[发明专利]一种输电杆塔主架结构用铝合金及其制备方法

说明书

一种输电杆塔主架结构用铝合金及其制备方法，本发明涉及铝合金铸造领域，具体涉及一种输电杆塔主架结构用铝合金及其制备方法。本发明是要解决现有铝合金不适用于输电杆塔恶劣的自然环境以及耐腐蚀性能差的问题。铝合金按质量百分比由5.5～6.5％Zn、1.2～1.9％Mg、0.1～0.3％Mn、0.05～0.25％Cu、0.05～0.25％Zr、0.02～0.1％Ti、Fe≤0.25％、Si≤0.15％，余量为Al和其他不可避免的杂质元素组成。方法：一、备料；二、熔炼；三、精炼升温；四、变质处理；五、铸造及双级热处理。本发明用于输电杆塔主架结构用高强度铝合金铸造。

技术领域

本发明涉及铝合金铸造领域，具体涉及一种输电杆塔主架结构用铝合金及其制备方法。

背景技术

目前我国的输电杆塔材料绝大多数为钢材，同时输电杆塔的搭建大多数都在地形条件恶劣的山区，因此，运输难度高，成本居高不下。因此，降低输电杆塔的运输及构件成本是目前急需解决的主要问题。

铝合金是广泛应用的材料，且本身密度低，约为钢铁的1/3，如用于制造输电杆塔，必然会极大程度的降低杆塔本身的成本和运输成本。目前杆塔结构中，主架结构用料占据的绝大多数比例，重量约占杆塔结构重量的80％以上，性能要求为屈服强度超过420MPa，且具备优异的耐腐蚀性能，如能实现铝合金替代输电杆塔主架结构用材，意义非常重大。然而目前现有的部分铝合金虽然强度满足要求，但是面临输电杆塔恶劣的自然环境仍旧难以适应，仍需改善其耐腐蚀性能。热处理是改善铝合金综合性能的一种常用手段，主要方式是改变铝合金的时效析出行为，调整合金析出顺序，使之实现优异的综合性能。

因此，随着铝合金铸造及热处理技术的发展，亟待开发新型高强、耐腐蚀铝合金，用于替代输电杆塔主架结构。

发明内容

本发明是要解决现有铝合金不适用于输电杆塔恶劣的自然环境以及耐腐蚀性能差的问题，而提供一种输电杆塔主架结构用铝合金及其制备方法。

本发明一种输电杆塔主架结构用铝合金按质量百分比由5.5～6.5％Zn、1.2～1.9％Mg、0.1～0.3％Mn、0.05～0.25％Cu、0.05～0.25％Zr、0.02～0.1％Ti、Fe≤0.25％、Si≤0.15％，余量为Al和其他不可避免的杂质元素组成；其他不可避免的杂质元素的总质量不超过合金总质量的0.15％。

本发明一种输电杆塔主架结构用铝合金的制备方法是按以下步骤进行：

一、备料：备料依据的铝合金的配方为：按质量百分比计，5.5～6.5％Zn、1.2～1.9％Mg、0.1～0.3％Mn、0.05～0.25％Cu、0.05～0.25％Zr、0.02～0.1％Ti、Fe≤0.25％、Si≤0.15％，余量为Al和其他不可避免的杂质元素组成；其他不可避免的杂质元素的总质量不超过合金总质量的0.15％；按照铝合金的配方进行配料，分别称取纯铝锭、纯锌锭、阴极铜、纯镁锭、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锆中间合金及铝钛中间合金作为原料；

二、熔炼：将纯铝锭、纯锌锭、阴极铜、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锆中间合金及铝钛中间合金装炉，炉气温度设定为990～1090℃，待全部熔化后将炉温降至在780～800℃，在该温度下进行分次搅拌，第一次搅拌后扒渣，随后将纯镁锭加入，再继续进行搅拌，得到熔体；

三、精炼升温：在温度为780～800℃的条件下对步骤二得到的熔体进行一级精炼，一级精炼后将温度升至820～840℃进行二级精炼，得到双极精炼熔体；

四、变质处理：在温度为820～840℃的条件下对双极精炼熔体进行变质处理，先加入变质剂A，搅拌10～15min后，再快速加入变质剂B，搅拌10～15min后保温3～5h，得到变质后熔体；