CN105296816B

CN105296816B - 高导电铝合金材料及其铝合金电缆导体的制备方法

Info

Publication number: CN105296816B
Application number: CN201510898583.9A
Authority: CN
Inventors: 王子纯; 吴荣美; 唐秀芹; 陈彩云
Original assignee: Jiangsu Dongqiang Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Dongqiang Co Ltd
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2035-12-08
Also published as: WO2017097078A1; CN105296816A

Abstract

本发明公开了一种高导电铝合金材料，它包括：Fe：0.45wt%‑0.60wt%；Cu:0.15wt%‑0.25wt%；Mg:0.01 wt%‑0.03 wt%；RE:0.02 wt%‑0.03 wt%；B:0.01 wt%‑0.02 wt%；Si:0.10 wt%‑0.15 wt%；Zr:0.10wt%‑0.15wt%；Ag:0.01 wt%‑0.02 wt%；Ni:0.01wt%‑0.06wt%；余量为Al及不可避免的杂质。本发明应用所述高导电铝合金材料制备铝合金电缆导体的方法，包括以下步骤：熔炼铝液、熔炼铝合金、精炼铝合金、连续浇铸、连续热轧、在线淬火和表面干燥处理。本发明的铝合金电缆导体既具有较高的导电性能和机械强度，又具有较好抗蠕变性能。

Description

高导电铝合金材料及其铝合金电缆导体的制备方法

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种电缆导体用铝合金材料。本发明还涉及应用该铝合金材料制作铝合金电缆导体的工艺方法。

背景技术

我国是世界上用铜量最大的国家，同时又是一个极度缺铜的国家，每年大约有80%的铜产品都是靠进口来满足国内需求。目前在我国电线电缆制造行业从某种意义上来说是铜加工行业，可以说我国五大类电线电缆的生产都离不开铜原料。据统计，2013年电线电缆产值超过1.3万亿元，电缆用铜量已经达到400多万吨，占国内铜消耗量的近60%。铜资源的快速枯竭致使铜的价格上升，增加了电线电缆制造业的成本，这对我国电线电缆工业的发展极为不利。

我国铝土矿产资源相对丰富，价格比铜便宜很多，而且铝金属相对铜导线重量也较轻，在相同电阻值的条件下铝导体质量仅为铜线的50%左右；当铝表面与空气接触时还能形成薄而坚固的氧化层，这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀，使得铝具有良好的防腐性能；因此人们开始尝试使用铝材代替铜材。

但是，铝导体的电阻率较铜导体大，铝线的抗疲劳性、弯曲性能和抗蠕变性等机械性能也相对较差，容易折断，纯铝导体的电缆在实际工程中难以应用。铝合金电缆则在电工铝中加入铜、铁、镁等合金元素，同时通过工艺调整，使得铝合金导体的机械性能得到提高，铝合金的电阻率介于铝与铜之间，其电阻率高于铜，而略低于铝。铝合金导体在北美地区已运用近50年，得到美国、澳大利亚和加拿大等发达国家广大用户的认可，北美地区90%的民用及商业建筑都使用铝合金导体电缆。自2006年铝合金芯电缆在我国推广应用以来，也得到了广大电力工程应用商的肯定与好评。目前铝合金导体电缆已开始应用于机场、军事基地、钢铁石化、商业娱乐、高速公路、办公大楼、住宅、酒店、超市、院校、体育场、医院、工厂厂房等建设工程。

随着铝合金电缆应用范围的不断拓展和延伸，应用条件变得十分多变，人们并不满足于铝合金导体一些机械性能的改善，而是希望通过铝合金组份和制备工艺的综合创新，在提高其电气性能的条件下，又能具有较高的抗拉强度、疲劳强度和弯曲强度等机械性能，尤其是抗蠕变性；蠕变对电缆危害极大，若电缆发生蠕变，其接触点压力松弛和减小，使得接触电阻迅速增大，电流流过后造成接头处过热，如果不定期检修，就会出现安全隐患。尤其是长时间过载和过热条件下，如何解决铝合金电缆蠕变问题显得非常重要。

然而，铝合金电缆电气性能和机械强度的提高，尤其是抗蠕变性能的优化具有相当的复杂性，它不仅决定于合金的组成成分，更取决于合金材料的制备步骤和热处理工艺以及合金在生产过程中造成的缺陷。而现有对铝合金电缆的研究往往偏重于铝合金材料组分的研究，忽略铝合金电缆中铝合金导体材料的制备工艺及工艺参数的优化，很难实现铝合金电缆综合性能的提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既具有较高的导电性能和机械强度，又具有较好抗蠕变性能的高导电铝合金材料。本发明还要提供一种应用该高导电铝合金材料制备铝合金电缆导体的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的高导电铝合金材料包括下列组分：Fe：0.45wt%-0.60wt%； Cu:0.15wt%-0.25wt%； Mg:0.01 wt%-0.03 wt%； RE:0.02 wt%-0.03 wt%； B:0.01 wt%-0.02 wt%； Si:0.10 wt%-0.15 wt%； Zr:0.10wt%- 0.15wt%； Ag:0.01 wt%-0.02 wt%； Ni:0.01wt%-0.06wt%；余量为Al及不可避免的杂质。

优选地，所述RE为Y或/和Ce。

优选地，所述的杂质总量≤0.15wt%。

本发明的高导电铝合金材料中以铝为基体，添加了适量的多种元素，大大地提高了其导电性能和连接性能。尤其是在合金中添加的铁元素产生了高强度的抗蠕变性能，在电流过载时铁发挥持续的连接作用，使铝合金导体不会发生蠕变，铁还可以改善铝合金的抗拉强度等机械性能；在铝合金的制备过程中，部分Fe以Al₃Fe、Al₂Fe3及Al₄Fe₅等形式析出。实际试验证明，铁含量过高则会降低铝合金的电性能与抗疲劳性能，过低的铁含量又难以达到较好的抗蠕变性，本发明中恰当的选择Fe的含量为0.45wt%-0.60wt%，达到的铝合金电性能和抗蠕变性综合平衡。本发明中还添加了适量的稀土元素，在铝合金成分中的稀土元素能够起到净化、提高纯度、填补表层缺陷的作用，并细化晶粒，提高晶界结合强度，稀土元素还起到固溶强化和弥散强化的作用，既增强了铝合金材料的力学性能，又提高了铝合金电缆的耐腐蚀。本发明中还添加适量的铜元素，铜与铝形成θ相，而θ相的强化作用，有效地提高了铝合金的高温抗疲劳性和抗蠕变性。铝合金中适量的硅元素，作为还原剂和脱氧剂具有净化铝液的作用，硅还能从共晶到过共晶得到最好的流动性，并改善铝合金的抗拉强度。当铝合金中加入微量Zr时，Zr会产生细小的弥散的Al₂ Zr颗粒，该相粒子强烈钉扎亚晶界和位错，阻碍晶界的迁移和亚晶粒的长大，显著抵制合金的再结晶形核和长大，从而大大提高了合金的诸多优异性能，如高的韧性和强度，良好的耐蚀性等。铝合金中微量的Ni元素与Mg元素共同作用，使铝合金获得所需要的强度及抗蠕变性能，并且有利于提高铝合金的热处理性能。而且Ag元素的添加并限定其含量，显著提高了铝合金的抗疲劳性和高温蠕变性。本发明基于大量的试验和性能分析，其独特的合金配方，并结合特定的制备工艺，其导电性能远优于纯铝，并且具有极好的抗弯曲性能、抗拉强度，以及较好的抗蠕变性能，相对纯铝导体，抗蠕变性能提高3倍以上，有效避免了电缆因接触点连接压力的变化而导致的接触电阻增大，避免了连接稳定性差和使用不安全等隐患，具有较好的导电性，力学性能和抗蠕变的综合效果。

本发明还提供了一种应用上述高导电铝合金材料制备铝合金电缆导体的方法，该制备方法包括以下步骤：

⑴、熔炼铝液：烘炉后将10000份（重量份）的重熔铝锭投入熔炼炉进行阶梯式加热升温；首先是预热升温段，将炉温从室温加热至400℃，加热升温时间为1小时，保温20分钟；再进入快速升温段，将炉温从400℃升至800℃，升温时间为40分钟，保温10分钟；最后为熔化段，将炉温降至750℃，并将炉温控制在730℃-750℃，静置保温时间40分钟，铝锭全部熔化为铝液；

⑵、熔炼铝合金：将上述熔炼炉中的铝液放入到精炼保温炉中，并将精炼保温炉炉温升至780℃时添加480-570份（重量份）的AlFe10；间隔15分钟且炉温降至760℃时添加300-350份（重量份）的AlZr4；间隔10分钟且炉温至750℃添加48-55份（重量份）的AlSi20；间隔5分钟且炉温至740℃添加180-230份（重量份）的AlCu10；间隔5分钟且炉温至730℃同时添加22-28份（重量份）的AlRE10和35-65份（重量份）的AlB3；间隔5分钟并将炉温控制在720℃-730℃之间同时添加1.2-2.8份（重量份）的Mg和1-2份（重量份）的Ag和2-6份（重量份）的Ni；

⑶、精炼铝合金：向精炼保温炉中加入炉料总重量0.17%-0.21%的精炼剂进行精炼，然后扒渣，扒渣后在720℃-730℃温度下进行保温静置后，通过喷吹方式将惰性气体弥散地吹入到精炼保温炉的铝合金熔体中，再将铝合金熔体通过过滤而得到洁净的铝合金熔体；

⑷、连续浇铸：将上述洁净的铝合金熔体经精炼保温炉溜槽和浇泡浇入轮式连铸机的冷却结晶轮的“倒梯形”型腔，“倒梯形”型腔截面积为2400mm²，浇铸速度为每小时4000Kg-4500Kg，浇铸温度控制在695℃-705℃ ，型腔外周的冷却水流量控制在1m³/h-3.5 m³/h；型腔中的铝合金熔体经冷却结晶而形成连续不断的带状铝合金铸坯，该铝合金铸坯的温度控制在490℃-510℃；

⑸、连续热轧：将连铸机输出的带状铝合金铸坯连续喂入连轧机轧制成铝合金杆；在连续热轧路径上分为四个轧制区段，该四段轧制区段从首轧段至终轧段的延伸系数依次为：1.40、1.60、1.30和1.18；终轧的铝合金杆为直径φ9mm-φ10mm的圆杆，该终轧的铝合金圆杆温度控制在340℃-360℃；

⑹、在线淬火：对从热轧机输出的铝合金圆杆沿其长度方向进行九段降温淬火，在第一降温淬火段将铝合金圆杆的温度降至300℃-320℃，第二降温淬火段温度降至260℃-280℃，第三降温淬火段温度降至220℃-240℃，第四降温淬火段温度降至190℃-210℃，第五降温淬火段温度降至160℃-180℃，第六降温淬火段温度降至130℃- 150℃，第七降温淬火段温度降至90℃- 110℃，第八降温淬火段温度降至50℃-70℃，第九降温淬火段温度降至30℃-50℃，最终使铝合金圆杆温度至室温；

⑺、对经淬火处理的铝合金圆杆进行表面干燥处理并收线成圈而成为铝合金电缆导体坯杆。

优选地，在所述熔炼铝合金步骤中，每次向精炼保温炉中添加中间合金或单质元素后均以人工搅拌杆在炉膛内沿M形路径往复搅动3次，并以电动搅拌桨进行搅拌。

优选地，向铝合金熔体中喷吹的惰性气体为N₂或者Ar和Cl₂混合气体；所述过滤使用的滤板为陶瓷过滤板。

优选地，在所述连续浇铸步骤中，沿连铸机型腔外周的四个方向以冷却水喷淋方式对型腔进行冷却；型腔内侧冷却水的喷淋流量为3.2m³/h；型腔外侧冷却水的喷淋流量2.15m³/h；型腔两侧面冷却水的喷淋流量为1.10m³/h。

优选地，所述连续热轧步骤中，所述连续热轧路径上设置有15个轧辊，该15个轧辊依次将热轧路径分隔成四个轧制区段，每一轧制区段的延伸系数相同。

优选地，：所述连续热轧步骤中应用的热轧冷却液为乳化油冷却液；所述在线淬火步骤中应用的淬火液为乳化油淬冷液。

优选地，所述熔炼炉为双室熔炉，所述精炼保温炉为工频炉或中频炉。

本发明基于特定的铝合金组分和独特的制备工艺步骤而制备铝合金电缆导体材料，与现有铝合金电缆导体材料相比具有显著的优势。首先，本发明采用特定的合金配方和加工工艺，尤其是采用分段降温淬火，大大降低了导体材料在受热和压力下的“蠕变”倾向，添加的铁等元素产生高强度抗蠕变性能，即使在长时间过载和过热时，铝合金导体不会发生蠕变，确保连接稳定。第二，本发明的重熔铝和铝合金熔炼工艺，采用了均匀化处理工艺与步骤，更利于熔体中元素在炉料中均匀散开，从而大大优化了铝合金的组织结构，而后将均匀化熔炼处理的铝合金铸坯进行分区段轧制和阶梯式控温淬火，避免了合金内部应力的产生，消除了合金微观结构的损伤，优化晶体结构，提升了电性能，优化机械性能，综合提高材料的抗拉强度、抗疲劳性能和柔韧性，分段阶梯式淬火使整个材料性能和组织达到同步均匀化，各项性能指标实现俱佳匹配。第三，本发明的合金配方与加工工艺的优化匹配，不仅使铝合金导体在增加截面积条件下能具有和铜导体电气性能一样，以实现相同的载流量，电阻和压损，而且其柔韧性、抗拉压强度、弯曲性能均较现有铝合金电缆材料更优。经过大量的试验分析，本发明的铝合金导体材料在具有较好的抗蠕变性能优的同时，还具有较好的电气性能和机械性能。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合具体实施例对本发明实施方案进行描述，但应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明，而不是对本发明保护范围的限制。

本发明公开了的高导电铝合金材料，它包括下列组分：Fe：0.45wt%-0.60wt%； Cu:0.15wt%-0.25wt%； Mg:0.01 wt%-0.03 wt%； RE:0.02 wt%-0.03 wt%； B:0.01 wt%-0.02 wt%； Si:0.10 wt%-0.15 wt%； Zr:0.10wt%- 0.15wt%； Ag:0.01 wt%-0.02 wt%； Ni:0.01wt%-0.06wt%；余量为Al及不可避免的杂质。

优选地，所述RE为Y或/和Ce。

优选地，所述的杂质总量≤0.15wt%。

上述的铝合金基体铝采用Al99.70的工业纯铝，具有原料充足、成本低、采购方便等优势。当然铝基材料还可以采用精铝或者高纯铝作为为合金基体，该铝基比普通铝基材料具有更高的品质，加工成的产品在电性能和机械性能方面更具优势。

本发明中以铝为基体，添加多种微量元素，以实现对铝合金抗蠕变性、导电性和机械性能的提升。其中Fe、Zr、Si、Cu、RE和B 以铝基中间合金形式添加，采用添加型的中间合金以解决对应单质元素易烧损，高熔点不易偏析等问题。同时选用具有两种金属元素的中间合金型号，也便于准确把握控制最终铝合金添加元素的含量，如添加AlFe10,其中Fe的含量在一定范围内，只要控制中间含金AlFe10的重量份就可以准确控制最终铝合金材料中的Fe元素含量。

本发明应用上述高导电铝合金材料制备铝合金电缆导体，配料所需原料，包括铝锭、镁锭及中间合金等必须保持清洁、干燥、无腐蚀。并按合金的成分要求进行选料、配料。该制备方法包括以下步骤：

1、熔炼铝液，在熔炼前应进行烘炉处理，熔炼炉采用双室熔炼炉，加热室用于铝锭加热升温，加料室用于投料，能最大限度地将燃料产生的热量直接用于物料的熔炼过程，在热源量利用方面具有明显优势。并能保证铝锭熔炼过程中不会产生氧化。烘炉后取10000份（重量份）Al99.70的工业纯铝锭投入到熔炼炉中进行阶式加热升温。首先进行预热升温，在此升温段将炉温从室温加热至400℃，保温20分钟，加热升温时间为1 小时；再进行快速升温，在该快速升温段将炉温从400℃快速升至800℃，升温时间为40分钟；铝锭熔化成铝液熔体时，将炉温降至750℃，并将炉温控制在730℃-750℃静置，静置保温时间为40分钟，以保证所有的铝锭全部充分地熔化为铝液。

2、熔炼铝合金：精炼添加中间合金、单质元素是生产铝合金铸坯的关键环节，中间合金及单质元素的添加时间、铝基体温度、添加顺序直接影响合金锭坯和质量。为此，发明人通过试验探索，采取如下的工艺步骤获得了高质量的铝合金铸坯。

熔炼铝合金时，先将熔炼炉中的铝液转移放入到精炼保温炉中，并将精炼保温炉的炉温升至780℃，精炼保温炉采用工频炉，也可以采用中频炉。在精炼保温炉的炉温升至780℃时，先添加480份（重量份）的铝铁中间合金AlFe10。AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组份为：9%≤Fe≤11%,余为铝,并搅拌均匀。在铝液添加AlFe10后间隔15分钟时间，且将炉温降至760℃时再添加300份的AlZr4铝锆中间合金，并搅拌均匀。添加AlZr4后间隔10分钟，且炉温降至750℃添加48份的AlSi20，并搅拌均匀。间隔5分钟且炉温至740℃时添加180份的AlCu10,并搅拌均匀。添加AlCu10后间隔5分钟且炉温控制在730℃，添加22份的AlRE10和35份的AlB3，并搅拌均匀。在上述添加后间隔5分钟并将炉温控制在720℃—730℃之间添加1.2份的Mg和1份的Ag和2份的Ni,再次搅拌均匀。

在上述中间合金及单质元素的添加时，是按顺序、温度和重量份进行添加的，添加时铝铁中间合金、铝铜中间合金均匀分散到炉膛内各个区域；铝稀土、铝硼应在炉内壁、炉中间、炉门旁均匀添加，因镁元素易挥发应使用专用送镁器将镁锭送至铝液面以下而添放。在每次添加中间合金或元素后的间隔时间内均进行搅拌，添加元素在铝液中的均匀分布是精炼的重点和关键，为了达到均匀颁布的效果，每次搅拌均采用电动搅拌加人工搅拌桨搅拌相结合的方法，即先以电动搅拌桨正反不等速旋转搅拌后，再用人工以搅拌杆从炉壁向炉门口沿M形路径来回搅动3次以上，最后再用电动搅拌桨进行正反旋向的搅拌。

3、精炼铝合金：向上述已添加合金元素并搅拌后的铝合金液中加入炉料总重量0.17%-0.21%的精炼剂进行精炼，并将精炼剂快速压入铝液中，此时应保持铝合金液的轻微沸腾状，铝合金液在温度为720℃-730℃的条件下进行扒渣，扒渣时先从炉里面将内部一侧的浮渣向炉门处扒去，聚集于炉门处稍作停留，沉降片刻后再扒出炉门清渣，以达到清除铝液内部的氢和浮游的氧化夹渣作用，使铝液更加纯净。铝精炼剂采用市场上通用产品。扒渣结束后保温静置40分钟以上1小时内。静置后，通过喷吹机以旋转喷吹的方式将惰性气体弥散地吹入到精炼保温炉的铝合金熔液中，形成大量的弥散气泡，并使其分散在铝液中，气泡在铝液中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收铝合金液中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而带出铝合液表面，使之净化。所述喷吹机也采用市场常用设备，惰性气体则为N₂，也可以是Ar和Cl₂的混合气体。将上述经过除气处理的铝合金液经过过滤装置进行过滤处理，过滤装置中的过滤板为40PPi陶瓷过滤板，过滤前应当对陶瓷板进行充分预热。

4、连续浇铸：浇铸温度和冷却速度均会严重影响铝合金铸坯的内部紧密度和晶粒粗大程度，这不仅会影响铝合金导体材料的机械强度，而且也直接影响铝合金导体材料的导电性能。由于采用连续浇铸，其浇铸速度和冷却方式及冷却速度必须相互协调，才能保证铸坯中无缩孔、无裂纹且晶粒组织均匀。为此本发明将上述经除气、过滤的洁净铝合金熔体通过精炼保温炉溜槽至末端上漏管流入到上浇包，再流至下浇包至浇嘴时，立即启动轮式连铸机，将铝合金熔液浇入轮式连铸机冷却结晶轮的“倒梯形”带状槽形的型腔中，该型腔的截面形状为倒等腰梯形，即梯形的上边（外侧边）长度大于下边（内侧边）长度，该“倒梯形”型腔截面积为2400mm²，铝合金的浇铸速度控制在每小时4000Kg-4500Kg之间，浇铸温度控制在695℃-705℃。型腔外周的冷却水流量应控制在1 m³/h -3.5 m³/h，具体而言，在连铸机型腔外周的四个方向以冷却水进行喷淋冷却，型腔内侧冷却水的喷淋流量为3.2m³/h, 型腔外侧冷却水的喷淋流量为2.15m³/h,型腔两侧冷却水的喷淋流量为1.10 m³/h。由于冷却水的冷却作用，铝合金熔液在轮式连铸机带槽状的型腔中逐渐冷却、凝固、结晶，形成一条带状的铝合金铸坯。由于铸坯形成后即进入到连轧机进行热轧，因而铝合金铸坯的温度应控制在490℃-510℃。

5、连续热轧：热轧是铝合金铸坯截面变形最大的过程，因此，温度的控制和延伸系数的分配极为重要，本发明不仅对温度和延伸系数的分配进行了优化，而且对温度和延伸系数的匹配进行分析确定。在连铸机输出的带状铝合金铸坯连续喂入连轧机轧制成铝合金杆的连续轧制路径上，分为四段依次相邻的轧制区段。该四段轧制区段从首轧段至终轧段的延伸系数依次为1.40、1.60、1.30、和1.18。连续热轧路径上共设置有15个轧辊，该15个轧辊依次分布于热轧路径的四个轧制区段，其中1号轧辊至4号轧辊为第一轧制区段，4号轧辊至8号轧辊为第二轧辊制区段，8 号轧辊至12号轧辊为第三轧辊区段，12轧辊至15号轧辊则为第四轧制区段，在每一轧制区段中其延伸系数相同。

6、在线淬火：经过连续热轧后已经形成了带状的圆杆形的铝合金圆杆，为了进一步提高铝合金圆杆的强度、硬度和固溶组织的均匀化，热轧后的铝合金圆杆又立即进入淬火处理阶段，由于铝合金淬火处理不同于钢，且热处理的温度和速度与合金元素及元素含量相关联，大多数金属元素在铝中的溶解度随温度升高而增加，凝固时部分或全部会均匀地固溶在铝基体晶格内，加入不同元素及份量的铝合金经过淬火处理改变了微观组织结构，从而产生不同的性能要求，因此在确定了铝合金元素组分后，淬火处理显得十分重要。考虑到连续化生产的要求，本发明的淬火处理方法是在其长度方向进行九步段降温淬火，并合理确定每一区段的温度范围。其第一降温淬火段为位于热轧出口后的区段，该第一降温淬火段将铝合金圆杆的温度降至300℃-320℃，第二降温淬火段温度降至260℃-280℃，第三降温淬火段温度降至220℃-240℃，第四降温淬火段温度降至190℃-210℃，第五降温淬火段温度降至160℃-180℃，第六降温淬火段温度降至130℃- 150℃，第七降温淬火段温度降至90℃- 110℃，第八降温淬火段温度降至50℃-70℃，第九降温淬火段温度降至30℃-50℃，最终使温度降至室温。上述的淬火降温液为乳化油淬冷液，它既便于控制温度，又保护铝合金圆杆表面不致氧化腐蚀。

在铝合金圆杆淬火结束后，利用压缩空气对铝合金杆表面吹干其水分，以获得表面洁净干燥的铝合金坯杆。将该铝合金导体坯杆运至电缆生产线的拉丝机前，通过拉丝机可以将坯杆拉伸为不同直径或截面形状的电缆导体单丝，以生产出不同规格性能的铝合金电缆。

在本发明的另一实施例中，除在熔炼铝合金步骤中其添加的中间合金和单质元素份量不同外，其余与上述实施例相同。本实施例中的熔炼铝合金时，先将熔炼炉中的铝液转移放入到精炼保温炉中，并将精炼保温炉的炉温升至780℃。在精炼保温炉的炉温升至780℃时，先添加570份（重量份）的铝铁中间合金AlFe10,并搅拌均匀。在铝液添加AlFe10后间隔15分钟时间，且将炉温降至760℃时再添加350份的AlZr4铝锆中间合金，并搅拌均匀。添加AlZr4后间隔10分钟，且炉温降至750℃添加55份的AlSi20，并搅拌均匀。间隔5分钟且炉温至740℃时添加230份的AlCu10,并搅拌均匀。添加AlCu10后间隔5分钟且炉温控制在730℃，添加28份的AlRE10和65份的AlB3，并搅拌均匀。在上述添加后间隔5分钟并将炉温控制在720℃—730℃之间添加2.8份的Mg和2份的Ag和6份的Ni,再次搅拌均匀。

Claims

1.一种铝合金电缆导体的制备方法，铝合金电缆导体材料包括下列组分：Fe：0.45wt%-0.60wt%； Cu:0.15wt%-0.25wt%； Mg:0.01 wt%-0.03 wt%； RE:0.02 wt%-0.03 wt%； B:0.01 wt%-0.02 wt%； Si:0.10 wt%-0.15 wt%； Zr:0.10wt%- 0.15wt%； Ag:0.01 wt%-0.02 wt%； Ni:0.01wt%-0.06wt%；余量为Al及不可避免的杂质；其特征在于：该铝合金电缆导体的制备方法包括以下步骤：

⑹、在线淬火：对从热轧机输出的铝合金圆杆沿其长度方向进行九段降温淬火，在在第一降温淬火段将铝合金圆杆的温度降至300℃-320℃，第二降温淬火段温度降至260℃-280℃，第三降温淬火段温度降至220℃-240℃，第四降温淬火段温度降至190℃-210℃，第五降温淬火段温度降至160℃-180℃，第六降温淬火段温度降至130℃- 150℃，第七降温淬火段温度降至90℃- 110℃，第八降温淬火段温度降至50℃-70℃，第九降温淬火段温度降至30℃-50℃，最终使铝合金圆杆温度至室温；

2.根据权利要求1所述的制备铝合金电缆导体的方法，其特征在于：在所述熔炼铝合金步骤中，每次向精炼保温炉中添加中间合金或单质元素后均以人工搅拌杆在炉膛内沿M形路径往复搅动3次，并以电动搅拌桨进行搅拌。

3.根据权利要求1所述的制备铝合金电缆导体的方法，其特征在于：向铝合金熔体中喷吹的惰性气体为N₂或者Ar和Cl₂混合气体；所述过滤使用的滤板为陶瓷过滤板。

4.根据权利要求1所述的制备铝合金电缆导体的方法，其特征在于：在所述连续浇铸步骤中，沿连铸机型腔外周的四个方向以冷却水喷淋方式对型腔进行冷却；型腔内侧冷却水的喷淋流量为3.2m³/h；型腔外侧冷却水的喷淋流量2.15m³/h；型腔两侧面冷却水的喷淋流量为1.10m³/h。

5.根据权利要求1所述的制备铝合金电缆导体的方法，其特征在于：所述连续热轧步骤中，所述连续热轧路径上设置有15个轧辊，该15个轧辊依次将热轧路径分隔成四个轧制区段，每一轧制区段的延伸系数相同。

6.根据权利要求1所述的制备铝合金电缆导体的方法，其特征在于：所述连续热轧步骤中应用的热轧冷却液为乳化油冷却液；所述在线淬火步骤中应用的淬火液为乳化油淬冷液。

7.根据权利要求1所述的制备铝合金电缆导体的方法，其特征在于：所述熔炼炉为双室熔炉，所述精炼保温炉为工频炉或中频炉。

8.根据权利要求1所述的制备铝合金电缆导体的方法，其特征在于：所述RE为Y或/和Ce。

9.根据权利要求1所述的制备铝合金电缆导体的方法，其特征在于：所述的杂质总量≤0.15wt%。