【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，属于电线电缆制备。
技术介绍
1、自harrington于1949年发现zr元素可以提高纯铝的耐热性能以来，耐热铝合金导线的研发就集中在al-zr系合金上。其中，超耐热铝合金导线的耐热等级较高，最高允许连续运行温度在210℃以上，输电容量超过普通硬铝线的2倍，是未来耐热铝合金导线发展的一个重要方向。但值得注意的是，在此类导线的制备过程中，为使固溶于铝基体中的zr元素充分析出，通常需进行长时间的热处理，较低的生产效率大幅增加了生产成本，致使此类导线的价格达到普通硬铝线的3倍以上，制约了其推广应用。
2、fe是铝合金中最常见的杂质元素，平衡凝固时其与al形成的al3fe相常呈粗大的针状或针片状，会降低合金的强度和韧性。但若提高合金熔体的冷却速率，含铁相会变为弥散分布的al6fe相，能显著提升合金的力学性能，加之al6fe相在300℃以下具有良好的稳定性，且fe在铝基体中极低的固溶度利于获得较高的导电率，使得al-fe合金有望用于超耐热铝合金导线。
3、然而，为提高合金熔体的冷却速率，即将凝固过程中的结晶潜热和物理热快速导出，至少需减小熔体在一个方向上的尺寸，故非平衡凝固制品多呈薄片、细丝或粉末状，若将这些小尺寸材料制成导线需采用较复杂的工序，成本高昂且生产效率很低；因此，可用于超耐热铝合金导线的al-fe合金单丝的研发，急需突破工业化应用的技术瓶颈。
4、专利cn202311757716.1提出一种高强高导al-fe合金导线的制备方法，即利用
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，具体包括以下步骤：
2、(1)备料：按质量百分比为fe：0.8-0.95％，余量为al，分别称取铝铁中间合金及铝锭。
3、(2)熔炼：将铝铁中间合金、铝锭装入炉中熔化，搅拌至混合均匀，搅拌过程中熔体温度保持在750-780℃，最后在700-720℃下保温60min。
4、(3)通过气体辅助连续铸挤制备al-fe合金杆。
5、(4)对步骤(3)所得合金杆进行冷拉拔获得超耐热铝合金导线单丝。
6、优选的，本专利技术步骤(3)漏斗的直径为2-4mm，倒入合金熔体前漏斗需加热到730-750℃。
7、优选的，本专利技术步骤(3)中惰性气体为氮气、氩气等，气体压力为0.10-0.18mpa。
8、优选的，本专利技术步骤(3)中挤压轮转速为5-10rpm。
9、优选的，本专利技术步骤(3)中挤压模腔预热温度为300-350℃，模孔直径为9.5mm。
10、优选的，本专利技术步骤(4)中冷拉拔4-6道次，总变形量为78-82％。
11、本专利技术的原理：利用气体辅助连续铸挤获得含有纳米级al6fe相的合金杆，利用拉拔增大合金杆横截面的晶界密度以提升强度，最终获得超耐热铝合金导线单丝。
12、本专利技术的有益效果：
13、(1)合金中纳米级的al6fe相利于获得较高的强度；本专利技术在合金熔体的整个凝固过程中都具有较快的冷却速率，在晶界和晶内都会形成纳米级的al6fe相，大量分布均匀的硬颗粒对位错有较强的钉扎作用，强化效果显著。
14、(2)al6fe相优异的高温稳定性可保证单丝的耐热性能；fe在铝中极低的固溶度和扩散系数，使得合金中纳米级al6fe相在300℃/10h热处理后形貌和尺寸无任何变化，完全可满足对超耐热导线280℃/1h的考验。
15、(3)fe在α-al中较低的固溶度利于获得高导电率；气体辅助连续铸挤过程中采用较低的气体压力，利于将fe在α-al中的固溶度控制在0.1％以下，减轻固溶原子对合金导电率的不利影响。
16、(4)本专利技术制备的al-fe合金导线单丝的抗拉强度超过160mpa，20℃时的导电率超过60.1％iacs，同时，280℃/1h热暴露后，抗拉强度残存率可达到91％以上，完全满足现行标准对超耐热铝合金导线单丝的要求。
17、(5)本专利技术以fe代zr，原料成本低；省去长时间的热处理，工艺流程短，且能耗低，加工成本低：因此，本专利技术制备合金单丝的成本远低于现有超耐热铝合金单丝的成本，利于推广应用。
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1.一种低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，气体辅助连续铸挤的具体过程为：熔炼后的金属熔体从位于挤压轮上方已预热好的漏斗中流入挤压轮槽，在惰性气体作用下，熔体紧贴挤压轮轮槽壁铺展开来并开始凝固，凝固中的坯料遇堵头后开始堆积并逐渐转入模腔，最终从模孔挤出，形成合金杆。
3.根据权利要求1所述低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：步骤(3)中漏斗的直径为2-4mm，倒入合金熔体前漏斗需加热到730-750℃。
4.根据权利要求1所述低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：步骤(3)中惰性气体为氮气、氩气等，气体压力为0.10-0.18MPa。
5.根据权利要求1所述低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：步骤(3)中挤压轮的转速为5-10rpm。
6.根据权利要求1所述低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：步骤(3)中挤压模腔预热温度为300-350℃，模孔直径为
7.根据权利要求1所述低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：步骤(4)中冷拉拔4-6道次，总变形量为78-82％。
...【技术特征摘要】
1.一种低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，气体辅助连续铸挤的具体过程为：熔炼后的金属熔体从位于挤压轮上方已预热好的漏斗中流入挤压轮槽，在惰性气体作用下，熔体紧贴挤压轮轮槽壁铺展开来并开始凝固，凝固中的坯料遇堵头后开始堆积并逐渐转入模腔，最终从模孔挤出，形成合金杆。
3.根据权利要求1所述低成本超耐热铝合金导线单丝的制备方法，其特征在于：步骤(3)中漏斗的直径为2-4mm，倒入合金熔体前漏斗需加热到730-750℃。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：尹建成，梁飞龙，刘英莉，孙淑红，钟毅，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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