CN104485152A

CN104485152A - 一种铝合金导线及其生产工艺

Info

Publication number: CN104485152A
Application number: CN201410722438.0A
Authority: CN
Inventors: 季显坤; 季金力; 张辉
Original assignee: ZHEJIANG DONGSHENG NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG DONGSHENG NEW MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-04-01

Abstract

本发明涉及一种铝合金导线及其生产工艺，由以下重量百分比的原料制成：1.0-1.6% 铁、0.20-0.50% 铜、0.10-0.25% 镁、0.10-0.25% 铼、含量小于0.06%的硅和总含量小于0.01%的铬、钒、钛与锰的混合物，通过铝合金导线的水平连铸-连续挤压或连铸连轧及拉伸得到铝合金导线。本发明的有益效果为：本发明在铝-镁-硅合金中加入了铁、铜、镁、铼，通过非热处理方式得到的高强度高导电率铝合金导线，其综合性能优良，铝合金的强度、塑性明显增强，其延伸率不小于3.0%，导电率不小于54.5%IACS，抗拉强度大于325MPa。

Description

一种铝合金导线及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种铝合金导线及其生产工艺。

背景技术

铝合金导线早在1921年就开始用于架空线，自20世纪50年代至今，西欧、北欧、美国、加拿大、日本等国已广泛采用该种导线，法国的输电线路90%以上采用铝合金导线，日本也已达50%以上，但我国目前应用量还不到1%。铝合金导线与钢芯绞线相比，具有下列显著特点：（1）铝合金导线强度大、质量小、弧垂小、节省成本；（2）铝合金导线耐腐蚀，使用寿命长；（3）铝合金导线的线路损耗低；（4）铝合金导线的阻抗低；（5）铝合金表面硬，抗挤压，铝合金导线连接简便，施工效率高；（6）铝合金导线在导线截面积相同、一定的载流量下，其外径比钢芯铝绞线小；（7）铝合金的抗蠕变性能好；（8）重量轻，适宜老线路的增容改造；（9）铝合金导线的技术经济指标优越。

已有的研究表明：在电工用工业纯铝（99.7％A1）中，通常总是含有少量的铁Fe、硅Si以及微量的铬Cr、钒V、钛Ti、锰Mn等元素。这些元素(尤其是以固溶态存在的微量元素)都会降低铝的导电率即增大其电阻率。在铝中添加少量的镍Ni、锌Zn、铁Fe、银Ag、铜Cu、硅Si、镁Mg、锆Zr等对铝合金的电导率影响不大，可以获得高电导率的铝合金导线。

而现有的铝合金导体材料，常常存在如下问题：提高了铝杆的抗拉强度，其电导率和伸长率会下降，而当电导率和伸长率提高时，强度又会降低。目前国内使用的高强度铝合金导线主要是铝-镁-硅Al-Mg-Si系铝合金导线。但是Al-Mg-Si 系铝合金导线强度高，导电性较低。

Fe在纯铝中随添加量的增加，强度明显提高，而电导率变化不大；Cu和Mg可以提高铝合金强度，但也会增加电阻；混合稀土Re有一定的除氢、精炼、净化和变质的作用；B能够减少铝导体内部晶格的畸变，合金强度和塑性均有所提高。虽然可以通过在工业纯铝锭（Al 99.7%）中添加以上合金元素以大幅度提高铝合金强度，但另一方面又会严重影响合金的导电性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金导线及其生产工艺，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一方面，提供了一种铝合金导线，由以下重量百分比的原料制成：1.0-1.6%铁、0.20-0.50% 铜、0.10-0.25% 镁、0.10-0.25% 铼、含量小于0.06%的硅和总含量小于0.01%的铬、钒、钛与锰的混合物。

进一步的，所述铁含量为1.2-1.4%。

进一步的，所述铜含量为0.25-0.35%。

进一步的，所述镁含量为0.15-0.20%。

进一步的，所述铼含量为0.15-0.20%。

根据本发明的另一方面，提供了一种铝合金导线的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1：根据预先配置原料；利用水平连铸-连续挤压或连铸连轧工艺，制备铝合金导线杆坯，其中，所述原料为1.0-1.6% 铁、0.20-0.50% 铜、0.10-0.25% 镁、0.10-0.25% 铼、含量小于0.06%的硅和总含量小于0.01%的铬、钒、钛与锰的混合物；

步骤2：对步骤1所得的铝合金导线杆坯进行拉伸，根据不同规格导线产品，确定其应满足D≥3.25d的定量变形关系；其中，D为铝合金导线杆坯直径，d为不同规格导线的直径。

进一步的，所述铁含量为1.2-1.4%。

进一步的，所述铜含量为0.25-0.35%。

进一步的，所述镁含量为0.15-0.20%。

进一步的，所述铼含量为0.15-0.20%。

本发明的有益效果为：本发明在铝-镁-硅合金中加入了铁、铜、镁、铼，通过非热处理方式得到的高强度高导电率铝合金导线，其综合性能优良，铝合金的强度、塑性明显增强，其延伸率不小于3.0%，导电率不小于54.5% IACS，抗拉强度大于325MPa。

具体实施方式

对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种铝合金导线，由以下重量百分比的原料制成：1.0-1.6% 铁Fe，优选为1.2-1.4%，0.20-0.50% 铜Cu，优选为0.25-0.35%，0.10-0.25% 镁Mg，优选为0.15-0.20%，0.10-0.25% 铼Re，优选为0.15-0.20%，含量小于0.06%的硅Si和总含量小于0.01%的铬Cr、钒V、钛Ti和锰Mn，所述比例为重量百分比。

实施例1：

根据本发明实施例1的一种铝合金导线的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1：根据预先配置的原料，利用水平连铸-连续挤压工艺，制备铝合金导线杆坯，其中，所述原料优选为1.2-1.4% Fe、0.25-0.35% Cu、0.15-0.20% Mg、0.15-0.20% Re、含量小于0.06%的Si和总含量小于0.01%的Cr、V、Ti与Mn的混合物；所述水平连铸-连续加压工艺流程如下：合金配料、熔炼、精炼，水平连铸，所述水平连铸采用多个结晶器并联，连续挤压直径为D的杆坯，水冷，收卷；

实施例2：

步骤1：根据预先配置的原料，利用连铸连轧工艺，制备铝合金导线杆坯，其中，所述原料优选为1.2-1.4% Fe、0.25-0.35% Cu、0.15-0.20% Mg、0.15-0.20% Re、含量小于0.06%的Si和总含量小于0.01%的Cr、V、Ti与Mn的混合物；所述连铸连轧工艺流程如下：合金配料、熔炼、精炼，连续铸造，所述连续铸造采用边长为40-50mm的菱形截面坯料，经过多道次热连轧工序，连续挤压制得直径为D的杆坯，收卷，空冷；

实施例3：

步骤1：采用99.7%铝锭、镁锭以及铝-铁Al-Fe、铝-铜Al-Cu、铝-铼Al-Re中间合金，根据铝合金的化学成份范围计算各合金加入的重量比例，按此比例配料，为验证方案的可行性，配制了两种不同含量的铝合金，分别标注为“合金一”和“合金二”。首先在双500Kg容量燃气熔炼炉内经熔化、精炼、保温和在线过滤并加入铝-钛-硼 Al-Ti-B细化剂后，采用光谱直读方法对溶体取样进行化学成分分析，实测各合金的化学成分见表1。

表1、本发明铝合金实测化学成分/wt%

采用带10头结晶器的水平连铸机铸造成直径为Ф16mm的圆杆坯，铸造温度控制为690-710℃，水平连铸牵引速度1000mm/min，得到每盘重约100Kg水平连铸小盘圆杆坯。将该杆坯经清洗、漂洗、干燥后，在LJ300铝材连续挤压机上挤压成直径为Ф15mm的圆杆产品，连续挤压温度控制为350-450℃，挤压轮转速为22rpm；将此出模口产品冷却至40-60℃的温度后利用恒张力收绕装置对其进行收卷。

步骤2：将步骤1所得的Ф15mm的挤压圆杆坯料拉伸成不同规格的线材，确定其应满足D≥3.25d的定量变形关系；其中，D为铝合金导线杆坯直径，d为不同规格导线的直径。对其力学性能和电性能进行测试，见表2。

表2、本发明铝合金导线力学性能和电性能

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims

1.一种铝合金导线，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：1.0-1.6% 铁、0.20-0.50% 铜、0.10-0.25% 镁、0.10-0.25% 铼、含量小于0.06%的硅和总含量小于0.01%的铬、钒、钛与锰的混合物。

2.根据权利要求1所述的铝合金导线，其特征在于，所述铁含量为1.2-1.4%。

3.根据权利要求2所述的铝合金导线，其特征在于，所述铜含量为0.25-0.35%。

4.根据权利要求3所述的铝合金导线，其特征在于，所述镁含量为0.15-0.20%。

5.根据权利要求4所述的铝合金导线，其特征在于，所述铼含量为0.15-0.20%。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金导线的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的铝合金导线的生产工艺，其特征在于，所述铁含量为1.2-1.4%。

8.根据权利要求7所述的铝合金导线的生产工艺，其特征在于，所述铜含量为0.25-0.35%。

9.根据权利要求8所述的铝合金导线的生产工艺，其特征在于，所述镁含量为0.15-0.20%。

10.根据权利要求9所述的铝合金导线的生产工艺，其特征在于，所述铼含量为0.15-0.20%。