，最后道次拉拔尺寸精度控制在
±
0.03mm以内。
[0017]在上述高强度铝合金线材中，优选地，在所述高强度铝合金线材的制备步骤中，所述时效处理包括：对拉拔后的铝合金线材进行时效处理，所述时效处理的温度为140～180℃，保温时间为6～15小时，得到所述的高强度铝合金线材。
[0018]根据本专利技术的具体实施方式，优选地，所述高强度铝合金线材的抗拉强度≥400MPa、伸长率≥3％、导电率≥50％IACS。
[0019]本专利技术第二方面提供了一种上述的高强度铝合金线材的制备方法，其包括以下步骤：按照所述高强度铝合金线材的元素组成及重量百分比，将原料至少进行熔炼、炉内精炼、晶粒细化、在线精炼、连铸连轧、固溶淬火、拉拔、时效处理等步骤，得到所述的高强度铝
合金线材；
[0020]其中，所述连铸连轧包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度铝合金线材，以所述高强度铝合金线材的总重量为100％计，其包括以下元素组成：Mg 0.5
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0.8％，Si 0.4
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0.6％，Fe 0.15
‑
0.3％，Cu 0.1
‑
0.3％，Zr 0.05
‑
0.15％，Cr 0.1
‑
0.3，Mn 0.02
‑
0.1％，Ti 0.01
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0.03％，余量为Al和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的高强度铝合金线材，其中，以所述高强度铝合金线材的总重量为100％计，其元素组成中的单个杂质元素的含量≤0.05％，杂质元素的总含量≤0.15％。3.根据权利要求1或2所述的高强度铝合金线材，其中，所述高强度铝合金线材的抗拉强度≥400MPa、伸长率≥3％、导电率≥50％IACS。4.一种权利要求1
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3中任一项所述的高强度铝合金线材的制备方法，其包括以下步骤：按照所述高强度铝合金线材的元素组成及重量百分比，将原料至少进行熔炼、炉内精炼、晶粒细化、在线精炼、连铸连轧、固溶淬火、拉拔、时效处理，制备得到所述的高强度铝合金线材；其中，所述连铸连轧包括：经在线精炼后的熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造，形成铸坯；铸坯进入连轧机组中进行连续轧制，得到铝合金杆材；所述固溶淬火包括：对铝合金杆材进行固溶淬火处理，在450～530℃的温度条件下保温2～3小时进行固溶处理，然后进行淬火冷却；所述时效处理包括：对拉拔后的铝合金线材进行时效处理，所述时效处理的温度为140～180℃，保温时间为6～15小时。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宁，陆伟，缪姚军，白清领，陈宇青，徐子豪，王嘉鑫，缪卫杰，徐爱兵，王琪，吴蔚，
申请(专利权)人：上海中天铝线有限公司，
类型：发明
国别省市：