[发明专利]一种中强高导铝合金单线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金电缆技术领域，具体涉及一种中强高导铝合金单线及其制备方法。

背景技术

随着“西电东送、南北互供、全国联网”的战略部署，输电线路向远距离化、高压化、大容量化发展，因此对于输电导线提出了更高的要求。目前，我国高压、超高压和特高压架空输电线路常用钢芯铝绞线，该种导线的生产和应用技术基本成熟，但其输电线损高、耐腐蚀性能差，载流量低。较常规钢芯铝导线，中强度全铝合金导线具有众多优点：①拉重比大，弧垂性好，投资低；②延伸率高，抗过载能力及疲劳特性好；③高温性能好，强度损失少；④与ACSR相比，水平荷载相当时，垂直荷载减少10%；⑤接续金具简单，施工方便。⑥硬度高、耐损伤；⑦电能损失少；⑧耐腐蚀性能和耐振性能好。因此，在输电线路中使用中强度铝合金导线符合建设“资源节约型，环境友好型”社会的发展要求，具备很好的社会效益，对自然环境的保护、电网建设的经济效益和安全运行有着重要意义。

中强铝合金单线主要有两中：非热处理型中强度铝合金单线和热处理型中强度铝合金单线。尽管国内近些年对中强铝合金单线有大量研究和重视，与国外相比，在加工工艺和合金化上仍有很大差距。国内主要针对热处理型中强度铝合金单线进行了很多研究，合金开发主要还是Al-Mg-Si-X系的热处理型。

经检索，公开号为104805321A的中国发明专利，该发明涉及一种中强高导铝合金单线及其制备方法，其中：“该单线由下列重量百分比的元素组成: 铁Fe为0.3~0.5%，镁Mg 为0.2~0.3%，硅Si 为0.1~0.2%，混合稀土为0.03~0.5%，铍Be 为0.08~0.12%其余为铝。”该单线的制备方法为：“配制原材料放入熔炼炉中、升温、搅拌、除气熔炼、除渣、连铸连轧成铝合金杆材、拉丝机拉制成铝合金单线。” 该铝合金单线的抗拉强度达到240-255MPa，导电率可达到59.2%IACS以上，伸长率达到2.0%-3.5%。该专利的缺点是铍的毒性、脆性、价格昂贵等限制了含铍的铝合金线的生产和应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种抗拉强度高、电导率高的中强高导铝合金单线及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种中强高导铝合金单线，所述的中强高导铝合金单线的组分按照质量百分比为：镁Mg为0.30~0.50%，硅Si为0.30~0.60%，混合稀土RE为0.10~0.30%，铒Er为0.05~0.30%，锶Sr为0.01~0.05%，硼B为0.06~0.10%，钛、钒、铬、锰杂质元素总和小于0.01%其他杂质元素含量≤0.10%；其余为铝。

2、如权利要求1所述的一种中强高导铝合金单线，其特征在于：所述的混合稀土RE由下列元素组成：Ce:30~40%；La:60~70%。

3、一种中强高导铝合金单线的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将预热的重熔纯铝锭放入电阻炉内，加热使其熔化，并在720-750℃之间保温；

步骤二：加入预热好的纯镁和Al-Si中间合金，搅拌不低于10min；随后加入预热好的Al-B中间合金，搅拌不低于10min，并扒去浮渣；然后依次加入预热好的Al-RE、Al-Er和Al-Sr中间合金，搅拌时间不低于20min；

步骤三：将炉内温度降温至720℃，对熔体精炼3~5min；

步骤四：静置10min，除去熔体表面的氧化物，对熔体施加脉冲电流，之后浇铸制成铸棒；

步骤五：将步骤四种制得的铸棒均匀化处理，然后用立式挤压机对均匀化态的铸棒进行挤压，所述的挤压机的温度设置为400~440℃，制成合金棒材；

步骤六：用拉丝机将合金棒材拉制成直径为3.55mm的铝合金线，然后将铝合金线进行时效处理。

所述的步骤二中添加的Al-Si、Al-B、Al-RE、Al-Er和Al-Sr中间合金分别为Al-20Si、Al-3B 、Al-10RE、Al-6Er和Al-5Sr中间合金。

所述的步骤四中脉冲电流的参数设置为电压200-300V，频率10-15Hz。

所述的步骤五中的均匀化处理工艺为550℃下保温7-10h。

所述的步骤六中时效处理工艺为175~200℃下保温5~9h。