CN103820685A - 导电率60%iacs中强度铝合金线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导电率60%IACS中强度铝合金线及其制造方法，属于合金制造技术领域。合金元素重量百分比计配方比例：铁0.16%-0.22%，硅0.24%-0.30%，镁0.40%-0.48%，硼0.01%-0.02%，稀土元素0.08%-0.15%，其余为铝。其经过材料选择、铝液熔炼、铝液成分调整、净化处理、扒渣、保温静置、除气处理、保温过滤、浇铸结晶、铝杆轧制、拉拔、时效等工艺处理得到产品导电率≥60%IACS，抗拉强度≥230MPa的中强度铝合金线。利用该铝合金生产的电线电缆，可继续使用传统的施工工艺架设；在线路运行过程中，降低线路损耗，节省施工费用，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电率60%IACS中强度铝合金线及其制造方法，具体地说是一种涉及中强度高导电率铝合金电导体及其制造技术，属于合金制造技术领域。
背景技术
铝合金导线的开发、应用已有80多年的历史。自从1898年美国正式使用纯铝线做架空绞线和1921年出现Aldrey铝合金以来，铝作为导体在电气工业中被大量应用。世界上日本、法国、澳大利亚等都在大量开发应用中强度铝合金线，其多半为非热处理型铝合金，主要优点是生产工艺简便，成本低，导电率较好（58.5-59%IACS），强度为240~255MPa。延伸率1.5~3.0%。近年来我国在电力建设中贯彻采用“两型三新”产品与技术，中强度全铝合金绞线得以应用。但目前我国大量使用的中强度铝合金线种LHA3，铝合金导电率分别为58.5%IACS，强度在230~250MPa。
中国专利CN102041418A公布了一种制造57%导电率的中强度铝合金线方法，尽管强度大于245MPa，但其导电率仅为57% IACS。与普通硬铝61% IACS有较大的差距，若在线路中推广应用，势必导致输电线路较大的电能损耗。
中国专利CN201110030978.9公布了一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，引入0.02~0.04%铜元素，限制导电率的进一步提升；工艺处理中热处理温度较高200~220℃，需要较大的能耗。
发明内容
本发明的目的在于开发一种能导电率60%IACS以上、工艺宽容性更好的中强度铝合金线；本发明的另一目的是提供该铝合金线的制备方法。
按照本发明提供的技术方案，一种导电率60%IACS中强度铝合金线，按重量百分比计配方比例如下：铁0.16%-0.22%，硅0.24%-0.30%，镁0.40%-0.48%，硼0.01%-0.02%，稀土元素0.08%-0.15%，其余为铝。
所述铝合金线直径≥4.0mm，抗拉强度≥230MPa；4.0＞直径≥3.0mm，抗拉强度≥240MPa；单线直径＜3.0mm，抗拉强度≥250MPa；导电率≥60%IACS；延伸率≥3.5%。
所述稀土元素主要为铈和镧，其中铈0.036%-0.085%，镧0.023%-0.052%,其量为其它混合稀土元素。
导电率60%IACS中强度铝合金线，步骤如下：
（1）材料选择：按重量百分比计：
a、铝锭：由铝锭熔炼而成的铝液中保证Si≤0.16%；Fe≤0.22%；Cu≤0.01%；Ti+Mn+Cr+V≤0.02%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
b、铝铁合金：Fe 5%；Si≤0.2%；Cu≤0.1%；Ti+Mn+Cr+V≤0.1%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
c、铝硅合金：Si 10%；Fe≤0.2%；Cu≤0.1%；Ti+Mn+Cr+V≤0.1%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
d、铝硼合金：B 3%；Si≤0.2%；Fe≤0.4%；Cu≤0.1%；其他余每钟杂质含量≤0.03%；其余为铝；
e、稀土铝合金：Re 10%；Si≤0.2%；Fe≤0.25%；Cu≤0.01%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；其中稀土合金为富铈稀土，稀土元素含量中 Ce≥45%，La≥20%；
f、镁锭：Si≤0.005%；Fe≤0.004%；Cu≤0.003%；Ti+Mn+Cr+V≤0.02%；其它杂质含量≤0.03%；其余为镁；
（2）铝液熔炼：按重量份计：取步骤（1）选择的铝锭95.5-96.5份、铝铁合金0.06-0.15份、铝硅合金1.25-1.54份、稀土铝合金0.7-1.54份，均匀加入熔铝炉中进行熔化；铝硼合金0.35%-0.45%，从熔铝炉至保温炉淌槽内连续均匀加入；
铝液熔化结束，将保温炉中的铝液温度控制在730-750℃，当铝液温度稳定730-750℃时加镁锭0.41-0.50份；
（3）铝液成分调整：按重量百分比计：用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制：铁0.16%-0.22%，硅0.24%-0.30%，镁0.40%-0.48%，硼0.01%-0.02%，稀土元素0.08%-0.15%，其余为铝；
（4）净化处理：将步骤（3）所得铝液温度升温至730-750℃、立即对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体，用不锈钢管往保温炉底部铝液中吹入用量为炉料总量0.1-0.5%的精炼剂，控制氮气流量,让铝液微微沸腾为度；所述氮气流速为0.7-1m3/h，充氮气时间为5-10min；
（5）扒渣：铝液进行净化处理结束后，控制温度在720-750℃，静置5-10min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
（6）保温静置：在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为730-750℃，时间≥20min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
（7）除气处理：铝液从保温炉经淌槽进入除气箱，除气箱传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
（8）保温过滤：步骤（7）所得铝液从除气箱中流出，经淌槽进入保温过滤装置，铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30μm以上渣核；
（9）浇铸结晶：铝液流入结晶轮启动连轧机进行水平浇铸，浇铸温度为690-710℃，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮浇铸再冷却成铝合金锭；
（10）铝杆轧制：步骤（9）铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器，将铝合金锭的进轧温度控制在480-530℃的范围内；铝合金杆的出轧温度在300℃以上，轧制成型的铝合金杆要立即进行淬火处理；
（11）铝杆处理：
a、绕杆收线：对轧制后的铝杆通过绕杆装置绕杆收线；
b、强化处理：对其进行时效处理轧制的铝合金杆进行热强化处理，温度控制在150-180℃，时效时间4-6小时取出；
c、铝线拉拨：将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，延伸率控制在1.2-1.32之间，根据不同的线径进行合理配模；
d、时效处理：拉制的铝合金线进行时效强化，时效温度160-190℃，时效时间5-8小时，即得到产品导电率60%IACS中强度铝合金线。
所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
步骤（4）所述精炼剂配方按重量份计如下：18-22份的氟化钙、32-36份的氯化钾、8-12份的六氯甲烷、5-6份的氟硼酸钾、12-16份的氟化镁、10-15份的木炭粉混合而成。
步骤（8）所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
步骤（2）中，当铝锭的熔炼结束时，铝硼合金仍未溶解完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌。
步骤（2）中，加入镁锭时，将镁锭应切割成小块，分4-8批放入钟罩中，在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入铝液中，然后前后左右做“米”字型移动，直至镁锭小块完全熔化。分批加镁锭时要注意保温炉内各位置加镁量的均匀，同时还要注意钟罩不要拖着炉底移动、要在稍高炉底铝液处移动，以防拖坏炉底，更不能在铝液的上部移动以防镁锭烧损。
本申请所述的其余杂质是指在铝锭、铝铁中间合金、铝硅中间合金、铝硼中间合金、铝镱稀土中间合金及镁锭中不可避免的杂质。
本发明的铝合金线添加为富铈稀土，可以细化晶粒，提高抗拉强度，改善铝合金线的导电性能，可制得直径≥4.0mm，抗拉强度≥230MPa；4.0＞直径≥3.0mm，抗拉强度≥240MPa；单线直径＜3.0mm，抗拉强度≥250MPa，导电率≥60%IACS，延伸率≥3.5%的中强度铝合金线。
将铝合金锭的进轧温度控制在480-530℃的范围内，确保各合金元素的在铝中具有较高的溶解度。
轧制成型的铝合金杆要立即进行淬火处理，提高各元素在铝中的固溶度。
本发明的有益效果：本发明与现有技术相比，在控制铁、硅、镁合金元素的基础上，添加稀土元素优化，可细化晶粒，减少二次枝晶间距，同时可减少铝合金的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化；稀土元加入的可促进Mg5Si6、Mg2Si等合金强化相的析出，能进一步提高合金的强度和导电性能。
本发明生产工艺中经过硼化、精炼，时效等工艺处理，可制得直径≥4.0mm，抗拉强度≥230MPa；4.0＞直径≥3.0mm，抗拉强度≥240MPa；单线直径＜3.0mm，抗拉强度≥250MPa，导电率≥60%IACS，延伸率≥3.5%的中强度铝合金线。利用该铝合金生产的电线电缆，可继续使用传统的施工工艺架设；在线路运行过程中，降低线路损耗，节省施工费用，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
图2 本发明设备图。
1、淌槽；2、保温炉；3、熔铝炉；4、除气箱；5、保温过滤箱；6、结晶轮；7、中频加热器；8、轧机；9、绕杆装置。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种导电率60%IACS中强度铝合金线，按重量百分比计配方比例如下：铁0.16%，硅0.24%，镁0.40%，硼0.01%，稀土元素0.08%，其余为铝。
所述稀土元素主要为铈和镧，其中铈0.036%-0.085%，镧0.023%-0.052%,其量为其它混合稀土元素。
导电率60%IACS中强度铝合金线，步骤如下：
（1）材料选择：按重量百分比计：
a、铝锭：选用7吨牌号Al99.60的铝锭，Si-0.14%；Fe 0.18%；Cu 0.009%； Ti+Mn+Cr+V≤0.02%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
b、铝铁合金：铝铁合金10kg，Fe 5%；Si 0.17%；Cu 0.006%；Ti+Mn+Cr+V 0.025%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
c、铝硅合金：铝硅合金105kg，Si 10%；Fe 0.18%；Cu 0.004%；Ti+Mn+Cr+V 0.054%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
d、铝硼合金：铝硼合金30kg，B 3%；Si 0.16%；Fe 0.22%；Cu 0.01%；其他余每钟杂质含量≤0.03%；其余为铝；
e、稀土铝合金：Re 10%（Ce-5.2%、La-3.8%、Pr-0. 5%、0.52%为其它混合稀土）；Si 0.14%；Fe 0.22%；Cu 0.006%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；其中稀土合金为富铈稀土，稀土元素含量中 Ce≥45%，La≥20%；
f、镁锭：牌号Mg99.95镁锭33kg，Si 0.0007%；Fe 0.0015%；Cu 0.002%；Ti+Mn+Cr+V 0.0001%；其它杂质含量≤0.03%；其余为镁；
（2）铝液熔炼：取步骤（1）选择的铝锭、铝铁合金、铝硅合金、稀土铝合金，均匀加入熔铝炉（3）中进行熔化；铝硼合金从熔铝炉（3）至保温炉（2）的淌槽（1）内连续均匀加入；
当铝锭的熔炼结束时，铝硼合金仍未溶解完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌；
铝液熔化结束，将保温炉中的铝液温度控制在735℃，当铝液温度稳定735℃时加镁锭33kg；将镁锭分4批放入钟罩中，镁锭应切割成小块，在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入铝液中，然后前后左右做“米”字型移动，直至镁锭小块完全熔化；分批加镁时要注意保温炉内各位置加镁量的均匀，同时还要注意钟罩不要拖着炉底移动、要在稍高炉底铝液处移动，以防拖坏炉底，更不能在铝液的上部移动以防镁锭烧损。
（3）铝液成分调整：按重量百分比计：用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制；从保温炉中部进行取样，进行铝钱分析：Fe 0.187%，Si 0.291%，Mg 0.452%，B 0.017%，Re 0.148%，Ti+Mn+Cr+V 0.023%，其它杂质含量≤0.03%，其余为铝，满足导电率60% IACS中强度铝合金线组分要求。
（4）净化处理：将步骤（3）所得铝液温度升温至740℃、立即对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体，用不锈钢管往保温炉底部铝液中吹入用量为炉料总量12kg的精炼剂，控制氮气流量,让铝液微微沸腾为度；所述氮气流速为0.7m3/h，充氮气时间为10min；
（5）扒渣：铝液进行净化处理结束后，控制温度在750℃，静置10min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
（6）保温静置：在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为745℃，时间25min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
（7）除气处理：铝液从保温炉经淌槽进入除气箱（4），除气箱（4）传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
（8）保温过滤：步骤（7）所得铝液从除气箱（4）中流出，经淌槽进入保温过滤箱（5），铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30μm以上渣核；
（9）浇铸结晶：铝液流入结晶轮（6）启动连轧机（8）进行水平浇铸，浇铸温度为690-710℃，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮（6）浇铸再冷却成铝合金锭；
（10）铝杆轧制：步骤（9）铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器（7），将铝合金锭的进轧温度控制在510℃；铝合金杆的出轧温度在360℃，轧制成型的铝合金杆要立即进行淬火处理；
（11）铝杆处理：
a、绕杆收线：对轧制后的铝杆通过绕杆装置（9）绕杆收线；
b、强化处理：对其进行时效处理轧制的铝合金杆进行热强化处理，温度控制在150℃，时效时间6小时取出；铝杆强度达到200MPa，导电率为56.7%IACS。
c、铝线拉拨：将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，在拉丝机上将起成直径为2.50mm、3.22mm和4.53mm的铝合金单线，拉制配模的延伸率控制在1.2-1.3之间。
d、时效处理：拉制的铝合金线进行时效强化，时效温度160℃，时效时间8小时，即得到产品导电率60%IACS中强度铝合金线。
所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
步骤（4）所述精炼剂配方按重量份计如下：18份的氟化钙、32份的氯化钾、8份的六氯甲烷、5份的氟硼酸钾、12份的氟化镁、10份的木炭粉混合而成。
步骤（8）所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
经检测铝合金线性能：直径2.50mm单线：单线强度258~275MPa，导电率60.81~ 61.11% IACS，伸长率6-8%；直径3.22mm单线：单线强度245~263MPa，导电率60.76~ 61.01% IACS，伸长率6.4-7.6%；直径4.53mm单线：单线强度237~253MPa，导电率60.62~ 60.95% IACS，伸长率6-8%。
实施例2
一种导电率60%IACS中强度铝合金线，按重量百分比计配方比例如下：铁0.22%，硅0.30%，镁0.48%，硼0.02%，稀土元素0.15%，其余为铝。
所述稀土元素主要为铈和镧，其中铈0.036%-0.085%，镧0.023%-0.052%,其量为其它混合稀土元素。
导电率60%IACS中强度铝合金线，步骤如下：
（1）材料选择：按重量百分比计：
a、铝锭：7吨牌号Al99.70的铝锭，由铝锭熔炼而成的铝液中保证Si 0.08%；Fe 0.15%；Cu 0.002%；Ti+Mn+Cr+V 0.015%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
b、铝铁合金：铝铁合金5kg，Fe 5%；Si 0.17%；Cu 0.006%；Ti+Mn+Cr+V 0.023%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
c、铝硅合金：铝硅合金105kg，Si 10%；Fe 0.17%；Cu 0.004%；Ti+Mn+Cr+V 0.045%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
d、铝硼合金：铝硼合金30kg，B 3%；Si 0.16%；Fe 0.22%；Cu 0.01%；其他余每钟杂质含量≤0.03%；其余为铝；
e、稀土铝合金：稀土合金62kg，Re 10%（Ce 5.2%、La 3.8%、Pr 0. 5%、0.52%为其它混合稀土）；Si 0.0007%；Fe 0.0015%；Cu 0.002%；Ti+Mn+Cr+V 0.0001%其余为铝；其中稀土合金为富铈稀土，稀土元素含量中 Ce≥45%，La≥20%；
f、镁锭：牌号Mg99.95镁锭30kg，Si≤0.005%；Fe≤0.004%；Cu≤0.003%；Ti+Mn+Cr+V≤0.02%；其它杂质含量≤0.03%；其余为镁；
（2）铝液熔炼：取步骤（1）选择的铝锭、铝铁合金、铝硅合金、稀土铝合金，均匀加入熔铝炉（3）中进行熔化；铝硼合金从熔铝炉（3）至保温炉（2）的淌槽（1）内连续均匀加入；
当铝锭的熔炼结束时，铝硼合金仍未溶解完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌；
铝液熔化结束，将保温炉中的铝液温度控制在735℃，当铝液温度稳定735℃时加镁锭30kg；将镁锭分5批放入钟罩中，镁锭应切割成小块，在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入铝液中，然后前后左右做“米”字型移动，直至镁锭小块完全熔化；分批加镁时要注意保温炉内各位置加镁量的均匀，同时还要注意钟罩不要拖着炉底移动、要在稍高炉底铝液处移动，以防拖坏炉底，更不能在铝液的上部移动以防镁锭烧损。
（3）铝液成分调整：按重量百分比计：用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制；进行铝钱分析：Fe-0.213%，Si-0.292%，Mg-0.476%，B-0.018%，Re-0.0142%，Ti+Mn+Cr+V-0.0181%，其它杂质含量≤0.03%，其余为铝。满足导电率60%IACS中强度铝合金线组分要求。
（4）净化处理：将步骤（3）所得铝液温度升温至740℃、立即对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体，用为载体用直径18mm的不锈钢管往保温炉（2）底部铝液中吹入用量为12kg的精炼剂，控制氮气流量，让铝液微微沸腾为度；所述氮气流速为1m3/h，充氮气时间为5min；
（5）扒渣：铝液进行净化处理结束后，控制温度在750℃，静置10min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
（6）保温静置：在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为750℃，时间25min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
（7）除气处理：铝液从保温炉（2）经淌槽（1）进入除气箱（4），除气箱（4）传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
（8）保温过滤：步骤（7）所得铝液从除气箱（4）中流出，经淌槽进入保温过滤箱（5），铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30μm以上渣核；
（9）浇铸结晶：铝液流入结晶轮（6）启动轧机（8）进行水平浇铸，浇铸温度为700℃，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮浇铸再冷却成铝合金锭；
（10）铝杆轧制：步骤（9）铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器，将铝合金锭的进轧温度控制在510℃的范围内；铝合金杆的出轧温度在360℃，轧制成型的铝合金杆要立即进行淬火处理；
（11）铝杆处理：
a、绕杆收线：对轧制后的铝杆通过绕杆装置（9）绕杆收线；
b、强化处理：对其进行时效处理轧制的铝合金杆进行热强化处理，温度控制在178℃，时效时间4小时取出；铝杆强度达到196MPa，导电率为57.6%IACS。
c、铝线拉拨：将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，在拉丝机上将起成直径为2.50mm、3.22mm和4.53mm的铝合金单线，拉制配模的延伸率控制在1.2-1.3之间。
d、时效处理：拉制的铝合金线进行时效强化，时效温度187℃，时效时间5小时，即得到产品导电率60%IACS中强度铝合金线。
所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
步骤（4）所述精炼剂配方按重量份计如下： 22份的氟化钙、36份的氯化钾、12份的六氯甲烷、6份的氟硼酸钾、16份的氟化镁、15份的木炭粉混合而成。
步骤（8）所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
经检测铝合金线性能：直径2.50mm单线：单线强度252~265MPa，导电率60.93~ 61.22% IACS，伸长率5.6-7.2%；直径3.22mm单线：单线强度242~256MPa，导电率60.96~ 61.24% IACS，伸长率5.4-7.2%；直径4.53mm单线：单线强度233~245MPa，导电率61.18~ 61.35% IACS，伸长率5.0-6.8%。
实施例3
一种导电率60%IACS中强度铝合金线，按重量百分比计配方比例如下：铁0.19%，硅0.27%，镁0.44%，硼0.015%，稀土元素0.1%，其余为铝。
所述稀土元素主要为铈和镧，其中铈0.036%-0.085%，镧0.023%-0.052%,其余其它稀土元素。
导电率60%IACS中强度铝合金线，步骤如下：
（1）材料选择：按重量百分比计：
a、铝锭：由铝锭熔炼而成的铝液中保证Si≤0.16%；Fe≤0.22%；Cu≤0.01%；Ti+Mn+Cr+V≤0.02%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
b、铝铁合金：Fe 5%；Si≤0.2%；Cu≤0.1%；Ti+Mn+Cr+V≤0.1%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
c、铝硅合金：Si 10%；Fe≤0.2%；Cu≤0.1%；Ti+Mn+Cr+V≤0.1%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
d、铝硼合金：B 3%；Si≤0.2%；Fe≤0.4%；Cu≤0.1%；其他余每钟杂质含量≤0.03%；其余为铝；
e、稀土铝合金：Re 10%；Si≤0.2%；Fe≤0.25%；Cu≤0.01%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；其中稀土合金为富铈稀土，稀土元素含量中 Ce≥45%，La≥20%；
f、镁锭：Si≤0.005%；Fe≤0.004%；Cu≤0.003%；Ti+Mn+Cr+V≤0.02%；其它杂质含量≤0.03%；其余为镁；
（2）铝液熔炼：按重量份计：取步骤（1）选择的铝锭96份、铝铁合金0.1份、铝硅合金1.4份、稀土铝合金1.3份，均匀加入熔铝炉中进行熔化；铝硼合金0.4份从熔铝炉至保温炉淌槽内连续均匀加入；
当铝锭的熔炼结束时，铝硼合金仍未溶解完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌；
铝液熔化结束，将保温炉中的铝液温度控制在740℃，当铝液温度稳定745℃时加镁锭0.48份；将镁锭分8批放入钟罩中，镁锭应切割成小块，在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入铝液中，然后前后左右做“米”字型移动，直至镁锭小块完全熔化；分批加镁时要注意保温炉内各位置加镁量的均匀，同时还要注意钟罩不要拖着炉底移动、要在稍高炉底铝液处移动，以防拖坏炉底，更不能在铝液的上部移动以防镁锭烧损。
（3）铝液成分调整：按重量百分比计：用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制：铁0.181%，硅0.273%，镁0.441%，硼0.0152%，稀土元素0.115%，其余为铝；
（4）净化处理：将步骤（3）所得铝液温度升温至740℃、立即对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体，用不锈钢管往保温炉底部铝液中吹入用量为炉料总量0.4%的精炼剂，控制氮气流量,让铝液微微沸腾为度；所述氮气流速为0.85m3/h，充氮气时间为8min；
（5）扒渣：铝液进行净化处理结束后，控制温度在740℃，静置8min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
（6）保温静置：在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为750℃，时间≥20min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
（7）除气处理：铝液从保温炉经淌槽进入除气箱，除气箱传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
（8）保温过滤：步骤（7）所得铝液从除气箱中流出，经淌槽进入保温过滤装置，铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30μm以上渣核；
（9）浇铸结晶：铝液流入结晶轮启动连轧机进行水平浇铸，浇铸温度为710℃，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮浇铸再冷却成铝合金锭；
（10）铝杆轧制：步骤（9）铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器，将铝合金锭的进轧温度控制在510℃的范围内；铝合金杆的出轧温度在300℃以上，轧制成型的铝合金杆要立即进行淬火处理；
（11）铝杆处理：
a、绕杆收线：对轧制后的铝杆通过绕杆装置绕杆收线；
b、强化处理：对其进行时效处理轧制的铝合金杆进行热强化处理，温度控制在170℃，时效时间5小时取出；
c、铝线拉拨：将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，延伸率控制在1.2-1.32之间，根据不同的线径进行合理配模；
d、时效处理：拉制的铝合金线进行时效强化，时效温度175℃，时效时间6小时，即得到产品导电率60%IACS中强度铝合金线。
所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
步骤（4）所述精炼剂配方按重量份计如下：21份的氟化钙、34份的氯化钾、10份的六氯甲烷、6份的氟硼酸钾、15份的氟化镁、13份的木炭粉混合而成。
步骤（8）所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
本发明的铝合金线添加为富铈稀土，可以细化晶粒，提高抗拉强度，改善铝合金线的导电性能，可制得直径≥4.0mm，抗拉强度≥230MPa；4.0＞直径≥3.0mm，抗拉强度≥240MPa；单线直径＜3.0mm，抗拉强度≥250MPa，导电率≥60%IACS，延伸率≥3.5%的中强度铝合金线。
将铝合金锭的进轧温度控制在480-530℃的范围内，确保各合金元素的在铝中具有较高的溶解度。
上述仅是对本发明的简述及展示。该发明并不局限于此，除非所附的要求有所界定，本领域技术人员在本说明书的指导下，显然可以调整产品配方、工艺参数和删减部分工艺环节，从而制出适合其它领域用的线材产品，这些都在本发明的保护之内。
Claims (9)
1.一种导电率60%IACS中强度铝合金线，其特征是按重量百分比计配方比例如下：铁0.16%-0.22%，硅0.24%-0.30%，镁0.40%-0.48%，硼0.01%-0.02%，稀土元素0.08%-0.15%，其余为铝。
2.如权利要求1所述导电率60%IACS中强度铝合金线，其特征是：所述铝合金线直径≥4.0mm，抗拉强度≥230MPa；4.0＞直径≥3.0mm，抗拉强度≥240MPa；单线直径＜3.0mm，抗拉强度≥250MPa；导电率≥60%IACS；延伸率≥3.5%。
3.如权利要求1所述导电率60%IACS中强度铝合金线，其特征是：所述稀土元素为铈和镧，其中铈0.036%-0.085%，镧0.023%-0.052%,其量为其它混合稀土元素。
4. 权利要求1所述导电率60%IACS中强度铝合金线的制备方法，其特征是所述方法的步骤如下：
（1）材料选择：按重量百分比计：
a、铝锭：由铝锭熔炼而成的铝液中Si≤0.16%；Fe≤0.22%；Cu≤0.01%；Ti+Mn+Cr+V≤0.02%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
b、铝铁合金：Fe 5%；Si≤0.2%；Cu≤0.1%；Ti+Mn+Cr+V≤0.1%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
c、铝硅合金：Si 10%；Fe≤0.2%；Cu≤0.1%；Ti+Mn+Cr+V≤0.1%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；
d、铝硼合金：B 3%；Si≤0.2%；Fe≤0.4%；Cu≤0.1%；其他余每钟杂质含量≤0.03%；其余为铝；
e、稀土铝合金：Re 10%；Si≤0.2%；Fe≤0.25%；Cu≤0.01%；其它杂质含量≤0.03%；其余为铝；其中稀土为富铈稀土，稀土元素含量中 Ce≥45%，La≥20%；
f、镁锭：Si≤0.005%；Fe≤0.004%；Cu≤0.003%；Ti+Mn+Cr+V≤0.02%；其它杂质含量≤0.03%；其余为镁；
（2）铝液熔炼：按重量份计：取步骤（1）选择的铝锭95.5-96.5份、铝铁合金0.06-0.15份、铝硅合金1.25-1.54份、稀土铝合金0.7-1.54份，均匀加入熔铝炉中进行熔化；铝硼合金0.35-0.45份从熔铝炉至保温炉淌槽内连续均匀加入；
铝液熔化结束，将保温炉中的铝液温度控制在730-750℃，当铝液温度稳定730-750℃时加镁锭0.41-0.50份；
（3）铝液成分调整：按重量百分比计：用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制：铁0.16%-0.22%，硅0.24%-0.30%，镁0.40%-0.48%，硼0.01%-0.02%，稀土元素0.08%-0.15%，其余为铝；
（4）净化处理：将步骤（3）所得铝液温度升温至730-750℃、立即对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体，用不锈钢管往保温炉底部铝液中吹入用量为炉料总量0.1-0.5%的精炼剂，控制氮气流量,让铝液微微沸腾为度；所述氮气流速为0.7-1m3/h，充氮气时间为5-10min；
（5）扒渣：铝液进行净化处理结束后，控制温度在720-750℃，静置5-10min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
（6）保温静置：在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为730-750℃，时间≥20min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
（7）除气处理：铝液从保温炉经淌槽进入除气箱，除气箱传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
（8）保温过滤：步骤（7）所得铝液从除气箱中流出，经淌槽进入保温过滤装置，铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30μm以上渣核；
（9）浇铸结晶：铝液流入结晶轮启动连轧机进行水平浇铸，浇铸温度为690-710℃，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮浇铸再冷却成铝合金锭；
（10）铝杆轧制：步骤（9）铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器，将铝合金锭的进轧温度控制在480-530℃的范围内；铝合金杆的出轧温度在300℃以上，轧制成型的铝合金杆要立即进行淬火处理；
（11）铝杆处理：
a、绕杆收线：对轧制后的铝杆通过绕杆装置绕杆收线；
b、强化处理：对其进行时效处理轧制的铝合金杆进行热强化处理，温度控制在150-180℃，时效时间4-6小时取出；
c、铝线拉拨：将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，延伸率控制在1.2-1.32之间，根据不同的线径进行合理配模；
d、时效处理：拉制的铝合金线进行时效强化，时效温度160-190℃，时效时间5-8小时，即得到产品导电率60%IACS中强度铝合金线。
5.如权利要求4所述导电率60%IACS中强度铝合金线的制备方法，其特征是：所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
6.如权利要求4所述导电率60%IACS中强度铝合金线的制备方法，其特征是：步骤（4）所述精炼剂配方按重量份计如下：18-22份的氟化钙、32-36份的氯化钾、8-12份的六氯甲烷、5-6份的氟硼酸钾、12-16份的氟化镁、10-15份的木炭粉混合而成。
7.如权利要求4所述导电率60%IACS中强度铝合金线的制备方法，其特征是：步骤（8）所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
8.如权利要求4所述导电率60%IACS中强度铝合金线的制备方法，其特征是：步骤（2）中，当铝锭的熔炼结束时，铝硼合金仍未溶解完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌。
9.如权利要求4所述导电率60%IACS中强度铝合金线的制备方法，其特征是：步骤（2）中，加入镁锭时，将镁锭应切割成小块，分4-8批放入钟罩中，在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入铝液中，然后前后左右做“米”字型移动，直至镁锭小块完全熔化。
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