技术领域
[0001] 本
发明涉及一种高强高导电率的铝基导线及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
[0002] 近年来，电
力需求不断提高，电力
能源在传输中有更高的要求，建设以高压线路为
基础的
电网备受关注。但是，从资源节约
角度考虑，传统铝线的强度成了最大的阻碍，因此提高输电导线的强度迫不及待。然而铝
合金导体材料的强度和导电率是一对矛盾体，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。
发明内容
[0003] 本发明的目的是公开一种高强高导电率的铝基导线，由以下组成物制得：铝的
质量计为1，钇0.3 0.4%、锗0.2 0.5%、铒0.2 0.4%、
铜0.3 0.5%、镁0.5 0.6%、
硼0.2 0.4%、
硅~ ~ ~ ~ ~ ~0.5 0.8%、
铁0.5 0.8%。
~ ~
[0004] 本发明的另一目的是提供该高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：
[0006] （2）在高于铝熔点的
温度条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温10 15min后~加入镁，再保温10 15min，依次加入打渣剂、精炼剂搅拌2 5min后通入氮气，静置扒渣得到~ ~
铝合金液；
[0007] （3）将步骤（2）所得铝合金液静置，在温度为700 800℃条件下浇注得到铝基材料；~
[0008] （4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为470 510℃的条件下均匀化处理240~ ~600min，温度为500 555℃的条件下固溶处理30 120min，得到
热处理铝基材料；
~ ~
[0009] （5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序
轧制变形得到铝基材料圆杆，再经常温多道次
拉拔得到铝基导线单丝，然后置于温度为170 180℃的条件下时效处理240~ 480min即得高强高导电率的铝基导线；
~
[0010] 所述步骤（2）中打渣剂的加入量为5 10g，精炼剂的加入量为5 10g，打渣剂、精炼~ ~剂均为常规市售产品；
[0011] 所述步骤（5）中多道次顺序轧制变形的入轧温度为500 580℃，出轧温度为350~ ~400℃。
[0012] 本发明的有益效果是：
[0013] （1）本发明方法在铝中加入铒、钇、锗、铜可细化铸态晶粒，减少枝晶间距和位错，组织均匀化，去除其中的杂质元素，提高铝合金的导电率；细化组织、促进形成θ(CuAl2)强化相，提高合金强度；
[0014] （2）本发明先对铝材进行均匀化处理，使合金成分分布均匀，
晶界处的第二相均匀分布到晶粒内部；再进行合适的固溶温度和保温时间，将合金中各相最大化溶入铝基体，形成过饱和
固溶体；最后，进行时效处理，使晶格从长程有序转变为短程有序状态，
电子散射几率减小，从而在一定程度上降低
电阻率；
[0015] （3）本发明所述的高强度铝合金材料制备的铝合金线具有比现有铝合金线更高的
抗拉强度和
导电性能，可达到
钢芯铝绞线的机械性能要求，具有更高的导电性能，可应用于大跨越等输电线路。
具体实施方式
[0016] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0017]
实施例1：本实施例的高强高导电率的铝基导线，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.30%、锗0.50%、铒0.20%、铜0.30%、镁0.60%、硼0.40%、硅0.50%、铁0.80%；
[0018] 一种高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：
[0020] （2）在高于铝熔点的温度（温度为890℃）条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温10min后加入镁，再保温15min，依次加入5g打渣剂、6g精炼剂搅拌2min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；其中铝合金液中Al、Er、Ge、Y、B、Cu、Mg、Fe、Si的质量比为100:0.3:0.5:0.2: 0.3:0.6:0.4:0.5:0.8；
[0021] （3）将步骤（2）所得铝合金液静置10min，在温度为700℃条件下浇注即得铝基材料；
[0022] （4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为480℃的条件下均匀化处理300min，温度为510℃的条件下固溶处理90min得到热处理铝基材料；
[0023] （5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序轧制（入轧530℃，出轧 350℃）变形成为准9.5mm 的铝基材料圆杆，再经过常温多道次拉拔成直径为2mm铝基导线单丝，然后置于温度为180℃的条件下时效处理300min即得高强高导电率的铝基导线；
[0024] 本实施例制备的高强高导电率的铝基导线的性能测试结果如表1所示，从表1可知，导电率为61.5%IACS，抗拉强度为289.65MPa，伸长率为6.2%。
[0025] 实施例2：本实施例的高强高导电率的铝基导线，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.40%、锗0.20%、铒0.40%、铜0.50%、镁0.50%、硼0.20%、硅0.80%、铁0.50%；
[0026] 一种高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：
[0027] （1）将铝锭加热熔化成铝水；
[0028] （2）在高于铝熔点的温度（温度为870℃）条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温12min后加入镁，再保温13min，依次加入7g打渣剂、5g精炼剂搅拌2min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；其中铝合金液中Al、Er、Ge、Y、B、Cu、Mg、Fe、Si的质量比为100:0.4:0.2:0.4: 0.5:0.5:0.2:0.8:0.5；
[0029] （3）将步骤（2）所得铝合金液静置15min，在温度为750℃条件下浇注即得铝基材料；
[0030] （4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为470℃的条件下均匀化处理600min，温度为500℃的条件下固溶处理120min得到热处理铝基材料；
[0031] （5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序轧制（入轧500℃，出轧 350℃）变形成为准9.5mm 的铝基材料圆杆，再经过常温多道次拉拔成直径为2mm铝基导线单丝，然后置于温度为170℃的条件下时效处理480min即得高强高导电率的铝基导线；
[0032] 本实施例制备的高强高导电率的铝基导线的性能测试结果如表1所示，从表1可知，导电率为60.5%IACS，抗拉强度为295.76MPa，伸长率为5.8%。
[0033] 实施例3：本实施例的高强高导电率的铝基导线，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.32%、锗0.30%、铒0.35%、铜0.35%、镁0.55%、硼0.25%、硅0.70%、铁0.70%；
[0034] 一种高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：
[0035] （1）将铝锭加热熔化成铝水；
[0036] （2）在高于铝熔点的温度（温度为860℃）条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温15min后加入镁，再保温10min，依次加入8g打渣剂、7g精炼剂搅拌5min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；其中铝合金液中Al、Er、Ge、Y、B、Cu、Mg、Fe、Si的质量比为100:0.32:0.3:0.35: 0.35:0.55:0.25:0.7:0.7；
[0037] （3）将步骤（2）所得铝合金液静置12min，在温度为780℃条件下浇注即得铝基材料；
[0038] （4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为510℃的条件下均匀化处理240min，温度为555℃的条件下固溶处理30min得到热处理铝基材料；
[0039] （5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序轧制（入轧580℃，出轧400℃）变形成为准9.5mm 的铝基材料圆杆，再经过常温多道次拉拔成直径为2mm铝基导线单丝，然后置于温度为175℃的条件下时效处理360min即得高强高导电率的铝基导线；
[0040] 本实施例制备的高强高导电率的铝基导线的性能测试结果如表1所示，从表1可知，导电率为61.0%IACS，抗拉强度为296.45MPa，伸长率为6.4%。
[0041] 实施例4：本实施例的高强高导电率的铝基导线，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.36%、锗0.45%、铒0.25%、铜0.40%、镁0.55%、硼0.30%、硅0.60%、铁0.75%；
[0042] 一种高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：
[0043] （1）将铝锭加热熔化成铝水；
[0044] （2）在高于铝熔点的温度（温度为870℃）条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温10min后加入镁，再保温10min，依次加入9g打渣剂、10g精炼剂搅拌3min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；其中铝合金液中Al、Er、Ge、Y、B、Cu、Mg、Fe、Si的质量比为100:0.36:0.45:0.25: 0.4:0.55:0.3:0.6:0.75；
[0045] （3）将步骤（2）所得铝合金液静置13min，在温度为770℃条件下浇注即得铝基材料；
[0046] （4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为500℃的条件下均匀化处理400min，温度为540℃的条件下固溶处理40min得到热处理铝基材料；
[0047] （5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序轧制（入轧550℃，出轧 380℃）变形成为准9.5mm 的铝基材料圆杆，再经过常温多道次拉拔成直径为2mm铝基导线单丝，然后置于温度为180℃的条件下时效处理240min即得高强高导电率的铝基导线；
[0048] 本实施例制备的高强高导电率的铝基导线的性能测试结果如表1所示，从表1可知，导电率为60.5%IACS，抗拉强度为296.26MPa，伸长率为6.5%。
[0049] 实施例5：本实施例的高强高导电率的铝基导线，由以下金属元素和非金属元素制得：铝的质量计为1，钇0.38%、锗0.25%、铒0.40%、铜0.45%、镁0.55%、硼0.35%、硅0.80%、铁0.60%；
[0050] 一种高强高导电率的铝基导线的制备方法，具体步骤如下：
[0051] （1）将铝锭加热熔化成铝水；
[0052] （2）在高于铝熔点的温度（温度为880℃）条件下，步骤（1）所得铝水中添加铝锗中间合金、铝铒中间合金、铝钇中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铁、硅并分散均匀，保温10min后加入镁，再保温10min，依次加入10g打渣剂、8g精炼剂搅拌4min后通入氮气，静置扒渣得到铝合金液；其中铝合金液中Al、Er、Ge、Y、B、Cu、Mg、Fe、Si的质量比为100:0.38:0.25:0.4: 0.45:0.55:0.35:0.8:0.6；
[0053] （3）将步骤（2）所得铝合金液静置14min，在温度为800℃条件下浇注即得铝基材料；
[0054] （4）将步骤（3）所得铝基材料依次置于温度为490℃的条件下均匀化处理360min，温度为520℃的条件下固溶处理80min得到热处理铝基材料；
[0055] （5）将步骤（4）所得热处理铝基材料进行多道次顺序轧制（入轧560℃，出轧 370℃）变形成为准9.5mm 的铝基材料圆杆，再经过常温多道次拉拔成直径为2mm铝基导线单丝，然后置于温度为170℃的条件下时效处理480min即得高强高导电率的铝基导线；
[0056] 本实施例制备的高强高导电率的铝基导线的性能测试结果如表1所示，[0057] 表1
[0058]
[0059] 从表1可知，本实施例制备的高强高导电率的铝基导线的导电率为60.2%IACS，抗拉强度为298.18MPa，伸长率为5.7%。
