一种新型大载流耐热铝合金导线及其制备方法
专利汇可以提供一种新型大载流耐热铝合金导线及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种新型大载流耐热 铝 合金 导线 及其制备方法，所述 铝合金 导线的成分由Se,Ru,Zr,Sc,Ni,Si等元素构成,其在室温下其维氏硬度不小于70HV,室温 抗拉强度 不小于200Mpa,伸长率不小于10%,20℃时导电率不小于58% IACS,连续使用 温度 不低于165℃。所述的方法，通过熔炼、 铸造 、 轧制 、 搅拌摩擦加工 、切片、 叠加 、 挤压 、 拉拔 、 热处理 等步骤处理获得，最终实现具有优良物化性能的产品。本发明采用普通工业级铝锭为原料生产，与现有的技术相比，能获导电率、强度更高，耐热性更好的产品性能，具有较好的发展前景。，下面是一种新型大载流耐热铝合金导线及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种新型大载流耐热铝合金导线，其特征在于：由0.05-0.1wt%Se,0.02-0.3wt%Ru,
0.02-0.3wt%Zr,0.02-0.1wt%Sc,0.02-0.1wt%Ni,0.05-0.1wt%Si,平衡余量为Al的元素成分组成；
在室温下其维氏硬度不小于70HV,抗拉强度不小于200Mpa,伸长率不小于10%,20℃时导电率不小于58%IACS；
在230℃下连续加热1小时后,本铝合金导线的强度残存率不低于85%。
2.根据权利要求1所属的一种新型大载流耐热铝合金导线，其特征在于：在通电工作状态下，本铝合金导线稳定输电的耐热值不低于165℃；
由本铝合金导线采用400/35结构绞制而成的产品的载流量不低于1700A。
3.制备权利要求1所述的一种新型大载流耐热铝合金导线的方法，其特征在于：按如下步骤进行：
步骤1：将工业用铝与Al2(SeO3)3粉末、金属Ru块、Al-Zr中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Si中间合金、金属Ni粉，均匀混合后，装入熔炼炉，加热炉体使物料充分熔化并保温，得到铝合金熔体；随后，将铝合金熔体浇铸成平板铸锭；其中，每300Kg的工业用铝添加：0.28-
0.55kgAl2(SeO3)3粉末、0.06-0.9kg金属Ru块、1.2-18kgAl-Zr中间合金、3-15kgAl-Sc中间合金、0.06-0.3kg金属Ni粉、0.75-1.5kgAl-Si中间合金；
步骤2：将步骤1所得平板铸锭进行均匀化处理后自然冷却，得到均匀化板材；
步骤3：将步骤2所得将均匀化板材，加热到500-550℃，保温30-35分钟后，立即在二辊轧机进行三道次轧制，获得10.0-15.0mm轧制板材；
步骤4：对步骤3所得轧制板材的表面进行搅拌摩擦加工处理，得到搅拌摩擦加工板材；
步骤5：将步骤4所得搅拌摩擦加工板材表面的摩擦加工区域切割下来，得到搅拌摩擦加工片；该搅拌摩擦加工片的厚度为3.0-3.5mm；
步骤6：将步骤5所得厚度为3.0-3.5mm的搅拌摩擦加工片，切割得到摩擦加工圆片；该摩擦加工圆片的直径为150mm-160mm；
步骤7：获取60块以上由步骤6所得搅拌摩擦加工圆片，并清洗干净，对齐后叠放成高度不小于180mm的圆柱体，得到片层柱锭；
步骤8：用夹具固定由步骤7所得片层柱锭，加热到500-550℃后，保温30-35分钟，取出后去除夹具，将片层柱锭放入卧式挤压机的挤压筒内，挤压后得到热挤压杆料；
步骤9：将步骤8所得热挤压杆料，在室温下进行拉拔，得到冷拉拔线材；
步骤10：将步骤9所得冷拉拔线材放入低温时效炉内，在100-250℃条件下保温2-6小时，取出后置于空气中自然冷却，得到成品。
4.根据权利要求3所述的一种新型大载流耐热铝合金导线制备方法，其特征在于具体步骤为：
步骤1:将300Kg工业用铝、0.28-0.55kgAl2(SeO3)3粉末、0.060-0.900kg金属Ru块、
1.200-18.000kgAl-Zr中间合金、3.000-15.000kgAl-Sc中间合金、0.060-0.300kg金属Ni粉、0.750-1.500kgAl-Si中间合金均匀混合后，装入熔炼炉炉膛，加热炉体使物料充分熔化，并将铝合金熔体加热到700-750℃，保温1-1.5小时后，停止加热，得到铝合金熔体；随后，将所有铝合金熔体浇铸成平板铸锭；平板铸锭的数量不少于20块，厚度Z方向为35mm-
40mm,长度X方向为500-510mm,宽度Y方向为250-260mm；
步骤2：将步骤1所得平板铸锭放入加热炉,在500-600℃温度下，进行均匀化保温处理
2-4小时，取出后放置于室温中自然冷却，再利用铣床加工成厚度Z方向为30-35mm,长度X方向为500mm,宽度Y方向为250mm的块体,得到均匀化板材；
步骤3：将步骤2所得将均匀化板材放入加热炉，在500-550℃温度下保温2-3小时后取出,轧制成轧制板材；轧制是在二辊轧机上进行的：沿着均匀化板材的宽度Y方向,分三道次轧制而成，获得的轧制板材的厚度Z方向为12-15mm,长度X方向不小于500mm,宽度Y方向不小于500mm；
步骤4：利用搅拌摩擦焊接设备，对步骤3所得轧制板材的表面进行搅拌摩擦加工处理，得到搅拌摩擦加工板材；搅拌加工区域大于400mm*400mm；
步骤5：将步骤4所得搅拌摩擦加工板材表面处切割，得到厚度为3-3.5mm的搅拌摩擦加工片；
步骤6：从步骤5所得搅拌摩擦加工片的摩擦加工区域中，切割出直径为150mm-160mm的圆片，得到摩擦加工圆片；
步骤7：将60块以上由步骤6所得摩擦加工圆片清洗干净并烘干，对齐后叠放成高度不小于180mm的圆柱体，得到片层柱锭；
步骤8：用夹具固定由步骤7所得片层柱锭放入加热炉，加热到500-550℃后，保温30-35分钟，取出后去除夹具,立即放入卧式挤压机的挤压筒内，经挤压后得到直径16.0mm的热挤压杆料；
步骤9：将步骤8所得热挤压杆料，在室温下进行拉拔，得到冷拉拔线材；
步骤10：将步骤9所得冷拉拔线材放入低温时效炉内，在100-250℃条件下保温2-6小时，取出后置于空气中自然冷却，得到成品。
5.根据权利要求3所述的一种新型大载流耐热铝合金导线制备方法，其特征在于：在步骤1中，工业用铝的纯度为99.7%；Al-Si中间合金的成分为20wt%Si和80wt%Al；Al-Sc中间合金的成分为2wt%Sc和98wt%Al)；Al-Zr中间合金的成分为5wt%Zr和95wt%Al。
6.根据权利要求3或4所述的一种新型大载流耐热铝合金导线制备方法，其特征在于：
在步骤1中，平板铸锭的初始厚度为35-40mm；在步骤3中，轧制方向为沿着均匀化板材的宽度Y方向,进行三道次轧制的厚度变化依次为30.0 35mm→20.0mm→17mm→12 15mm。
~ ~
7.根据权利要求3或4所述的一种新型大载流耐热铝合金导线制备方法，其特征在于：
在步骤4中，采用轴肩宽度为15 20mm,搅拌头高度为4.0 5.0mm的搅拌头;搅拌头压入深度~ ~
4.2-5.2mm,X轴行进速度为5-10mm/分钟,转速500转/分钟,进行多道次搅拌摩擦加工;选择X，Y轴零点位置后，开始沿X轴方向进行第一道次搅拌摩擦加工，每道次搅拌摩擦加工均采用固定Y轴数值，沿X轴方向进行搅拌摩擦加工的方式，沿X轴行进速度为5-10mm/分钟，X轴行进距离400-410mm;第1道次X轴行进完成后，搅拌头升起，回到X值设置为0.0mm,Y值设置为15.0mm的位置，搅拌头重新压入板材，沿X轴方向进行第2道次搅拌摩擦加工,搅拌头沿X方向行进400-410mm后,搅拌头再次升起，回到X值设置为0，Y值设置为30.0mm的位置,重新压入板材,进行第三道次搅拌摩擦加工；依次往返,直至完成27道次搅拌摩擦加工后,搅拌头升起，并回到X值设置为0，Y值设置为0的位置,取下板材,放置于室温下自然冷却,得到搅拌摩擦加工区域尺寸不小于400mm*400mm搅拌摩擦加工板材。
8.根据权利要求4所述的一种新型大载流耐热铝合金导线制备方法，其特征在于：在步骤8中，卧式挤压机的最大输出载荷不小于1800吨。
9.根据权利要求4所述的一种新型大载流耐热铝合金导线制备方法，其特征在于：在步骤8中，通过卧式挤压机获得的热挤压杆料的直径为16.0mm；
在步骤9中，利用连续拉拔机经过6道次，在室温下经过多道次拉拔制备成直径为4.0-
5.0mm的线材，其拉拔过程中的直径变化为16mm→13mm→11mm→9mm→8mm→6mm→4.0~
5.0mm。
一种新型大载流耐热铝合金导线及其制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
0.55kgAl2(SeO3)3粉末、0.06-0.9kg金属Ru块、1.2-18kgAl-Zr中间合金、3-15kgAl-Sc中间合金、0.06-0.3kg金属Ni粉、0.75-1.5kgAl-Si中间合金。
0.1wt%Si,平衡余量为Al的元素成分组成,在室温下其维氏硬度不小于70HV,抗拉强度不小于200Mpa,伸长率不小于10%,20℃时导电率不小于58%IACS。在230℃下连续加热1小时后,本铝合金导线的强度残存率不低于85%。本铝合金导线在通电工作状态下，稳定输电的耐热值不低于165℃,采用400/35结构的本导线产品的载流量不低于1700A。
具体实施方式
0.55kgAl2(SeO3)3粉末、0.06-0.9kg金属Ru块、1.2-18kgAl-Zr中间合金、3-15kgAl-Sc中间合金、0.06-0.3kg金属Ni粉、0.75-1.5kgAl-Si中间合金。
18kgAl-Zr中间合金、3-15kgAl-Sc中间合金、0.06-0.3kg金属Ni粉、0.75-1.5kgAl-Si中间合金均匀混合后，装入熔炼炉炉膛，加热炉体使物料充分熔化，并将铝合金熔体加热到700-
750℃，保温1-1.5小时后，停止加热，得到铝合金熔体。随后，将所有铝合金熔体浇铸成平板铸锭。平板铸锭的数量不少于20块，厚度Z方向为35mm-40mm,长度X方向为500-510mm,宽度Y方向为250-260mm。
~
5-10mm/分钟，X轴行进距离400-410mm。第1道次X轴行进完成后，搅拌头升起，回到X值设置为0.0mm,Y值设置为15.0mm的位置，搅拌头重新压入板材，沿X轴方向进行第2道次搅拌摩擦加工,搅拌头沿X方向行进400-410mm后,搅拌头再次升起，回到X值设置为0，Y值设置为
30.0mm的位置,重新压入板材,进行第三道次搅拌摩擦加工。依次往返,直至完成27道次搅拌摩擦加工后,搅拌头升起，并回到X值设置为0，Y值设置为0的位置,取下板材,放置于室温下自然冷却,得到搅拌摩擦加工区域尺寸不小于400mm*400mm搅拌摩擦加工板材。
5.0mm。
将300Kg工业用铝、0.28kgAl2(SeO3)3粉末、0.06kg金属Ru块、1.2kgAl-Zr中间合金、
3kgAl-Sc中间合金、0.1kg金属Ni粉、0.75kgAl-Si中间合金均匀混合后，装入熔炼炉炉膛，加热炉体使物料充分熔化，并将铝合金熔体加热到750℃，保温1小时后，停止加热，得到铝合金熔体。随后，将所有铝合金熔体浇铸成不少于20块厚度Z方向为35mm-40mm,长度X方向为500-510mm,宽度Y方向为250-260mm的平板铸锭。
10℃/分钟,待测温热电偶显示温度达到500℃后,保温2小时取出第一块板材,并立即在二辊轧机上沿着均匀化板材的宽度Y方向,分三道次轧制成厚度为12mm的轧制板材,轧制后置于室温下自然冷却,三道次轧制的厚度变化分别为30mm-20.0mm-17mm-12mm。轧制完第一块板材后,取出第二块板材,按照与第一块板材相同的轧制工艺,轧制成12mm板材。依次进行,直至将15块步骤3所得均匀化板材全部轧制成12mm轧制板材,待自然冷却后,得到轧制板材。
5.0mm的搅拌头，搅拌头压入深度5.1-5.2mm,X轴行进速度为6mm/分钟,转速500转/分钟,进行多道次搅拌摩擦加工。
10℃/分钟,待测温热电偶显示温度达到500℃后,保温30分钟，取出后拆卸夹具，并立即放置进1800吨卧式挤压机的挤压筒内，在6m/分钟的挤压速度下,挤压得到直径16mm的热挤压杆料,待自然冷却后,得到16mm挤压杆料。
步骤10：对步骤9所得冷拉拔线材进行热时效处理,得到成品：
将步骤9所得冷拉拔线材放置进低温时效炉，设定温度为200℃，升温速率设定为10℃/分钟,待测温热电偶显示温度达到200℃后,保温3小时，取出后置于空气中自然冷却，得到成品。
将300Kg工业用铝、0.5kgAl2(SeO3)3粉末、0.8kg金属Ru块、15kgAl-Zr中间合金、
10kgAl-Sc中间合金、0.2kg金属Ni粉、1.3kgAl-Si中间合金均匀混合后，装入熔炼炉炉膛，加热炉体使物料充分熔化，并将铝合金熔体加热到730℃，保温1.5小时后，停止加热，得到铝合金熔体。随后，将所有铝合金熔体浇铸成不少于20块厚度Z方向为40mm,长度X方向为
510mm,宽度Y方向为260mm的平板铸锭。
10℃/分钟,待测温热电偶显示温度达到550℃后,保温3小时取出第一块板材,并立即在二辊轧机上沿着均匀化板材的宽度Y方向,分三道次轧制成厚度为14mm的轧制板材,轧制后置于室温下自然冷却,三道次轧制的厚度变化分别为35mm→20.0mm→17mm→14mm。轧制完第一块板材后,取出第二块板材,按照与第一块板材相同的轧制工艺,轧制成14mm板材。依次进行,直至将15块步骤3所得均匀化板材全部轧制成14mm轧制板材,待自然冷却后,得到轧制板材。
4.0mm的搅拌头，搅拌头压入深度4.2-4.3mm,X轴行进速度为9mm/分钟,转速500转/分钟,进行多道次搅拌摩擦加工。
10℃/分钟,待测温热电偶显示温度达到550℃后,保温35分钟，取出后拆卸夹具，并立即放入1800吨卧式挤压机的挤压筒内，在9m/分钟的挤压速度下,挤压得到直径16mm的热挤压杆料,待自然冷却后,得到16mm挤压杆料。
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