[发明专利]高强度铝合金线材及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金线材制造技术领域，具体涉及一种用于输电线路上的高强度铝导线材及其制造工艺。

背景技术

以往，我国作为输电线用的电线主要成分是铜。但由于铜价格高，成本高，加上现在技术进步，铝合金导线的应用比例在不断的增加。现在输电线路上用的普通钢芯铝导线、铝包钢芯导线、耐热铝导线和高强铝导线等等。但现有的铝合金线材存在导电率不高、强度不高、不耐热、不同环境中导电率差异大、线耗高等一系列问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度铝合金线材及其制备方法，生产的铝合金线材能满足高强、高导和耐热的要求。

 本发明技术方案如下：

一种高强度铝合金线材，其特征在于含有以下重量百分比的成分：硅0.2-0.3、锌0.55-0.75、钽0.1-0.2、钛0.03-0.05、铁0.12-0.14、镁0.08-0.12、余量为铝。

高强度铝合金线材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）、按硅、锌、钽质量比2：5：1的比例将硅、锌、钽粉末投入炉中熔化，精炼后浇注制取硅锌钽合金块；按钛、铁、镁按质量比3：10：6的比例将钛、铁、镁粉末投入炉中熔化，精炼后浇注制取钛铁镁合金块；

（2）、按原料配方，将铝块加入炉中升温至730-740℃下熔化，然后，再升温至780-790℃下，加入硅锌钽合金块后，充分混合后，再加入钛铁镁合金块及其它合金配料成分，充分混合后，通入精炼剂进行精炼、扒渣；再对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料；

（3）、保温：将步骤1 所得铝液在720-730℃下保温15-20min ；

（4）、连铸连轧成铝合金杆、拉丝机拉制成铝合金单线，控制润滑温度不高于90℃；

（5）、时效热处理，将铝合金单线放入240-250℃热处理炉中，处理时间为3-4h，再以3-4℃/分钟速率升温至290-310℃，保温2-3小时，再在120-130℃热处理炉中，处理时间为4-5小时。

本发明原料中含有Si 能够进一步提高铝合金线材的强度，本发明通过硅、锌、钽的配合，用量的优化，使得在提高强度的同时，不影响导电率。

本发明中稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用；此外，它与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物，故它有一定的除氢、精炼、净化作用；同时，稀土元素化学活性极强，它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，结果导致晶粒细化，有变质的作用。

本发明铝合金导线与现有的铝合金导线相比，同时具有高强度和高导电率，抗拉强度达到215Mpa 以上，导电率可达到60.0％IACS 以上，耐热性能长期运行达到180℃以上的高强度高导电率耐热铝合金导线，可以有效增加导线输电能力。

具体实施方式

一种高强度铝合金线材，含有以下重量百分比的成分：硅0.2-0.3、锌0.55-0.75、钽0.1-0.2、钛0.03-0.05、铁0.12-0.14、镁0.08-0.12、余量为铝。

高强度铝合金线材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）、按硅、锌、钽质量比2：5：1的比例将硅、锌、钽粉末投入炉中熔化，精炼后浇注制取硅锌钽合金块；按钛、铁、镁按质量比3：10：6的比例将钛、铁、镁粉末投入炉中熔化，精炼后浇注制取钛铁镁合金块；

（2）、按原料配方，将铝块加入炉中升温至730-740℃下熔化，然后，再升温至780-790℃下，加入硅锌钽合金块后，充分混合后，再加入钛铁镁合金块及其它合金配料成分，充分混合后，通入精炼剂进行精炼、扒渣；再对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料；检测含量符合要求。

（3）、保温：将步骤1 所得铝液在720-730℃下保温15-20min ；

（4）、连铸连轧成铝合金杆、拉丝机拉制成铝合金单线，控制润滑温度不高于90℃；

（5）、时效热处理，将铝合金单线放入240-250℃热处理炉中，处理时间为3-4h，再以3-4℃/分钟速率升温至290-310℃，保温2-3小时，再在120-130℃热处理炉中，处理时间为4-5小时。

经测试其强度215Mpa，导电率为60.0％ IACS，长期耐热180℃强度残存率为81％，伸长率为3.11％，蠕变率低于0.01％。