[发明专利]一种高强高导铝合金单丝及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强高导铝合金单丝及其制备方法。本发明高强高导铝合金单丝，由按质量百分比计的下述成分组成：Mg 0.5‑0.6wt%，Si 0.4‑0.55wt%，Sc 0.01‑0.2wt%，Fe 0.1‑0.15wt%，Cu 0.01‑0.08wt%，RE 0.01‑0.03wt%，B 0.001‑0.005wt%，Cr+Mn+V+Ti≤0.02wt%，其余为Al和不可避免的其它杂质元素，不可避免的杂质元素中每种元素的含量均≤0.005wt%，不可避免的其它杂质元素的总量≤0.02wt%；本发明通过合金组分及工艺的优化，可以使得铝合金单丝的性能满足：抗拉强度≥380MPa、导电率≥54%IACS。

技术领域

本发明涉及架空导线技术领域，具体而言，涉及一种抗拉强度≥380MPa、导电率≥54%IACS的高强高导铝合金单丝及其制备方法。

背景技术

我国已建成世界最长的架空导线输电线路，成为促进国民经济发展的能源主动脉，但是现有长距离、大跨越架空输电线路主要是由普通钢芯铝绞线组成，电能损耗较大。近期我国已提出实现碳达峰、碳中和的时间表，使用节能导线代替普通钢芯铝绞线大幅降低输电线路的电能损耗，成为架空输电领域重要的发展趋势。

我国国标高强度铝合金导线强度315~325MPa、导电率52.5%IACS，节能降耗效果不突出，如果将铝合金线的导电率和强度同时显著提高，绞合后得到高导电高强度铝合金导线，相对于常规钢芯铝绞线的性能优势会十分明显，因此，继续开发更高强度和导电率的合金材料具有重大经济和社会效益。

铝镁硅合金导线的强度和导电率是相互制约的，当提高强度后往往会使导电率明显下降，反之亦然。国内生产铝镁硅合金的工艺路线一般为熔炼→连铸连轧→拉拔→时效处理，合金强度或者导电率的改进主要是通过成分调整和工艺参数优化实现，基本工艺路线没有根本性的变化，一个指标的提升往往是以另一个指标的降低为代价，因此难以实现综合性能的大幅改善，如何较好的兼顾两者的指标成为了当前导电铝合金发展的关键。

尽管国内技术人员通过经验改进已实现合金强度和导电率的改善，例如专利公开号为CN104538116B、CN107841658B、CN106623478B的专利文献，但仍存在进一步提升空间。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高强高导铝合金单丝及其制备方法，能够提高铝合金单丝的综合性能，铝合金单丝的抗拉强度≥380MPa、导电率≥54%IACS。

本发明首先提供一种高强高导铝合金单丝，由按质量百分比计的下述成分组成：Mg 0.5-0.6wt%，Si 0.4-0.55wt%，Sc 0.01-0.2wt%，Fe 0.1-0.15wt%，Cu 0.01-0.08wt%，RE0.01-0.03wt%，B 0.001-0.005wt%，Cr+Mn+V+Ti≤0.02wt%，其余为 Al和不可避免的其它杂质元素，不可避免的杂质元素中每种元素的含量均≤0.005wt%，不可避免的其它杂质元素的总量≤0.02wt%；

所述RE为镧铈混合稀土元素，以Al-RE中间合金的形式加入。

所述的高强高导铝合金单丝抗拉强度≥380MPa、导电率≥54%IACS。

本发明还提供上述高强高导铝合金单丝的制备方法，包括如下步骤：

（1）铝液熔炼：向熔炼炉中加入纯度大于99.7%铝锭，熔炼铝液，加入铝硅合金、铝钪合金、铝稀土合金，加热熔化后搅拌扒渣，将金属镁锭压入铝液内部进行搅拌熔化，对熔化后的铝液充分搅拌均匀，取样进行光谱分析，控制铝液熔体成分在要求的范围内。

（2）炉内精炼：将熔炼炉中的铝液转注至保温炉，加入微量铝硼合金进行硼化处理，进行充分搅拌，调整炉内铝液温度至740~750℃；对炉内铝液进行除气处理，控制铝液中氢含量≤0.3ml/100g。