一种高导电率铝合金导线及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710651429.0 | 申请日 | 2017-08-02 | 公开(公告)号 | CN107236880A | 公开(公告)日 | 2017-10-10 |
| 申请人 | 合肥尚涵装饰工程有限公司; | 发明人 | 俞克波; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高导电率 铝 合金 导线 及其制备方法，涉及导线 电缆 领域，该 铝合金 导线包括以下原料单质：Al、Si、Fe、Mn、Mg、Tm、Pd、Gd、Tb和Sn。其制备方法是先对原料单质进行熔制处理，然后搅拌、溶清、精炼、扒渣，得合金熔液，再对合金熔液进行浇注处理得合金棒材，对合金棒材进行 退火 处理，得半熔融状态的合金体，最后通过对合金体的挤出、 拉拔 制得本发明的铝合金导线；该种铝合金导线不仅具有高导电率，而且还具备良好的 抗拉强度 、抗热震性及耐 腐蚀 性特点，大大地延长了合金输电导线的使用寿命，适宜推广应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高导电率铝合金导线，其特征在于，包括以下按重量份计的原料单质：Al 80- |
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| 说明书全文 | 一种高导电率铝合金导线及其制备方法技术领域背景技术[0002] 目前为了降低导线电缆的成本，或者为了适用更多的使用环境，需要对传统的铜芯电线进行改进或者替换。现有技术中有用铝合金替代铜合金，这种铝合金具有密度小、强度高、塑性好等优点,同时又因其具有良好的导电性能、导热性及抗热性，可广泛应用于电工行业。随着科学技术和社会经济的飞速发展,电气化铁路向高速、重载方向发展,对铝合金输电线的各项性能提出了越来越高的要求，其中，其导电性、力学强度、耐高温耐腐蚀性均被考量在内。因此急需开发一种新型高性能的合金输电导线。 发明内容[0003] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高导电率铝合金导线及其制备方法，该种铝合金导线不仅具有高导电率，而且还具备良好的抗拉强度、抗热震性及耐腐蚀性特点，大大地延长了合金输电导线的使用寿命，适宜推广应用。 [0004] 为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的： [0005] 一种高导电率铝合金导线，包括以下按重量份计的原料单质：Al 80-120份、Si 0.8-2.4份、Fe 1.6-2.8份、Mn 0.6-1.4份、Mg 1.8-3.6份、Tm0.7-1.5份、Pd 1.0-2.0份、Gd 0.5-1.3份、Tb 0.3-0.9份和Sn 0.2-0.6份。 [0006] 进一步地，所述铝合金导线包括以下按重量份计的原料单质：Al 100份、Si 1.6份、Fe 2.2份、Mn 1.0份、Mg 2.7份、Tm 1.1份、Pd 1.5份、Gd 0.9份、Tb 0.6份和Sn 0.4份。 [0007] 上述的一种高导电率铝合金导线的制备方法，按照以下步骤进行： [0008] (1)按所述重量份配比称取原料单质； [0009] (2)对原料单质进行熔制处理： [0010] 炉温640-680℃时：将原料单质Al、Sn和Mg输送至熔炼炉中熔炼50-60min； [0011] 炉温1210-1380℃时：将原料单质Mn、Gd和Tb输送至熔炼炉中熔炼30-40min； [0012] 炉温1420-1560℃时：将原料单质Si、Fe、Tm和Pd输送至熔炼炉中熔炼2-3h； [0013] (3)当炉温降至1160-1280℃时，充分搅拌熔液至熔清，加入精炼剂精炼1-2h，精炼后进行扒渣，得合金熔液； [0014] (4)当炉温降至980-1060℃时，将合金熔液浇注到预热的模具中，制成φ70-90mm合金棒材； [0016] (6)将合金体置于线缆挤出机中进行挤出处理，挤出压力为480-520MPa，挤出温度为380-420℃，得电线毛料； [0018] 进一步地，在步骤(2)中，所述原料单质是通过氮气或者氩气推送进入熔炼炉内的。 [0019] 进一步地，在步骤(2)中，所述炉温的升温速率为20-40℃/min。 [0020] 进一步地，在步骤(4)中，所述模具的预热温度为580-620℃。 [0021] 进一步地，在步骤(5)中，所述退火处理是将合金棒材加热至520-560℃，保温40-50min。 [0022] 进一步地，在步骤(7)中，所述电线毛料进行两次拉拔处理，第一次拉拔导线直径为8-12mm，第二次拉拔合金电线直径为1-3mm，且两次拉拔操作时间间隔为15-25s。 [0023] 本发明具有如下的有益效果：本发明的铝合金导线通过将Mg的含量控制在1.0％左右，提高了成品铝合金导线的力学强度(抗拉强度和屈服强度)，同时镁能提高合金的耐腐蚀性能，镁还能够与适量硅元素形成硅镁化合物，进一步增加铝合金的强度，镁的过多加入会影响铝合金的导电率；将Fe的含量控制在2.2％左右，提高了成品铝合金导线的力学强度(抗拉强度和屈服强度)，同时还提高了合金导线的抗蠕变性和热稳定性，而过多会对铝合金的导电性能造成影响；将Gd的含量控制在0.9％左右，提高了成品铝合金导线的韧性、耐磨性及加工性能；进而使得该种成品的铝合金导线不仅具有高导电率，而且还具备良好的抗拉强度、抗热震性及耐腐蚀性特点，大大地延长了合金输电导线的使用寿命，适宜推广应用。 具体实施方式[0024] 下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0025] 实施例1 [0026] 一种高导电率铝合金导线，预备以下原料单质待用：Al 80kg、Si 0.8kg、Fe 1.6kg、Mn 0.6kg、Mg 1.8kg、Tm 0.7kg、Pd 1.0kg、Gd 0.5kg、Tb 0.3kg和Sn 0.2kg。 [0027] 上述的一种高导电率铝合金导线的制备方法，按照以下步骤进行： [0028] (1)先将原料单质通过氮气或者氩气推送进入熔炼炉内进行熔制处理，且熔炼炉的升温速率为20℃/min： [0029] 炉温640℃时：将原料单质Al、Sn和Mg输送至熔炼炉中熔炼50min； [0030] 炉温1210℃时：将原料单质Mn、Gd和Tb输送至熔炼炉中熔炼30min； [0031] 炉温1420℃时：将原料单质Si、Fe、Tm和Pd输送至熔炼炉中熔炼2h； [0032] (2)当炉温降至1160℃时，充分搅拌熔液至熔清，加入精炼剂精炼1h，精炼后进行扒渣，得合金熔液； [0033] (3)当炉温降至980℃时，将合金熔液浇注到预热温度为580℃的模具中，制成φ70mm合金棒材； [0035] (5)之后将合金体置于线缆挤出机中进行挤出处理，挤出压力为480MPa，挤出温度为380℃，得电线毛料； [0036] (6)最后将电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即制得本发明的高导电率铝合金导线，第一次拉拔导线直径为8mm，第二次拉拔合金电线直径为1mm，且两次拉拔操作时间间隔为15s。 [0037] 实施例2 [0038] 一种高导电率铝合金导线，预备以下原料单质待用：Al 100kg、Si 1.6kg、Fe 2.2kg、Mn 1.0kg、Mg 2.7kg、Tm 1.1kg、Pd 1.5kg、Gd 0.9kg、Tb 0.6kg和Sn 0.4kg。 [0039] 上述的一种高导电率铝合金导线的制备方法，按照以下步骤进行： [0040] (1)先将原料单质通过氮气或者氩气推送进入熔炼炉内进行熔制处理，且熔炼炉的升温速率为30℃/min： [0041] 炉温660℃时：将原料单质Al、Sn和Mg输送至熔炼炉中熔炼55min； [0042] 炉温1300℃时：将原料单质Mn、Gd和Tb输送至熔炼炉中熔炼35min； [0043] 炉温1490℃时：将原料单质Si、Fe、Tm和Pd输送至熔炼炉中熔炼2.5h； [0044] (2)当炉温降至1220℃时，充分搅拌熔液至熔清，加入精炼剂精炼1.5h，精炼后进行扒渣，得合金熔液； [0045] (3)当炉温降至1020℃时，将合金熔液浇注到预热温度为600℃的模具中，制成φ80mm合金棒材； [0046] (4)待合金棒材的温度降至150℃时，输送至马弗炉中加热至540℃，保温45min，完成上述退火处理后便得半熔融状态的合金体； [0047] (5)之后将合金体置于线缆挤出机中进行挤出处理，挤出压力为500MPa，挤出温度为400℃，得电线毛料； [0048] (6)最后将电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即制得本发明的高导电率铝合金导线，第一次拉拔导线直径为10mm，第二次拉拔合金电线直径为2mm，且两次拉拔操作时间间隔为20s。 [0049] 实施例3 [0050] 一种高导电率铝合金导线，预备以下原料单质待用：Al 120kg、Si 2.4kg、Fe 2.8kg、Mn 1.4kg、Mg 3.6kg、Tm 1.5kg、Pd 2.0kg、Gd 1.3kg、Tb 0.9kg和Sn 0.6kg。 [0051] 上述的一种高导电率铝合金导线的制备方法，按照以下步骤进行： [0052] (1)先将原料单质通过氮气或者氩气推送进入熔炼炉内进行熔制处理，且熔炼炉的升温速率为40℃/min： [0053] 炉温680℃时：将原料单质Al、Sn和Mg输送至熔炼炉中熔炼60min； [0054] 炉温1380℃时：将原料单质Mn、Gd和Tb输送至熔炼炉中熔炼40min； [0055] 炉温1560℃时：将原料单质Si、Fe、Tm和Pd输送至熔炼炉中熔炼3h； [0056] (2)当炉温降至1280℃时，充分搅拌熔液至熔清，加入精炼剂精炼2h，精炼后进行扒渣，得合金熔液； [0057] (3)当炉温降至1060℃时，将合金熔液浇注到预热温度为620℃的模具中，制成φ90mm合金棒材； [0058] (4)待合金棒材的温度降至200℃时，输送至马弗炉中加热至560℃，保温50min，完成上述退火处理后便得半熔融状态的合金体； [0059] (5)之后将合金体置于线缆挤出机中进行挤出处理，挤出压力为520MPa，挤出温度为420℃，得电线毛料； [0060] (6)最后将电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即制得本发明的高导电率铝合金导线，第一次拉拔导线直径为12mm，第二次拉拔合金电线直径为3mm，且两次拉拔操作时间间隔为25s。 [0061] 实施例4 [0062] 性能检测 [0063] 对上述实施例1-3制得铝合金导线进行相关性能检测，检测结果见下表1所示； [0064] 表1 [0065] [0067] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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