一種導電率為62%iacs的中強鋁合金單絲及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法，通過加入微量合金化元素Si、Ti、Mg、Ni、La、Be，調整各個成分的含量，并且控制合金中雜質元素含量，并通過熱處理工藝來調整合金的微觀組織，制備得到具有高導電率的中強鋁合金單絲。實驗結果表明，本發(fā)明制備的導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的抗拉強度為252MPa，延伸率為3.51％。
【專利說明】—種導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金【技術領域】，尤其涉及一種導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法。

【背景技術】
[0002]隨著我國經濟建設的快速發(fā)展以及電力需求逐年攀升，如何充分利用現有線路走廊及線路設施，盡可能多輸送電量、降低線損，提高輸電效率已成為電力運行部門必須考慮的問題。
[0003]目前，我國架空輸電線路導線的現狀是以鋼芯鋁絞線為主，若采用增加導線截面積制造大截面鋼芯鋁絞線方式提高輸送容量，必須建造更高強度的桿塔來實現，不僅增加線路走廊面積而且加大建設成本，不符合“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型，新技術，新材料，新工藝”輸電線路建設的指導方針。
[0004]為了解決輸電線路的節(jié)能改造，降低輸電線損，提高線路壽命，采用高導電率的全鋁合金導線替代鋼芯鋁絞線實現輸電線路的節(jié)能降耗是發(fā)展的趨勢之一。但國內高強全鋁合金導線導電率較低，線損較大；而國內中強全鋁合金導線導電率雖比高強全鋁合金導線有所提升，但生產工藝復雜，成本高，產品綜合性能與國外也存在較大差距。
[0005]現有技術中，鋁合金及其制備方法得到了廣泛的報道，例如，申請?zhí)枮?01210076890.5的中國專利文獻報道了一種用于高壓電纜的鋁合金導體及其制備方法，組成及質量百分含量為:鐵0.35% -0.6%、硼0.5% -1%，稀土 0.5%-1.5%，其余為鋁及不可避免的雜質。申請?zhí)枮?01110051346.0的中國專利文獻報道了一種稀土鋁合金導體及其制備方法。所述稀土鋁合金桿含有重量百分比為0.20?0.35%的銅，0.12?0.20%的稀土元素，0.05?0.15%的鐵，0.02?0.10%的硅，其余為鋁以及不可避免的雜質。所述稀土鋁合金導體由原料經過熔煉工藝和連鑄連軋工藝而制成。但是，上述報道了的鋁合金的導電率較低，開發(fā)高導電率O 59.2%IACS)中強鋁合金導體材料及其導線是目前國內全鋁合金導線技術發(fā)展的趨勢和亟待解決的技術難題。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明解決的技術問題在于提供一種導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法，抗拉強度為252MPa，延伸率為3.51%。
[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲，包括以下成分:
Si 0.3 wt % ?0.4 wt % ；
Ti 0.05wt% ?0.09 wt% ；
Mg 0.01 wt % ?0.1wt % ；
Ni 0.02 wt % ?0.1wt % ；
La 0.05 wt % ?0.1 wt% ；
Be 0.02 wt % ?0.1wt % ；
余量為Al和不可避免的雜質。
[0008]優(yōu)選的，包括以下成分:
Si 0.3 wt % ^ 0.36wt % ；
Ti 0.06wt% ?0.08 wt% ；
Mg 0.02 wt% ?0.08wt % ；
Ni 0.03 wt % ?0.08wt % ；
La 0.06 wt % ?0.09 wt% ；
Be 0.03 wt % ?0.07wt % ；
余量為Al和不可避免的雜質。
[0009]優(yōu)選的，包括以下成分:
Si 0.32 wt % ?0.35wt% ；
Ti 0.06wt% ?0.07 wt% ；
Mg 0.03 wt% ?0.07wt % ；
Ni 0.04 wt % ?0.07wt % ；
La 0.08 wt % ?0.09 wt% ；
Be 0.05 wt % ?0.07wt% ；
余量為Al和不可避免的雜質。
[0010]相應的，本發(fā)明還提供一種上述技術方案所述的導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的制備方法，包括以下步驟:
步驟a)將鋁錠熔化后在730?760°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在730?760°C下合金化20?60min，得到混合液；
步驟b)將模具預熱至230?270°C后保溫，將所述混合液澆鑄至模具內制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到高導電率的中強鋁合金單絲。
[0011]優(yōu)選的,步驟a中攪拌時間為8?20min。
[0012]優(yōu)選的，步驟a中合金化溫度為750?760°C。
[0013]優(yōu)選的，步驟a中合金化溫度為750?755°C。
[0014]優(yōu)選的,步驟a中合金化時間為40?60min。
[0015]優(yōu)選的，步驟b中模具的預熱溫度為230?240°C。
[0016]優(yōu)選的，步驟b中保溫時間為5?20min。
[0017]本發(fā)明提供了一種導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲及其制備方法，包括以下步驟:步驟a)將鋁錠熔化后在730?760°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在730?760°C下合金化20?60min，得到混合液；步驟b)將模具預熱至230?270°C后保溫，將所述混合液澆鑄至模具內制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到高導電率的中強鋁合金單絲。與現有技術相比，本發(fā)明通過加入微量合金化元素S1、T1、Mg、N1、La、Be，調整各個成分的含量，并且控制合金中雜質元素含量，并通過熱處理工藝來調整合金的微觀組織，制備得到具有高導電率的中強鋁合金單絲。實驗結果表明，本發(fā)明制備的導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的抗拉強度為252MPa，延伸率為 3.51%0

【具體實施方式】
[0018]為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權利要求的限制。
[0019]本發(fā)明實施例公開了一種導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲，包括以下成分: Si 0.3 wt % ^ 0.4 wt % ；
Ti 0.05wt% "0.09 wt% ；
Mg 0.01 wt% ^ 0.1wt % ；
Ni 0.02 wt% ?0.1wt % ；
La 0.05 wt% ?0.1 wt% ；
Be 0.02 wt% ?0.1wt % ；
余量為Al和不可避免的雜質。
[0020]作為優(yōu)選方案，所述中強鋁合金單絲包括以下成分:
Si 0.3 wt % ^ 0.36wt% ；
Ti 0.06wt% "0.08 wt% ；
Mg 0.02 wt% ^ 0.08wt% ；
Ni 0.03 wt% ?0.08wt% ；
La 0.06 wt% ?0.09 wt% ；
Be 0.03 wt% ?0.07wt% ；
余量為Al和不可避免的雜質。
[0021]更優(yōu)選的，所述中強鋁合金單絲包括以下成分:
Si 0.32 wt % ?0.35wt% ；
Ti 0.06wt% "0.07 wt% ；
Mg 0.03 wt% ^ 0.07wt% ；
Ni 0.04 wt% ?0.07wt% ；
La 0.08 wt% ?0.09 wt% ；
Be 0.05 wt % "0.07wt% ；
余量為Al和不可避免的雜質。
[0022]相應的，本發(fā)明還提供一種上述技術方案所述的導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟a)將鋁錠熔化后在730?760°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在730?760°C下合金化20?60min，得到混合液；
步驟b)將模具預熱至230?270°C后保溫，將所述混合液澆鑄至模具內制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到高導電率的中強鋁合金單絲。
[0023]本發(fā)明通過加入微量合金化元素S1、T1、Mg、N1、La、Be，調整各個成分的含量，并且控制合金中雜質元素含量，并通過熱處理工藝來調整合金的微觀組織，制備得到具有高導電率的中強鋁合金單絲。
[0024]其中，硅是鋁合金的最普通的合金元素之一，硅能提高鋁合金的鑄造性能及焊接流動性，還能使鋁合金有較高的力學性能，由于其在合金中能形成一些化合物，使合金成為可熱處理強化的。隨著Si含量升高，合金的電導率下降。這是由于提高合金中Si含量，鋁基體中游離Si數量增加，Si是半導體，較鋁基體的電阻率高得多，因此Si含量的提高減少鋁基體的有效導電截面積，降低合金的電導率。
[0025]Ti具有細化晶粒、提高鋁合金室溫抗拉強度及改善耐熱性的效果。
[0026]稀土鑭La在鋁合金單絲中起到良好的凈化除雜作用，在加入稀土前雜質多以游離狀態(tài)存在，加入稀土后，稀土與固溶于鋁中的有害雜質形成了穩(wěn)定的金屬間化合物，并在晶界析出，降低了雜質元素在基體中的固溶度，從而提高鋁的導電性。但稀土含量的增加會使母線材料的抗拉強度先升高后降低，為了達到最大的抗拉強度及最良的導電性，將稀土鑭La控制在0.06 wt % ^0.09 wt%之間。
[0027]Be與其他微量元素共同作用，提高了鋁合金單絲的機械性能，且抗腐蝕性好，還保持有很高的導電性。
[0028]在制備導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的過程中，步驟a中攪拌時間優(yōu)選為8?20min，更優(yōu)選為l(Tl8min，更優(yōu)選為14?16min ;合金化溫度優(yōu)選為750?760°C，更優(yōu)選為750?755°C ;合金化時間優(yōu)選為40?60min，更優(yōu)選為50?60min，更優(yōu)選為52?55min。
[0029]步驟b中模具的預熱溫度優(yōu)選為230?240°C，更優(yōu)選為232?238°C，更優(yōu)選為234?236°C ;保溫時間優(yōu)選為5?20min，更優(yōu)選為8?18min，更優(yōu)選為12?16min。。
[0030]為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明提供的技術方案進行詳細說明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0031 ] 本發(fā)明實施例采用的原料和化學試劑均為市購。
[0032]實施例1
本實施例制備的導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的成分如下:
Si 0.35wt% ；
Ti 0.06 wt % ；
Mg 0.05 wt % ;
Ni 0.06wt% ；
La 0.08wt % ；
Be 0.03% ；
余量為Al。
[0033]制備方法如下:
步驟a)將鋁錠熔化后在735°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在735°C下合金化60min,得到混合液；
步驟b )將模具預熱至230 V后保溫20min，將所述混合液澆鑄至模具內制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到中強鋁合金單絲。
[0034]對本實施例制備的中強鋁合金單絲進行性能檢測，結果顯示:導電率為62%IACS(20°C )、抗拉強度為252MPa，延伸率為3.51%。
[0035]實施例2
本實施例制備的導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的成分如下:
Si 0.32wt% ；
Ti 0.09 wt % ；
Mg 0.02 wt % ;
Ni 0.03wt% ；
La 0.09wt % ；
Be 0.05% ；
余量為Al。
[0036]制備方法如下:
步驟a)將鋁錠熔化后在750°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在750°C下合金化60min,得到混合液；
步驟b )將模具預熱至230 V后保溫20min，將所述混合液澆鑄至模具內制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到中強鋁合金單絲。
[0037]對本實施例制備的中強鋁合金單絲進行性能檢測，結果顯示:導電率為62%IACS(20°C )、抗拉強度為252MPa，延伸率為3.52%。
[0038]實施例3
本實施例制備的導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的成分如下:
Si 0.38wt% ；
Ti 0.05 wt % ；
Mg 0.04 wt % ；
Ni 0.07wt% ；
La 0.05wt % ；
Be 0.08% ；
余量為Al。
[0039]制備方法如下:
步驟a)將鋁錠熔化后在740°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在740°C下合金化60min，得到混合液；
步驟b )將模具預熱至240 V后保溫20min，將所述混合液澆鑄至模具內制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿；
步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到中強鋁合金單絲。
[0040]對本實施例制備的中強鋁合金單絲進行性能檢測，結果顯示:導電率為62%IACS(20°C )、抗拉強度為253MPa，延伸率為3.52%。
[0041]以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
[0042]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲，其特征在于，包括以下成分:
Si 0.3 wt % ?0.4 wt % ；
Ti 0.05wt% ?0.09 wt% ；
Mg 0.01 wt % ?0.1wt % ；
Ni 0.02 wt % ?0.1wt % ；
La 0.05 wt % ?0.1 wt% ；
Be 0.02 wt % ?0.1wt % ； 余量為Al和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的中強鋁合金單絲，其特征在于，包括以下成分:
Si 0.3 wt % ^ 0.36wt % ；
Ti 0.06wt% ?0.08 wt% ；
Mg 0.02 wt% ?0.08wt % ；
Ni 0.03 wt % ?0.08wt % ；
La 0.06 wt % ?0.09 wt% ；
Be 0.03 wt % ?0.07wt % ； 余量為Al和不可避免的雜質。
3.根據權利要求2所述的中強鋁合金單絲，其特征在于，包括以下成分:
Si0.32 wt % ?0.35wt% ；
Ti 0.06wt% "0.07 wt% ；
Mg 0.03 wt% ^ 0.07wt% ；
Ni 0.04 wt% ?0.07wt% ；
La 0.08 wt% ?0.09 wt% ；
Be 0.05 wt % "0.07wt% ； 余量為Al和不可避免的雜質。
4.一種權利要求廣3任意一項所述的導電率為62%IACS的中強鋁合金單絲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟a)將鋁錠熔化后在730?760°C下依次加入S1、T1、Mg、N1、La、Be，攪拌后除氫、除渣，在730?760°C下合金化20?60min，得到混合液； 步驟b)將模具預熱至230?270°C后保溫，將所述混合液澆鑄至模具內制得鋁錠，熱擠壓后得到鋁合金桿； 步驟c)將所述鋁合金桿進行拉絲，得到高導電率的中強鋁合金單絲。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟a中攪拌時間為8?20min。
6.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟a中合金化溫度為750?760。。。
7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟a中合金化溫度為750?755。。。
8.如權利要求4所述的制備方法,其特征在于,步驟a中合金化時間為40?60min。
9.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟b中模具的預熱溫度為230?240。。。
10.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟b中保溫時間為5?20min。
【文檔編號】C22C1/02GK104233017SQ201410506750
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2014年9月28日
【發(fā)明者】史宏偉, 劉守明, 韓愛芝 申請人:國網河南省電力公司周口供電公司