本發(fā)明涉及導(dǎo)線電纜領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前為了降低導(dǎo)線電纜的成本，或者為了適用更多的使用環(huán)境，需要對(duì)傳統(tǒng)的銅芯電線進(jìn)行改進(jìn)或者替換?，F(xiàn)有技術(shù)中有用鋁合金替代銅合金，這種鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、塑性好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又因其具有良好的導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性及抗熱性，可廣泛應(yīng)用于電工行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,電氣化鐵路向高速、重載方向發(fā)展,對(duì)鋁合金輸電線的各項(xiàng)性能提出了越來越高的要求，其中，其導(dǎo)電性、力學(xué)強(qiáng)度、耐高溫耐腐蝕性均被考量在內(nèi)。因此急需開發(fā)一種新型高性能的合金輸電導(dǎo)線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線及其制備方法，該種鋁合金導(dǎo)線不僅具有高導(dǎo)電率，而且還具備良好的抗拉強(qiáng)度、抗熱震性及耐腐蝕性特點(diǎn)，大大地延長(zhǎng)了合金輸電導(dǎo)線的使用壽命，適宜推廣應(yīng)用。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線，包括以下按重量份計(jì)的原料單質(zhì)：al80-120份、si0.8-2.4份、fe1.6-2.8份、mn0.6-1.4份、mg1.8-3.6份、tm0.7-1.5份、pd1.0-2.0份、gd0.5-1.3份、tb0.3-0.9份和sn0.2-0.6份。

進(jìn)一步地，所述鋁合金導(dǎo)線包括以下按重量份計(jì)的原料單質(zhì)：al100份、si1.6份、fe2.2份、mn1.0份、mg2.7份、tm1.1份、pd1.5份、gd0.9份、tb0.6份和sn0.4份。

上述的一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)按所述重量份配比稱取原料單質(zhì)；

(2)對(duì)原料單質(zhì)進(jìn)行熔制處理：

爐溫640-680℃時(shí)：將原料單質(zhì)al、sn和mg輸送至熔煉爐中熔煉50-60min；

爐溫1210-1380℃時(shí)：將原料單質(zhì)mn、gd和tb輸送至熔煉爐中熔煉30-40min；

爐溫1420-1560℃時(shí)：將原料單質(zhì)si、fe、tm和pd輸送至熔煉爐中熔煉2-3h；

(3)當(dāng)爐溫降至1160-1280℃時(shí)，充分?jǐn)嚢枞垡褐寥矍?，加入精煉劑精?-2h，精煉后進(jìn)行扒渣，得合金熔液；

(4)當(dāng)爐溫降至980-1060℃時(shí)，將合金熔液澆注到預(yù)熱的模具中，制成φ70-90mm合金棒材；

(5)待合金棒材的溫度降至100-200℃時(shí)，對(duì)其進(jìn)行退火處理，得半熔融狀態(tài)的合金體；

(6)將合金體置于線纜擠出機(jī)中進(jìn)行擠出處理，擠出壓力為480-520mpa，擠出溫度為380-420℃，得電線毛料；

(7)將電線毛料通過拉拔機(jī)進(jìn)行多次拉拔處理即可。

進(jìn)一步地，在步驟(2)中，所述原料單質(zhì)是通過氮?dú)饣蛘邭鍤馔扑瓦M(jìn)入熔煉爐內(nèi)的。

進(jìn)一步地，在步驟(2)中，所述爐溫的升溫速率為20-40℃/min。

進(jìn)一步地，在步驟(4)中，所述模具的預(yù)熱溫度為580-620℃。

進(jìn)一步地，在步驟(5)中，所述退火處理是將合金棒材加熱至520-560℃，保溫40-50min。

進(jìn)一步地，在步驟(7)中，所述電線毛料進(jìn)行兩次拉拔處理，第一次拉拔導(dǎo)線直徑為8-12mm，第二次拉拔合金電線直徑為1-3mm，且兩次拉拔操作時(shí)間間隔為15-25s。

本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)線通過將mg的含量控制在1.0％左右，提高了成品鋁合金導(dǎo)線的力學(xué)強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度)，同時(shí)鎂能提高合金的耐腐蝕性能，鎂還能夠與適量硅元素形成硅鎂化合物，進(jìn)一步增加鋁合金的強(qiáng)度，鎂的過多加入會(huì)影響鋁合金的導(dǎo)電率；將fe的含量控制在2.2％左右，提高了成品鋁合金導(dǎo)線的力學(xué)強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度)，同時(shí)還提高了合金導(dǎo)線的抗蠕變性和熱穩(wěn)定性，而過多會(huì)對(duì)鋁合金的導(dǎo)電性能造成影響；將gd的含量控制在0.9％左右，提高了成品鋁合金導(dǎo)線的韌性、耐磨性及加工性能；進(jìn)而使得該種成品的鋁合金導(dǎo)線不僅具有高導(dǎo)電率，而且還具備良好的抗拉強(qiáng)度、抗熱震性及耐腐蝕性特點(diǎn)，大大地延長(zhǎng)了合金輸電導(dǎo)線的使用壽命，適宜推廣應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線，預(yù)備以下原料單質(zhì)待用：al80kg、si0.8kg、fe1.6kg、mn0.6kg、mg1.8kg、tm0.7kg、pd1.0kg、gd0.5kg、tb0.3kg和sn0.2kg。

上述的一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將原料單質(zhì)通過氮?dú)饣蛘邭鍤馔扑瓦M(jìn)入熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔制處理，且熔煉爐的升溫速率為20℃/min：

爐溫640℃時(shí)：將原料單質(zhì)al、sn和mg輸送至熔煉爐中熔煉50min；

爐溫1210℃時(shí)：將原料單質(zhì)mn、gd和tb輸送至熔煉爐中熔煉30min；

爐溫1420℃時(shí)：將原料單質(zhì)si、fe、tm和pd輸送至熔煉爐中熔煉2h；

(2)當(dāng)爐溫降至1160℃時(shí)，充分?jǐn)嚢枞垡褐寥矍?，加入精煉劑精?h，精煉后進(jìn)行扒渣，得合金熔液；

(3)當(dāng)爐溫降至980℃時(shí)，將合金熔液澆注到預(yù)熱溫度為580℃的模具中，制成φ70mm合金棒材；

(4)待合金棒材的溫度降至100℃時(shí)，輸送至馬弗爐中加熱至520℃，保溫40min，完成上述退火處理后便得半熔融狀態(tài)的合金體；

(5)之后將合金體置于線纜擠出機(jī)中進(jìn)行擠出處理，擠出壓力為480mpa，擠出溫度為380℃，得電線毛料；

(6)最后將電線毛料通過拉拔機(jī)進(jìn)行兩次拉拔處理即制得本發(fā)明的高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線，第一次拉拔導(dǎo)線直徑為8mm，第二次拉拔合金電線直徑為1mm，且兩次拉拔操作時(shí)間間隔為15s。

實(shí)施例2

一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線，預(yù)備以下原料單質(zhì)待用：al100kg、si1.6kg、fe2.2kg、mn1.0kg、mg2.7kg、tm1.1kg、pd1.5kg、gd0.9kg、tb0.6kg和sn0.4kg。

上述的一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將原料單質(zhì)通過氮?dú)饣蛘邭鍤馔扑瓦M(jìn)入熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔制處理，且熔煉爐的升溫速率為30℃/min：

爐溫660℃時(shí)：將原料單質(zhì)al、sn和mg輸送至熔煉爐中熔煉55min；

爐溫1300℃時(shí)：將原料單質(zhì)mn、gd和tb輸送至熔煉爐中熔煉35min；

爐溫1490℃時(shí)：將原料單質(zhì)si、fe、tm和pd輸送至熔煉爐中熔煉2.5h；

(2)當(dāng)爐溫降至1220℃時(shí)，充分?jǐn)嚢枞垡褐寥矍?，加入精煉劑精?.5h，精煉后進(jìn)行扒渣，得合金熔液；

(3)當(dāng)爐溫降至1020℃時(shí)，將合金熔液澆注到預(yù)熱溫度為600℃的模具中，制成φ80mm合金棒材；

(4)待合金棒材的溫度降至150℃時(shí)，輸送至馬弗爐中加熱至540℃，保溫45min，完成上述退火處理后便得半熔融狀態(tài)的合金體；

(5)之后將合金體置于線纜擠出機(jī)中進(jìn)行擠出處理，擠出壓力為500mpa，擠出溫度為400℃，得電線毛料；

(6)最后將電線毛料通過拉拔機(jī)進(jìn)行兩次拉拔處理即制得本發(fā)明的高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線，第一次拉拔導(dǎo)線直徑為10mm，第二次拉拔合金電線直徑為2mm，且兩次拉拔操作時(shí)間間隔為20s。

實(shí)施例3

一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線，預(yù)備以下原料單質(zhì)待用：al120kg、si2.4kg、fe2.8kg、mn1.4kg、mg3.6kg、tm1.5kg、pd2.0kg、gd1.3kg、tb0.9kg和sn0.6kg。

上述的一種高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將原料單質(zhì)通過氮?dú)饣蛘邭鍤馔扑瓦M(jìn)入熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔制處理，且熔煉爐的升溫速率為40℃/min：

爐溫680℃時(shí)：將原料單質(zhì)al、sn和mg輸送至熔煉爐中熔煉60min；

爐溫1380℃時(shí)：將原料單質(zhì)mn、gd和tb輸送至熔煉爐中熔煉40min；

爐溫1560℃時(shí)：將原料單質(zhì)si、fe、tm和pd輸送至熔煉爐中熔煉3h；

(2)當(dāng)爐溫降至1280℃時(shí)，充分?jǐn)嚢枞垡褐寥矍?，加入精煉劑精?h，精煉后進(jìn)行扒渣，得合金熔液；

(3)當(dāng)爐溫降至1060℃時(shí)，將合金熔液澆注到預(yù)熱溫度為620℃的模具中，制成φ90mm合金棒材；

(4)待合金棒材的溫度降至200℃時(shí)，輸送至馬弗爐中加熱至560℃，保溫50min，完成上述退火處理后便得半熔融狀態(tài)的合金體；

(5)之后將合金體置于線纜擠出機(jī)中進(jìn)行擠出處理，擠出壓力為520mpa，擠出溫度為420℃，得電線毛料；

(6)最后將電線毛料通過拉拔機(jī)進(jìn)行兩次拉拔處理即制得本發(fā)明的高導(dǎo)電率鋁合金導(dǎo)線，第一次拉拔導(dǎo)線直徑為12mm，第二次拉拔合金電線直徑為3mm，且兩次拉拔操作時(shí)間間隔為25s。

實(shí)施例4

性能檢測(cè)

對(duì)上述實(shí)施例1-3制得鋁合金導(dǎo)線進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見下表1所示；

表1

這里應(yīng)當(dāng)說明，上述的耐腐蝕性能檢測(cè)是將成品的鋁合金導(dǎo)線置于濃度為75％的硫酸中，觀察其隨時(shí)間變化的質(zhì)量損失率并記錄。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。