CN105331857A - 一种铝合金杆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金杆及其制备方法，该铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.45％～0.60％，硅的质量百分比为0.35％～0.45％，铁的质量百分比为0.25％～0.40％，硼的质量百分比为0.01％～0.15％，稀土的质量百分比为0.02％～0.03％，余量为铝。本发明中的铝合金杆的合金组成中增加了硼和稀土，从而克服了现有技术中铝合金杆中的元素波动、工艺性能波动，引起的拉丝断线率高、时效后电阻率波动的情况，使得由铝合金杆拉丝出的中强度铝合金线的一次合格率达到98％以上，降低了铝合金杆的废品率，提高由铝合金杆拉丝成铝合金线的生产效率，降低了铝合金线的生产成本。

Description

一种铝合金杆及其制备方法

技术领域

本发明属于合金制造技术领域，具体涉及一种铝合金杆及其制备方法。

背景技术

随着全国电力的高速发展，对线路输电能力的要求越来越高。在国家提倡建设“资源节约型、环境友好型和新技术、新材料、新工艺”的“两型三新”电网建设方针的指导下，涌现出一批新型导线，尤其是节能类导线，如钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯铝绞线、中强度全铝合金绞线等。这些产品在国家电网公司试点工程的推动下，市场用量日趋增大。

我国导线标准GB/T1179-2008《圆线同心绞架空导线》中，有两种型号的铝合金均属高强度类合金，型号分别为LHAl和LHA2，对应导电率为52.5％IACS和53％IACS，与钢芯铝绞线采用的LY9型硬铝线的导电率61％IACS相比，在相同导线截面时，其直流电阻要增大15％左右，在通过相同电流时，其电阻损耗也相应增大15％左右。但若采用LHA3和LHA4型中强度铝合金，即可将导电率提高至58.5％IACS和59.0％IACS，在此情况下，在相同导线截面时，其直流电阻的增大约4.0％左右，在通过相同电流时，其电阻损耗也只增大4％左右。由此看来，中强度铝合金比高强度铝合金在电阻损耗方面占据了更大优势。这也是国标GB/T1179-2008《圆线同心绞架空导线》中虽然没有中强度铝合金之说，但中强度铝合金在裸架空导线市场上却占据了一席之地。

中强度铝合金一般是以全铝合金绞线的形式出现在裸架空导线市场上，这是因为中强度铝合金绞线与目前普遍采用的钢芯铝绞线相比，有如下特点：

一、加工制造方面

中强度全铝合金绞线和全铝绞线生产工艺流程相同，均为同质材料同心绞制，生产工艺简便，成本低，效率高。

二、设计方面

1.弧垂特性好。中强度全铝合金绞线的总拉断力与其单位重量之比为9.4km，而常用钢芯铝绞线为7～8km，因而弧垂特性好，可降低线路建设投资。

2.延伸率大。按标准值(非热处理型伸长率2％～3％，热处理型伸长率≥3.5％)为铝线的2-3倍，因而中强度合铝合金绞线具有优良的过载能力及疲劳特性。

3.高温特性好。据加拿大Alcan公司介绍，在80℃持续运行不产生强度损失，在更高温度下运行，强度损失也很少，而且高温运行起到人工时效作用，提高电导率2％～5％。

4.荷载方面，与相同直径的钢芯铝绞线相比，水平荷载、纵向强力相当，垂直荷载减少10％。

5.与相同直径的钢芯铝绞线相比，在外部条件相同时(分裂数、分裂间距、对地距离、相间距离等)，其地面电场强度、磁场强度、无线电干扰、可听噪声等也相同。

三、施工方面

1.接续金具简单。中强度全铝合金绞线由同种材料绞成，故仅需1个接续管，施工方便。其屈服强度约为铝线的1.5倍，压缩型接续不易产生导线鼓包或灯笼现象。对耐强跳线可减少压接工作量，提高施工效率。

2.表面耐损伤。中强度全铝合金线的硬度(布氏硬度为85HB)为铝线的2倍，但重量比同直径钢芯铝绞线轻，施工放线时可减少导线表面擦伤，提高施工质量。而且可减少运行时电晕损失及无线电干扰水平。

四、运行方面

1.电能损失少。虽然中强度铝合金丝的直流电阻率比硬铝线约高4.0％左右，但由于同直径时，中强度全铝合金绞线的导电截面积较钢芯铝绞线大，所以20℃直流电阻要稍低于钢芯铝绞线。而钢芯铝绞线的钢芯要产生磁滞损失和涡流损失，中强度全铝合金绞线无钢芯，其交流电阻要比钢芯铝绞线低，故电能损失减少，特别是大容量输电时降耗明显。

2.耐腐蚀。对大气腐蚀具有天然抵抗能力，而且又避免了铝线与镀锌钢线之间的电化腐蚀，导线运行寿命长。

3.中强度全铝合金绞线外层铝合金线的受力较钢芯铝绞线外层铝线的受力相对值要小，耐受振动的性能要好。

基于上述优点，中强度全铝合金绞线现已在国外得到广泛应用。特别在欧洲，如法国的输电线路50％以上采用中、高强度全铝合金绞线，其在德国和北欧的国家(瑞典、挪威、冰岛等)的应用也很普遍，美国也有应用；但见诸于文献的关于其运行情况的资料很少。根据上海中天铝线有限公司提供的其近几年了解到的海外招投标信息，近几年来，中强度全铝合金绞线在南美、非洲、印度等国家和地区应用量增长较快，少则几公里多则数千公里，电压等级从66kV至500kV。我国在220kV及±500kV少量线路上也采用了中强度全铝合金绞线。

中强度铝合金线的关键技术即为炉前配方和熔铸轧工艺参数控制，目前进入市场的中强度铝合金线主要为铝镁硅合金，例如发明专利CN102766788A自然时效处理的中强度铝镁硅合金杆和合金线的制备方法，发明专利CN103451498A一种架空导线用中强度铝合金线，发明专利CN103556016A一种中强度高导电率电工铝导线材料及其制备方法，CN103820685AN导电率60％IACS中强度铝合金线及其制备方法，均属铝镁硅系合金；这类合金有一个共同特点，生产的中强度铝合金线虽然性能可达到规定的技术指标，但成品率只能达到90％左右，有10％左右废品产生。废品产生的主要原因是由于中强度铝合金杆工艺性能波动引起断线，以及电性能波动引起电阻率超标，如此高的废品率不仅降低了中强度铝合金线的生产效率，而且加大了中强度铝合金线的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种铝合金杆及其制备方法，铝合金杆的合金组成中增加了硼和稀土，从而克服了现有技术中铝合金杆中的元素波动、工艺性能波动，引起的拉丝断线率高、时效后电阻率波动的情况。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种铝合金杆，该铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.45％～0.60％，硅的质量百分比为0.35％～0.45％，铁的质量百分比为0.25％～0.40％，硼的质量百分比为0.01％～0.15％，稀土的质量百分比为0.02％～0.03％，余量为铝。

本发明还提供一种铝合金杆的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铝液

将9200～9492质量份的99.7％重熔铝锭熔化，得到熔化的铝液；99.7％重熔铝锭指的是重熔铝锭中铝的质量百分含量不低于99.7％。

(2)熔炼铝合金液

将所述熔化的铝液放入保温炉内，向保温炉中加入136～286质量份的AlFe10铝铁中间合金，20～30质量份的AlRe10铝稀土中间合金，33～50质量份的AlB3铝硼中间合金，274～374质量份的AlSi10铝硅中间合金，加热至740～760℃，再加入45～60质量份的99.95％的镁锭；在730～750℃下保温静置20～40分钟，得到铝合金液；其中，AlFe10铝铁中间合金指的是铝铁中间合金中的铁的质量百分含量为9％～11％，AlRe10铝稀土中间合金指的是铝稀土中间合金中稀土的质量百分含量为9％～11％，AlB3铝硼中间合金指的是铝硼中间合金中硼的质量百分含量为2.5％～3.5％，AlSi10铝硅中间合金指的是铝硅中间合金中硅的质量百分含量为9％～11％，99.95％的镁锭指的是镁锭中镁的质量百分含量不低于99.95％。

优选的是，所述步骤(2)中当所述保温炉内的铝液达到50％时，将136～286质量份的AlFe10铝铁中间合金，20～30质量份的AlRe10铝稀土中间合金，33～50质量份的AlB3铝硼中间合金，274～374质量份的AlSi10铝硅中间合金分批投入保温炉内；当熔化的铝液全部放入保温炉后，将炉温升至740～760℃，再停止加热，用框式送镁器将45～60质量份的99.95％的镁锭送入保温炉内，搅拌。

因为镁锭和其它金属中间合金不同，镁锭的熔点较低，只有649℃，过早加入镁锭容易产生烧损，导致最终合金元素配比达不到要求。而当保温炉熔化的铝液放满后再加入镁锭，因镁锭的熔点低，很容易迅速熔化，还可以降低镁锭的烧损。当升温至740～760℃时，可加速镁锭快速熔化，框式送镁器进入铝液内，可在几分钟内熔化镁锭。

(3)浇铸得到铝合金铸条；

(4)轧制得到铝合金杆。

优选的是，所述步骤(2)中所述再加入45～60质量份的99.95％的镁锭之后还包括：步骤(a)净化处理

向所述保温炉内加入炉料总质量0.3％～0.4％的精炼剂，进行精炼，然后扒渣。

优选的是，所述步骤(2)中所述在730～750℃下保温静置20～40分钟之后还包括：步骤(b)除气处理

将静置后的所述铝合金液进入除气箱，除去所述铝合金液中的氢气，并吸附氧化夹渣。

优选的是，所述重熔铝锭的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.16％，0.04％≤Si≤0.08％，0.0001％≤Cu≤0.01％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝；

所述AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组成：9％≤Fe≤11％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝；

所述AlB3铝硼中间合金的质量百分比组成：2.5％≤B≤3.5％，0.14％≤Fe≤0.4％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝；

所述AlSi10铝硅中间合金的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.20％，9％≤Si≤11％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝；

所述99.95％镁锭的质量百分比组成：0≤Fe≤0.003％，0≤Si≤0.005％，0≤Cu≤0.002％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.02％，其余为镁；

所述AlRe10铝稀土中间合金的质量百分比组成：9％≤Re≤11％，0.09％≤Fe≤0.25％，0.08％≤Si≤0.2％，0.0001％≤Cu≤0.01％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

优选的是，所述AlRe10铝稀土中间合金中的Re10为各种稀土元素的总和，主要为镧系元素，其中的各稀土元素的质量百分含量：4.9％≤Ce≤5.5％、3.5％≤La≤4.1％、0.3％≤Pr≤0.7％、其它混合稀土元素0.3％～0.7％。

优选的是，所述步骤(3)中的所述浇铸得到铝合金铸条前还包括步骤(c)将所述铝合金液采用陶瓷滤板过滤。

优选的是，所述步骤(3)具体为将所述铝合金液流入连铸机进行浇铸，浇铸温度为690～710℃，从连铸机出来的铸条温度为480～500℃。

优选的是，将所述铸条通过倍频加热器，使铸条加温至500～520℃。

优选的是，所述步骤(4)具体为将所述铝合金铸条进入连轧机，轧制得到温度为360～370℃的中强度铝合金杆。

优选的是，将所述中强度铝合金杆进行在线淬火，淬火后中强度铝合金杆温度为55～70℃。

本发明中的铝合金杆的合金组成中增加了硼和稀土，从而克服了现有技术中铝合金杆中元素波动、工艺性能波动，引起的拉丝断线率高、时效后电阻率波动的情况，使得由铝合金杆拉丝出的中强度铝合金线的一次合格率达到98％以上，从而大大降低了铝合金杆的废品率，提高了由铝合金杆拉丝成铝合金线的生产效率，降低了铝合金线的生产成本。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供一种铝合金杆的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铝液

将9200质量份的99.7％的重熔铝锭熔化，得到熔化的铝液。

其中，所述重熔铝锭的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.16％，0.04％≤Si≤0.08％，0.0001％≤Cu≤0.01％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

(2)熔炼铝合金液

将所述熔化的铝液放入保温炉内，向保温炉中加入286质量份的AlFe10铝铁中间合金，30质量份的AlRe10铝稀土中间合金，50质量份的AlB3铝硼中间合金，374质量份的AlSi10铝硅中间合金，加热至740℃，再加入60质量份的99.95％的镁锭。

其中，所述AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组成：9％≤Fe≤11％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金的质量百分比组成：9％≤Re≤11％，0.09％≤Fe≤0.25％，0.08％≤Si≤0.2％，0.0001％≤Cu≤0.01％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金中的Re10为各种稀土元素的总和，主要为镧系元素，其中的各稀土元素的质量百分含量：4.9％≤Ce≤5.5％、3.5％≤La≤4.1％、0.3％≤Pr≤0.7％、其它混合稀土元素0.3％～0.7％。

所述AlB3铝硼中间合金的质量百分比组成：2.5％≤B≤3.5％，0.14％≤Fe≤0.4％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlSi10铝硅中间合金的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.20％，9％≤Si≤11％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述99.95％镁锭的质量百分比组成：0≤Fe≤0.003％，0≤Si≤0.005％，0≤Cu≤0.002％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.02％，其余为镁。

(a)净化处理

向所述保温炉内加入炉料总质量0.3％的精炼剂，进行精炼，然后扒渣。

在750℃下保温静置5分钟，得到铝合金液。

(b)除气处理

将静置后的所述铝合金液进入除气箱，除去所述铝合金液中的氢气，并吸附氧化夹渣。

(c)将所述铝合金液采用陶瓷滤板过滤。

(3)将所述铝合金液流入连铸机进行浇铸，浇铸温度为710℃，从连铸机出来的铸条温度为480℃。

将所述铸条通过倍频加热器，加热至510℃。

(4)将所述铝合金铸条进入连轧机，连轧机电流控制在42～45A，即可轧制成φ9.5mm中强度铝合金杆，轧制得到360℃～370℃的中强度铝合金杆，将所述中强度铝合金杆进行在线淬火，淬火后得到55℃～70℃成品的中强度铝合金杆。

本实施例中的中强度铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.60％，硅的质量百分比为0.45％，铁的质量百分比为0.40％，硼的质量百分比为0.14％，稀土的质量百分比为0.03％，余量为铝。

拉丝工艺

将上述生产的φ9.5mm中强度铝合金杆放置48小时以后，置于铝合金大拉机上，拉制成所需直径的铝合金线，拉丝后实测数据见表1。

表1.中强度铝合金线时效工艺前的参考值

时效工艺

对铝合金大拉机上拉制的中强度铝合金线进行时效，时效温度为175～185℃，时效时间控制为5～6小时，即可得到经过时效工艺后的中强度铝合金绞线。

表2.中强度铝合金线时效工艺后的参考值

在上述表中的每段直径规格范围内选一个直径值的中强度铝合金线进行时效工艺说明(数据均为经过拉丝、时效后实测统计数据)，在中强度铝合金线的直径为2.0mm≤d＜3.0mm的范围内，以2.85mm为例，在中强度铝合金线的直径为3.0≤d＜4.0的范围内，以3.4mm为例，在中强度铝合金线的直径为4.0≤d＜5.0的范围内，以4.45mm为例，分别拉丝，每种规格拉丝80盘，时效前、时效后中强度铝合金线的机械性能和电性能值及合格率见下表。

表3.中强度铝合金线机、电性能及合格率实测表

由表3可看出，此实施例制备的中强度铝合金杆拉制的铝合金线合格率达到98％以上。

本实施例中的中强度铝合金杆的制备配方及熔铸轧工艺方面有了新的突破，比如在炉前配方中增加了铝硼中间合金(AlB3)和铝稀土中间合金(AlRe10)，再配合熔、铸、轧工艺，生产的中强度铝合金杆克服了由于原材料中微量元素波动、除气不完全，引起的工艺性能波动，引起的拉丝断线率高、时效后电阻率波动的情况，使中强度铝合金线的一次合格率达到98％以上，从而大大降低了铝合金杆的废品率，提高了由铝合金杆拉丝成铝合金线的生产效率，降低了铝合金线的生产成本。

实施例2

本实施例提供一种铝合金杆的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铝液

将9300质量份的99.7％的重熔铝锭熔化，得到熔化的铝液。

其中，所述重熔铝锭的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.16％，0.04％≤Si≤0.08％，0.0001％≤Cu≤0.01％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

(2)熔炼铝合金液

将所述熔化的铝液放入保温炉内，向保温炉中加入250质量份的AlFe10铝铁中间合金，26质量份的AlRe10铝稀土中间合金，44质量份的AlB3铝硼中间合金，327质量份的AlSi10铝硅中间合金，加热至730～750℃，再加入53质量份的99.95％的镁锭。

其中，所述AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组成：9％≤Fe≤11％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金的质量百分比组成：9％≤Re≤11％，0.09％≤Fe≤0.25％，0.08％≤Si≤0.2％，0.0001％≤Cu≤0.01％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金中的Re10为各种稀土元素的总和，主要为镧系元素，其中的各稀土元素的质量百分含量：4.9％≤Ce≤5.5％、3.5％≤La≤4.1％、0.3％≤Pr≤0.7％、其它混合稀土元素0.3％～0.7％。

所述AlB3铝硼中间合金的质量百分比组成：2.5％≤B≤3.5％，0.14％≤Fe≤0.4％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlSi10铝硅中间合金的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.20％，9％≤Si≤11％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述99.95％镁锭的质量百分比组成：0≤Fe≤0.003％，0≤Si≤0.005％，0≤Cu≤0.002％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.02％，其余为镁。

(a)净化处理

向所述保温炉内加入炉料总质量0.4％的精炼剂，进行精炼，然后扒渣。

在740℃下保温静置30分钟，得到铝合金液。

(b)除气处理

将静置后的所述铝合金液进入除气箱，除去所述铝合金液中的氢气，并吸附氧化夹渣。

(c)将所述铝合金液采用陶瓷滤板过滤。

(3)将所述铝合金液流入连铸机进行浇铸，浇铸温度为690℃，从连铸机出来的铸条温度为490℃。

将所述铸条通过倍频加热器，加热至500℃。

(4)将所述铝合金铸条进入连轧机，连轧机电流控制在42～45A，即可轧制成φ9.5mm中强度铝合金杆，轧制得到360℃～370℃的中强度铝合金杆，将所述中强度铝合金杆进行在线淬火，淬火后得到55℃～70℃成品的中强度铝合金杆。

本实施例中的中强度铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.53％，硅的质量百分比为0.39％，铁的质量百分比为0.33％，硼的质量百分比为0.012％，稀土的质量百分比为0.026％，余量为铝。

本实施例中的铝合金杆的合金组成中增加了硼和稀土，从而克服了现有技术中的铝合金杆中的元素波动、工艺性能波动，引起的拉丝断线率高、时效后电阻率波动的情况，使得由铝合金杆拉丝出的中强度铝合金线的一次合格率达到98％以上，从而大大降低了铝合金杆的废品率，提高了由铝合金杆拉丝成的铝合金线的生产效率，降低了铝合金线的生产成本。

实施例3

本实施例提供一种铝合金杆的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铝液

将9400质量份的99.7％的重熔铝锭熔化，得到熔化的铝液。

其中，所述重熔铝锭的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.16％，0.04％≤Si≤0.08％，0.0001％≤Cu≤0.01％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

(2)熔炼铝合金液

将所述熔化的铝液放入保温炉内，向保温炉中加入214质量份的AlFe10铝铁中间合金，23质量份的AlRe10铝稀土中间合金，38质量份的AlB3铝硼中间合金，280质量份的AlSi10铝硅中间合金，加热至750℃，再加入45质量份的99.95％的镁锭。

其中，所述AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组成：9％≤Fe≤11％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金的质量百分比组成：9％≤Re≤11％，0.09％≤Fe≤0.25％，0.08％≤Si≤0.2％，0.0001％≤Cu≤0.01％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金中的Re10为各种稀土元素的总和，主要为镧系元素，其中的各稀土元素的质量百分含量：4.9％≤Ce≤5.5％、3.5％≤La≤4.1％、0.3％≤Pr≤0.7％、其它混合稀土元素0.3％～0.7％。

所述AlB3铝硼中间合金的质量百分比组成：2.5％≤B≤3.5％，0.14％≤Fe≤0.4％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlSi10铝硅中间合金的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.20％，9％≤Si≤11％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述99.95％镁锭的质量百分比组成：0≤Fe≤0.003％，0≤Si≤0.005％，0≤Cu≤0.002％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.02％，其余为镁。

(a)净化处理

向所述保温炉内加入炉料总质量0.35％的精炼剂，进行精炼，然后扒渣。

在750℃下保温静置35分钟，得到铝合金液。

(b)除气处理

将静置后的所述铝合金液进入除气箱，除去所述铝合金液中的氢气，并吸附氧化夹渣。

(c)将所述铝合金液采用陶瓷滤板过滤。

(3)将所述铝合金液流入连铸机进行浇铸，浇铸温度为700℃，从连铸机出来的铸条温度为500℃。

将所述铸条通过倍频加热器，加热至510℃。

(4)将所述铝合金铸条进入连轧机，连轧机电流控制在42～45A，即可轧制成φ9.5mm中强度铝合金杆，轧制得到360℃～370℃的中强度铝合金杆，将所述中强度铝合金杆进行在线淬火，淬火后得到55℃～70℃成品的中强度铝合金杆。

本实施例中的中强度铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.45％，硅的质量百分比为0.36％，铁的质量百分比为0.28％，硼的质量百分比为0.012％，稀土的质量百分比为0.023％，余量为铝。

实施例4

本实施例提供一种铝合金杆的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铝液

将9492质量份的99.7％的重熔铝锭熔化，得到熔化的铝液。

其中，所述重熔铝锭的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.16％，0.04％≤Si≤0.08％，0.0001％≤Cu≤0.01％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

(2)熔炼铝合金液

当所述保温炉内的铝液达到50％时，将136质量份的AlFe10铝铁中间合金，20质量份的AlRe10铝稀土中间合金，33质量份的AlB3铝硼中间合金，274质量份的AlSi10铝硅中间合金分批投入保温炉内；当熔化的铝液全部放入保温炉后，将炉温升至755℃，再停止加热，用框式送镁器将45质量份的99.95％的镁锭送入保温炉内，搅拌。

其中，所述AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组成：9％≤Fe≤11％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金的质量百分比组成：9％≤Re≤11％，0.09％≤Fe≤0.25％，0.08％≤Si≤0.2％，0.0001％≤Cu≤0.01％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金中的Re10为各种稀土元素的总和，主要为镧系元素，其中的各稀土元素的质量百分含量：4.9％≤Ce≤5.5％、3.5％≤La≤4.1％、0.3％≤Pr≤0.7％、其它混合稀土元素0.3％～0.7％。

所述AlB3铝硼中间合金的质量百分比组成：2.5％≤B≤3.5％，0.14％≤Fe≤0.4％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlSi10铝硅中间合金的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.20％，9％≤Si≤11％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述99.95％镁锭的质量百分比组成：0≤Fe≤0.003％，0≤Si≤0.005％，0≤Cu≤0.002％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.02％，其余为镁。

(a)净化处理

用高纯氮气(99.99％)将炉料总质量0.4％的精炼剂吹入保温炉内的铝液中，进行精炼，精炼时间需达到5min以上，精炼后人工搅拌2min，然后扒渣，扒渣后的铝液表面不得有悬浮的铝渣。

在735℃下保温静置30分钟，得到铝合金液。

(b)除气处理

将静置后的所述铝合金液进入除气箱，除去所述铝合金液中的氢气，并吸附氧化夹渣，使铝合金液得以净化。

(c)将流槽清理干净，保温炉外采取陶瓷滤板过滤，陶瓷滤板每两炉(约30～35吨铝液)更换一次。

(3)将所述铝合金液流入结晶轮启动连铸机进行水平(12点)浇铸，浇铸温度为695℃，从连铸机出来的铸条温度为500℃。

将所述铸条通过倍频加热器，加热温度为515℃。

(4)将所述铝合金铸条进入连轧机，连轧机电流控制在42～45A，即可轧制成φ9.5mm中强度铝合金杆，将所述中强度铝合金杆立即进行在线淬火处理，淬火后中强度铝合金杆温度为55～70℃，然后绕杆收线，得到成品的中强度铝合金杆。

本实施例中的中强度铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.45％，硅的质量百分比为0.35％，铁的质量百分比为0.25％，硼的质量百分比为0.01％，稀土的质量百分比为0.02％，余量为铝。

本实施例中的铝合金杆的合金组成中增加了硼和稀土，从而克服了现有技术中的铝合金杆中的元素波动、工艺性能波动，引起的拉丝断线率高、时效后铝合金杆的电阻率波动的情况，使得由铝合金杆拉丝出的中强度铝合金线的一次合格率达到98％以上，从而大大降低了铝合金杆的废品率，提高了由铝合金杆拉丝成的铝合金线的生产效率，降低了铝合金线的生产成本。

实施例5

本实施例提供一种铝合金杆的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铝液

将9250质量份的99.7％的重熔铝锭熔化，得到熔化的铝液。

其中，所述重熔铝锭的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.16％，0.04％≤Si≤0.08％，0.0001％≤Cu≤0.01％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

(2)熔炼铝合金液

当所述保温炉内的铝液达到50％时，将268质量份的AlFe10铝铁中间合金，28质量份的AlRe10铝稀土中间合金，48质量份的AlB3铝硼中间合金，350质量份的AlSi10铝硅中间合金分批投入保温炉内；当熔化的铝液全部放入保温炉后，将炉温升至760℃，再停止加热，用框式送镁器将56质量份的99.95％的镁锭送入保温炉内，搅拌。

其中，所述AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组成：9％≤Fe≤11％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金的质量百分比组成：9％≤Re≤11％，0.09％≤Fe≤0.25％，0.08％≤Si≤0.2％，0.0001％≤Cu≤0.01％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铅稀土中间合金中的Re10为各种稀土元素的总和，主要为镧系元素，其中的各稀土元素的质量百分含量：4.9％≤Ce≤5.5％、3.5％≤La≤4.1％、0.3％≤Pr≤0.7％、其它混合稀土元素0.3％～0.7％。

所述AlB3铝硼中间合金的质量百分比组成：2.5％≤B≤3.5％，0.14％≤Fe≤0.4％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlSi10铝硅中间合金的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.20％，9％≤Si≤11％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述99.95％镁锭的质量百分比组成：0≤Fe≤0.003％，0≤Si≤0.005％，0≤Cu≤0.002％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.02％，其余为镁。

(a)净化处理

用高纯氮气(99.99％)将炉料总质量0.3％的精炼剂吹入保温炉内的铝液中，进行精炼，精炼时间需达到5min以上，精炼后人工搅拌2min，然后扒渣，扒渣后的铝液表面不得有悬浮的铝渣。

在745℃下保温静置35分钟，得到铝合金液。

(b)除气处理

将静置后的所述铝合金液进入除气箱，除去所述铝合金液中的氢气，并吸附氧化夹渣，使铝合金液得以净化。

(c)将流槽清理干净，保温炉外采取陶瓷滤板过滤，陶瓷滤板每两炉(约30～35吨铝液)更换一次。

(3)将所述铝合金液流入结晶轮启动连铸机进行水平(12点)浇铸，浇铸温度为705℃，从连铸机出来的铸条温度为485℃。

将所述铸条通过倍频加热器，加热温度为505℃。

(4)将所述铝合金铸条进入连轧机，连轧机电流控制在42～45A，即可轧制成φ9.5mm中强度铝合金杆，轧制得到360℃～370℃的中强度铝合金杆，将所述中强度铝合金杆进行在线淬火，淬火后得到55℃～70℃成品的中强度铝合金杆，然后绕杆收线，得到成品的中强度铝合金杆。

本实施例中的中强度铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.56％，硅的质量百分比为0.41％，铁的质量百分比为0.36％，硼的质量百分比为0.013％，稀土的质量百分比为0.028％，余量为铝。

实施例6

本实施例提供一种铝合金杆的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铝液

将9350质量份的99.7％的重熔铝锭熔化，得到熔化的铝液。

其中，所述重熔铝锭的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.16％，0.04％≤Si≤0.08％，0.0001％≤Cu≤0.01％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

(2)熔炼铝合金液

当所述保温炉内的铝液达到50％时，将232质量份的AlFe10铝铁中间合金，25质量份的AlRe10铝稀土中间合金，40质量份的AlB3铝硼中间合金，304质量份的AlSi10铝硅中间合金分批投入保温炉内；当熔化的铝液全部放入保温炉后，将炉温升至752℃，再停止加热，用框式送镁器将49质量份的99.95％的镁锭送入保温炉内，搅拌。

其中，所述AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组成：9％≤Fe≤11％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金的质量百分比组成：9％≤Re≤11％，0.09％≤Fe≤0.25％，0.08％≤Si≤0.2％，0.0001％≤Cu≤0.01％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlRe10铝稀土中间合金中的Re10为各种稀土元素的总和，主要为镧系元素，其中的各稀土元素的质量百分含量：4.9％≤Ce≤5.5％、3.5％≤La≤4.1％、0.3％≤Pr≤0.7％、其它混合稀土元素0.3％～0.7％。

所述AlB3铝硼中间合金的质量百分比组成：2.5％≤B≤3.5％，0.14％≤Fe≤0.4％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述AlSi10铝硅中间合金的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.20％，9％≤Si≤11％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

所述99.95％镁锭的质量百分比组成：0≤Fe≤0.003％，0≤Si≤0.005％，0≤Cu≤0.002％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.02％，其余为镁。

(a)净化处理

用高纯氮气(99.99％)将炉料总质量0.38％的精炼剂吹入保温炉内的铝液中，进行精炼，精炼时间需达到5min以上，精炼后人工搅拌2min，然后扒渣，扒渣后的铝液表面不得有悬浮的铝渣。

在750℃下保温静置30分钟，得到铝合金液。

(b)除气处理

将静置后的所述铝合金液进入除气箱，除去所述铝合金液中的氢气，并吸附氧化夹渣，使铝合金液得以净化。

(c)将流槽清理干净，保温炉外采取陶瓷滤板过滤，陶瓷滤板每两炉(约30～35吨铝液)更换一次。

(3)将所述铝合金液流入结晶轮启动连铸机进行水平(12点)浇铸，浇铸温度为700℃，从连铸机出来的铸条温度为495℃。

将所述铸条通过倍频加热器，加热温度为515℃。

(4)将所述铝合金铸条进入连轧机，连轧机电流控制在42～45A，即可轧制成φ9.5mm中强度铝合金杆，将所述中强度铝合金杆进行在线淬火，淬火后得到55℃～70℃成品的中强度铝合金杆，然后绕杆收线，得到成品的中强度铝合金杆。

本实施例中的中强度铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.49％，硅的质量百分比为0.38％，铁的质量百分比为0.31％，硼的质量百分比为0.013％，稀土的质量百分比为0.025％，余量为铝。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝合金杆，其特征在于，该铝合金杆的合金的组成包括：镁的质量百分比为0.45％～0.60％，硅的质量百分比为0.35％～0.45％，铁的质量百分比为0.25％～0.40％，硼的质量百分比为0.01％～0.15％，稀土的质量百分比为0.02％～0.03％，余量为铝。

2.一种权利要求1中的铝合金杆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备铝液

将9200～9492质量份的99.7％的重熔铝锭熔化，得到熔化的铝液；

(2)熔炼铝合金液

将所述熔化的铝液放入保温炉内，向保温炉中加入136～286质量份的AlFe10铝铁中间合金，20～30质量份的AlRe10铝稀土中间合金，33～50质量份的AlB3铝硼中间合金，274～374质量份的AlSi10铝硅中间合金，加热至740～760℃，再加入45～60质量份的99.95％的镁锭；在730～750℃下保温静置20～40分钟，得到铝合金液；

(3)浇铸得到铝合金铸条；

(4)轧制得到铝合金杆。

3.根据权利要求2所述的铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述再加入45～60质量份的99.95％的镁锭之后还包括：步骤(a)净化处理

向所述保温炉内加入炉料总质量0.3％～0.4％的精炼剂，进行精炼，然后扒渣。

4.根据权利要求2所述的铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述在730～750℃下保温静置20～40分钟之后还包括：步骤(b)除气处理

将静置后的所述铝合金液进入除气箱，除去所述铝合金液中的氢气，并吸附氧化夹渣。

5.根据权利要求2所述的铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述重熔铝锭的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.16％，0.04％≤Si≤0.08％，0.0001％≤Cu≤0.01，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝；

所述AlFe10铝铁中间合金的质量百分比组成：9％≤Fe≤11％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝；

所述AlB3铝硼中间合金的质量百分比组成：2.5％≤B≤3.5％，0.14％≤Fe≤0.4％，0.08％≤Si≤0.2％，0.001％≤Cu≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝；

所述AlSi10铝硅中间合金的质量百分比组成：0.07％≤Fe≤0.20％，9％≤Si≤11％，0.001％≤Cu≤0.1％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.1％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝；

所述99.95％镁锭的质量百分比组成：0≤Fe≤0.003％，0≤Si≤0.005％，0≤Cu≤0.002％，0≤Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，其余杂质含量≤0.02％，其余为镁；

所述AlRe10铝稀土中间合金的质量百分比组成：9％≤Re≤11％，0.09％≤Fe≤0.25％，0.08％≤Si≤0.2％，0.0001％≤Cu≤0.01％，其余杂质含量≤0.03％，其余为铝。

6.根据权利要求2所述的铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的所述浇铸得到铝合金铸条前还包括步骤(c)将所述铝合金液采用陶瓷滤板过滤。

7.根据权利要求2所述的铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为将所述铝合金液流入连铸机进行浇铸，浇铸温度为690～710℃，从连铸机出来的铸条温度为480～500℃。

8.根据权利要求7所述的铝合金杆的制备方法，其特征在于，将所述铸条通过倍频加热器，使铸条加热至500～520℃。

9.根据权利要求2所述的铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为将所述铝合金铸条进入连轧机，轧制得到360～370℃的中强度铝合金杆。

10.根据权利要求9所述的铝合金杆的制备方法，其特征在于，将所述中强度铝合金杆进行在线淬火，淬火后铝合金杆温度为55～70℃。