[发明专利]一种铝镁硅钪合金丝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，具体是一种铝镁硅钪合金丝的制备方法。

背景技术

目前国内特殊线缆厂家的铝合金丝产品性能要求如下：材料不限制，丝径0.15mm~0.4mm，抗拉强度不小于280MPa，断后伸长率不小于10%，导电率（%IACS）不小于52%。铝镁硅合金是我们常用的6系变形铝合金，具有较好的热变形性能，可热处理强化，具有中等抗拉强度和一定的延伸性。因而多用来挤压成型材，其冷拉拔性能也很好。采用铝镁硅系合金生产此产品，结果断后伸长率不能满足要求，并且现有变形铝合金牌号所提供的材料成分生产出的产品均不能同时满足以上三个指标。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，通过对铝镁硅合金添加稀有金属钪获得了一种铝镁硅钪合金丝，同时满足抗拉强度、伸长率和导电率三个性能指标要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铝镁硅钪合金丝的制备方法，包括以下步骤：①向温度为730~755℃中的铝液中加入硅剂、钪剂和镁剂，搅拌均匀得合金液；②用氮气将精炼剂吹入合金液中精炼处理，精炼剂的添加量为合金液重量的0.2%，氮气的压力为0.05～0.2MPa；③将合金液静置30~60分钟；④向步骤③得到的合金液中加入铝钛硼合金丝进行在线晶粒细化处理，控制合金液中各化学成分重量百分比为：Si 0.3～0.65%、Fe 0.1～0.3%、Mg 0.45～0.9%、Ce 0.15～0.3%、Ti 0.02～0.08%、Sc 0.15~0.3%，余量为Al；在线晶粒细化处理过程中控制合金液的温度为650～730℃；在线晶粒细化处理后再经在线除气和过滤除渣；⑤将步骤④所得合金液进行浇铸，再进入三辊轧机进行连续轧制，轧制成直径为9.4~9.6mm的铝杆；⑥将铝杆经冷拉拔制成直径在0.15-0.4mm的铝合金丝，在140-200℃温度下保温时间6-15小时进行人工时效处理。

优选的，所述步骤⑤中浇铸温度控制在690～730℃，浇铸速度控制在46～60mm/sec；入轧温度控制在460～550℃。

优选的，所述步骤①中的硅剂、钪剂和镁剂分别为铝硅中间合金、铝钪中间合金和镁锭。

优选的：铝硅中间合金中含硅12-20wt%，其余为铝；铝钪中间合金含钪1.5-2.2wt%，其余为铝；镁锭的纯度在99.9%以上。

优选的，所述步骤②中的精炼剂为为KCl、MgCl₂和CaF₂的混合物。

优选的，所述精炼剂的各组分的重量百分比如下：KCl 40%、MgCl₂ 20%、CaF₂ 40%。

本发明的有益效果是：本发明制得的铝合金单丝，比不加钪的普通铝镁硅合金单丝抗拉强度提高10-20%，断后伸长率提高25-30%，导电率略有下降，但均能满足抗拉强度、伸长率和导电率要求，并具有良好的拉制性能，可实现批量生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种铝镁硅钪合金丝的制备方法，包括以下步骤：①向温度为745℃中的铝液中加入硅、钪和镁剂，搅拌25分钟得合金液；②用氮气将精炼剂吹入合金液中精炼处理，精炼剂的添加量为合金液重量的0.2%，氮气的压力为0.06MPa；③将合金液静置35分钟；④向步骤③得到的合金液中加入铝钛硼合金丝进行在线晶粒细化处理，控制合金液中各化学成分重量百分比为：Si 0.33%、Fe 0.27%、Mg 0.53%、Ce 0.26%、Ti 0.024%、Sc 0.2%，余量为Al；在线晶粒细化处理过程中控制合金液的温度为708℃；在线晶粒细化处理后再经在线除气和过滤除渣；⑤将步骤④所得合金液进行浇铸，再进入三辊轧机进行连续轧制，轧制成直径为9.5mm的铝杆；⑥将铝杆经冷拉拔制成直径在0.28mm的铝合金丝，在152℃温度下保温时间8小时进行人工时效处理。

所述步骤①中的硅剂、钪剂和镁剂分别为铝硅中间合金（含硅15wt%）、铝钪中间合金（含钪2wt%）和镁锭（纯度99.9%）。所述精炼剂的各组分的重量百分比如下：KCl 40%、MgCl₂ 20%、CaF₂ 40%。

优选的，所述步骤⑤中浇铸温度控制在708℃，浇铸速度控制在49mm/sec；入轧温度控制在513℃。

本实施例制备的铝镁硅钪合金丝与普通的铝镁硅合金单丝的性能对比如表1：