CN106834813A - 一种高强度含钆元素铝合金导线及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度含钆元素铝合金导线及其制备方法，该高强度含钆元素铝合金导线按质量百分比计含有如下元素：0.05%～0.50%Gd、0.5%～1.5%Ag、0.005%～0.010%B、0.03%～0.05%Mo、0.02%～0.05%Si、0.1%～0.2%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。本发明通过添加稀土元素Gd，协调其他合金元素的性能，使本合金导线在具有较高的导电率的前提下，极大程度的优化了合金导线的力学性能和耐腐蚀性能，能够满足大跨越输电线路的需求。

Description

一种高强度含钆元素铝合金导线及其制备方法
技术领域
本发明属于合金导线制备技术领域，具体涉及了一种高强度含钆元素铝合金导线及其制备方法。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展，电力工业的建设呈现突飞猛进的趋势，在建的大跨越输电线路已向高压化、大容量化、远距离化方面发展和延伸，仅使用传统的导线已经不能满足西电东送、南北互供、全国联网的战略部署及大跨越输电线路的需求。
在电力行业中，导线的传输对电力行业有着非常大的影响。导线的材质和构造决定了导线的电阻大小和电导率。较大的电阻和较低的电导率限制了导线在电力行业的应用，电阻过大，在电力传输中会有较大的损耗，一定程度上浪费了能源。
另外，在实际生产中，铝合金导线的耐腐蚀性、抗拉强度与导电率是一对矛盾体，想在提高铝导线的抗拉强度且保证合格导电率的前提下，获得较优的耐腐蚀性能，势必对添加的合金种类及含量有更高的要求。因此如何获得力学性能、耐腐蚀性能及导电性能的较优匹配是该领域研究的主要内容。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度含钆元素铝合金导线及其制备方法。该高强度含钆元素铝合金导线通过添加稀土元素钆，协调其他合金元素的性能，使本合金导线在具有较高的导电率的前提下，极大程度的优化了合金导线的力学性能和耐腐蚀性能，能够满足大跨越输电线路的需求。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高强度含钆元素铝合金导线，按质量百分比计含有如下元素：0.05%～0.50%Gd、0.5%～1.5%Ag、0.005%～0.010%B、0.03%～0.05%Mo、0.02%～0.05%Si、0.1%～0.2%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
进一步优选本发明的技术方案：所述高强度含钆元素铝合金导线按质量百分比计含有如下：0.20%～0.50%Gd、1.0%～1.5%Ag、0.005%～0.010%B、0.03%～0.04%Mo、0.02%～0.04%Si、0.1%～0.2%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
进一步优选本发明的技术方案：所述高强度含钆元素铝合金导线按质量百分比计含有如下：0.30%Gd、1.5%Ag、0.008%B、0.04%Mo、0.03%Si、0.15%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
一种制备上述高强度含钆元素铝合金导线的方法，包括以下步骤：
步骤一，按照各元素在合金导线成品中的质量百分比，分别称取各元素的单质或者化合物；
步骤二，将99.7%工业纯铝锭放入中频感应电炉中熔化后，先加入元素Gd、Ag、B，保温搅拌，搅拌均匀后，再加入元素Mo、Si、Ru，保温搅拌、除杂质，精炼、除气、除渣，静置30分钟以上，温度控制在750℃～800℃之间；期间对炉内成分进行分析和调整；
步骤三，用连铸机连续浇铸，连续浇铸成铝合金铸锭；由挤压机在420℃～450℃热挤压制成铝合金杆，在400℃进行60分钟退火处理，然后在拉线机上，经过7～9道次的拉制，制备成相应规格的高强度含钆元素铝合金导线。
本发明的优点：
1.本发明的合金导线经测定，其电阻率为0.0025Ω·mm2/m～0.0035Ω·mm2/m，可以广泛的用于电力传输中，有效降低电力资源的损耗。
2.本发明的合金导线通过添加并控制导电率优良的Ag、Mo等金属元素的含量，提高了合金导线的导电率；添加并控制力学性能和耐腐蚀性能优良的B、Ru、Si等元素的含量，提高合金导线的理化性能；通过添加稀土元素Gd协调各个合金元素的性能，很好的改善优化合金导线的金相组织结构，使得本发明的合金导线同时具备优良的导电性能、力学性能和耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明，但是本发明的保护范围不仅仅局限于以下实施例的具体记载。
实施例1：
一种高强度含钆元素铝合金导线，按质量百分比计含有如下元素：0.05%Gd、0.5%Ag、0.005%B、0.03%Mo、0.02%Si、0.1%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
制备本实施例的高强度含钆元素铝合金导线的方法，包括以下步骤：
步骤一，按照各元素在合金导线成品中的质量百分比，分别称取各元素的单质或者化合物；
步骤二，将99.7%工业纯铝锭放入中频感应电炉中熔化后，先加入元素Gd、Ag、B，保温搅拌，搅拌均匀后，再加入元素Mo、Si、Ru，保温搅拌、除杂质，精炼、除气、除渣，静置30分钟以上，温度控制在750℃；期间对炉内成分进行分析和调整；
步骤三，用连铸机连续浇铸，连续浇铸成铝合金铸锭；由挤压机在420℃热挤压制成铝合金杆，在400℃进行60分钟退火处理，然后在拉线机上，经过7道次的拉制，制备成相应规格的高强度含钆元素铝合金导线。
实施例2：
一种高强度含钆元素铝合金导线，按质量百分比计含有如下元素：0.50%Gd、1.5%Ag、0.010%B、0.05%Mo、0.05%Si、0.2%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
制备本实施例的高强度含钆元素铝合金导线的方法，包括以下步骤：
步骤一，按照各元素在合金导线成品中的质量百分比，分别称取各元素的单质或者化合物；
步骤二，将99.7%工业纯铝锭放入中频感应电炉中熔化后，先加入元素Gd、Ag、B，保温搅拌，搅拌均匀后，再加入元素Mo、Si、Ru，保温搅拌、除杂质，精炼、除气、除渣，静置30分钟以上，温度控制在800℃之间；期间对炉内成分进行分析和调整；
步骤三，用连铸机连续浇铸，连续浇铸成铝合金铸锭；由挤压机在450℃热挤压制成铝合金杆，在400℃进行60分钟退火处理，然后在拉线机上，经过9道次的拉制，制备成相应规格的高强度含钆元素铝合金导线。
实施例3：
一种高强度含钆元素铝合金导线，按质量百分比计含有如下元素：0.30%Gd、1.5%Ag、0.008%B、0.04%Mo、0.03%Si、0.15%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
制备本实施例的高强度含钆元素铝合金导线的方法，包括以下步骤：
步骤一，按照各元素在合金导线成品中的质量百分比，分别称取各元素的单质或者化合物；
步骤二，将99.7%工业纯铝锭放入中频感应电炉中熔化后，先加入元素Gd、Ag、B，保温搅拌，搅拌均匀后，再加入元素Mo、Si、Ru，保温搅拌、除杂质，精炼、除气、除渣，静置30分钟以上，温度控制在770℃之间；期间对炉内成分进行分析和调整；
步骤三，用连铸机连续浇铸，连续浇铸成铝合金铸锭；由挤压机在440℃热挤压制成铝合金杆，在400℃进行60分钟退火处理，然后在拉线机上，经过8道次的拉制，制备成相应规格的高强度含钆元素铝合金导线。
实施例4：
一种高强度含钆元素铝合金导线，按质量百分比计含有如下元素：0.20%Gd、1.0%Ag、0.005%B、0.03%Mo、0.02%Si、0.1%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
制备本实施例的高强度含钆元素铝合金导线的方法，包括以下步骤：
步骤一，按照各元素在合金导线成品中的质量百分比，分别称取各元素的单质或者化合物；
步骤二，将99.7%工业纯铝锭放入中频感应电炉中熔化后，先加入元素Gd、Ag、B，保温搅拌，搅拌均匀后，再加入元素Mo、Si、Ru，保温搅拌、除杂质，精炼、除气、除渣，静置30分钟以上，温度控制在750℃之间；期间对炉内成分进行分析和调整；
步骤三，用连铸机连续浇铸，连续浇铸成铝合金铸锭；由挤压机在420℃热挤压制成铝合金杆，在400℃进行60分钟退火处理，然后在拉线机上，经过7道次的拉制，制备成相应规格的高强度含钆元素铝合金导线。
实施例5：
一种高强度含钆元素铝合金导线，按质量百分比计含有如下元素：0.50%Gd、1.5%Ag、0.010%B、0.04%Mo、0.04%Si、0.2%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
制备本实施例的高强度含钆元素铝合金导线的方法，包括以下步骤：
步骤一，按照各元素在合金导线成品中的质量百分比，分别称取各元素的单质或者化合物；
步骤二，将99.7%工业纯铝锭放入中频感应电炉中熔化后，先加入元素Gd、Ag、B，保温搅拌，搅拌均匀后，再加入元素Mo、Si、Ru，保温搅拌、除杂质，精炼、除气、除渣，静置30分钟以上，温度控制在760℃之间；期间对炉内成分进行分析和调整；
步骤三，用连铸机连续浇铸，连续浇铸成铝合金铸锭；由挤压机在430℃热挤压制成铝合金杆，在400℃进行60分钟退火处理，然后在拉线机上，经过8道次的拉制，制备成相应规格的高强度含钆元素铝合金导线。

Claims (4)

1.一种高强度含钆元素铝合金导线，其特征在于：按质量百分比计含有如下元素：0.05%～0.50%Gd、0.5%～1.5%Ag、0.005%～0.010%B、0.03%～0.05%Mo、0.02%～0.05%Si、0.1%～0.2%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度含钆元素铝合金导线，其特征在于：所述高强度含钆元素铝合金导线按质量百分比计含有如下：0.20%～0.50%Gd、1.0%～1.5%Ag、0.005%～0.010%B、0.03%～0.04%Mo、0.02%～0.04%Si、0.1%～0.2%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的高强度含钆元素铝合金导线，其特征在于：所述高强度含钆元素铝合金导线按质量百分比计含有如下：0.30%Gd、1.5%Ag、0.008%B、0.04%Mo、0.03%Si、0.15%Ru，余量为Al及不可避免的杂质。
4.一种制备如权利要求1-3任一所述的高强度含钆元素铝合金导线的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按照各元素在合金导线成品中的质量百分比，分别称取各元素的单质或者化合物；
步骤二，将99.7%工业纯铝锭放入中频感应电炉中熔化后，先加入元素Gd、Ag、B，保温搅拌，搅拌均匀后，再加入元素Mo、Si、Ru，保温搅拌、除杂质，精炼、除气、除渣，静置30分钟以上，温度控制在750℃～800℃之间；期间对炉内成分进行分析和调整；
步骤三，用连铸机连续浇铸，连续浇铸成铝合金铸锭；由挤压机在420℃～450℃热挤压制成铝合金杆，在400℃进行60分钟退火处理，然后在拉线机上，经过7～9道次的拉制，制备成相应规格的高强度含钆元素铝合金导线。
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