CN106868355A - 一种铝镁合金电磁屏蔽丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝镁合金电磁屏蔽丝及其制备方法，主要应用于电磁屏蔽领域，用于制备电磁屏蔽编织物。该种铝镁合金电磁屏蔽丝以高纯铝锭、高纯镁锭、铝硼中间合金、铝铬中间合金、铝锰中间合金、富铈混合稀土为原材料，通过熔炼‑连铸，制成直径为φ5mm~12mm合金圆线，再通过冷拉拔制成直径为0.10mm~1.2mm的电磁屏蔽丝。本发明公开的铝镁合金电磁屏蔽丝具有高强度、良好延展性、优秀耐蚀性以及导电性，有效提高产品质量，改善织物的可编织性、电磁屏蔽性能及耐蚀性，提高使用寿命。

Description

一种铝镁合金电磁屏蔽丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有优秀耐蚀性、高强度的含稀土铝镁合金丝材及其制备方法，属于铝合金制备领域，主要应用于制备电磁屏蔽织物。
背景技术
我国是电子通信材料生产和出口大国。随着科学技术的不断发展和进步，机场、高压变电站等特殊地区产生的电磁波对通信和网络的干扰越加严重，同样大量通讯电缆产生的电磁波也会造成对周围环境，包括对机器设备和人体健康的影响，因此具备优异电磁屏蔽功能的材料已成为现代通信的必备材料。
铝镁合金具有高比强度、低电阻率、优异耐蚀性等优秀的综合性能，被认为是金、银、铜等稀有金属的理想的替代材料。铝镁合金与传统铜丝材相比具有更大的优点，不仅比重小，而且可编制性强，耐腐蚀性好，对通讯内容更具保障作用，被广泛应用于电磁屏蔽线缆领域，是宽带传输网络和通讯网络线缆的主要配套产品。
然而，电磁屏蔽用铝镁合金丝制造技术相对落后，生产效率低，产品质量差，性能不稳定，使用效果不理想，因此需要进行进一步研究。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种铝镁合金电磁屏蔽丝及其制备方法，对合金成分进行优化，改善合金组织和性能，提高铝镁合金丝材的强度、耐蚀性、导电率以及延展性能，提高产品质量和使用寿命。
为解决上述问题，本发明具体采用以下技术方案：
一种铝镁合金电磁屏蔽丝，其特征在于，成分按质量百分数为：3.0~4.5wt.%Mg、0.05~0.3wt.%B、0.05~0.15wt.%Cr、0.05~0.25wt.%Mn、0.05~0.3wt.%混合稀土，余量为Al，所述混合稀土由37.3wt.%La、61.5wt.%Ce及杂质组成。
前述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝，其特征在于，该铝镁合金电磁屏蔽丝的直径为0.10mm~1.2mm，可编织不同类型、不同用途的电磁屏蔽织物。
前述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将高纯铝锭熔化；
步骤2，待步骤1中的高纯铝锭全部熔化后加入高纯镁锭、R6535富铈混合稀土、Al-Cr中间合金、Al-Mn中间合金以及Al-B中间合金，搅拌均匀形成混合液；
步骤3，向混合液中采用氮气进行除气处理，熔炼成金属液；
步骤4，对金属液扒渣处理后静止5-10 min；
步骤5，将静止后的金属液制备成合金圆线；
步骤6，通过拉丝机对合金圆线进行冷拉拔加工制得铝镁合金电磁屏蔽丝。
该方法首先通过熔炼-连铸，制成直径为5mm~12mm的合金圆线，然后经过冷拔，加工成直径为0.1mm~1.2mm电磁屏蔽丝，可编织不同类型、不同用途电磁屏蔽织物。
前述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤1中高纯铝锭熔化温度为720℃。
前述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤1中采用卧式连续熔炼炉将高纯铝锭熔化。
前述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤5中采用连续铸造法制备合金圆线。
前述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤5中制得的合金圆线的直径为5mm~12mm。
前述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，在对合金圆线冷拉拔加工过程中，将合金圆线进行均匀化退火处理以提高丝材的塑性。
前述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，退火温度为425-450℃，退火时间为1.0-1.5 h。
本发明的有益效果：
1、本发明可以提高铝镁合金电磁屏蔽丝材的强度和延展性，改善铝镁合金丝材的可编织性能，从而提高合金圆线的拉丝生产效率；
2、本发明可以提高铝镁合金电磁屏蔽丝材的电阻率，提高其导电性能，从而改善制成铝镁电磁屏蔽织物的屏蔽性能；
3、本发明可以提高铝镁合金电磁屏蔽丝材的耐蚀性能，延长使用寿命和更换周期，降低使用成本。
附图说明
附图1：实施例1制备直径为12mm、10mm和5mm的Al-3.1Mg-0.1B-0.05Cr-0.05Mn-0.1RE合金圆线的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率曲线，a-抗拉强度；b-屈服强度；c-断后伸长率；
附图2：实施例2制备直径为1.2mm、0.8mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的Al-3.9Mg-0.3B-0.1Cr- 0.05Mn-0.2RE合金丝的电阻率曲线；
附图3：实施例3制备的直径为1.2mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的Al-4.5Mg-0.2B-0.15Cr-0.1Mn -0.3RE合金丝的电化学极化曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：直径为12mm、10mm和5mm的Al-3.1Mg-0.1B-0.05Cr-0.05Mn-0.1RE合金圆线制备，其中RE是La、Ce混合稀土的通用代号，为公知的标准代号。
采用卧式连续熔炼炉将高纯铝锭熔化，熔化温度为720℃，待高纯铝锭全部熔化后，加入高纯镁锭、R6535富铈混合稀土、Al-Cr中间合金、Al-Mn中间合金和Al-B中间合金，搅拌均匀形成混合液后采用氮气除气处理，熔炼成分为3.1wt.%Mg、0.1wt.%B、0.05wt.%Cr、0.05wt.%Mn、0.1wt.%RE的金属液，扒渣并静止5 min后，采用连续铸造法制备直径为12mm、10mm和5mm的合金圆线。
合金圆线拉伸性能用材料拉伸试验机测定，拉伸速率为2mm/min。合金圆线的抗拉强度、屈服强度及断后伸长率见图1，抗拉强度为220MPa~250MPa，屈服强度为165MPa~185MPa，断后伸长率为22%~30%。
实施例2：直径为1.2mm、0.8mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的Al-3.9Mg-0.3B-0.1Cr-0.05Mn -0.2RE合金丝的制备。
采用卧式连续熔炼炉将高纯铝锭熔化，熔化温度为720℃，待高纯铝锭全部熔化后，加入高纯镁锭、R6535富铈混合稀土、Al-Cr中间合金、Al-Mn中间合金和Al-B中间合金，搅拌均匀后采用氮气除气处理，熔炼成分为3.9wt.%Mg、0.3wt.%B、0.1wt.%Cr、0.05wt.%Mn、0.2wt.%RE金属液，扒渣并静止8 min后，采用连续铸造法制备合金圆线。通过拉丝机对合金圆线进行冷拉拔加工，得到直径分别为1.2mm、0.8mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的本发明合金丝。拉拔加工过程中，合金圆线在445℃下的热处理炉中进行1h的退火处理。
用直流四探针法测试合金丝材的电阻率，结果见附图2，合金丝材电阻率≤0.047Ω·mm2/m。
实施例3：制备直径为1.2mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的Al-4.5Mg-0.2B-0.15Cr-0.1Mn-0.3RE合金丝的制备。
采用卧式连续熔炼炉将高纯铝锭熔化，熔化温度为720℃，待高纯铝锭全部熔化后，加入高纯镁锭、R6535富铈混合稀土、Al-Cr、Al-Mn和Al-B中间合金，搅拌均匀后采用氮气除气处理，熔炼成分为4.5wt.%Mg、0.2wt.%B、0.15wt.%Cr、0.1wt.%Mn、0.3wt.%RE的金属液，扒渣并静止10 min，采用连续铸造法制备合金圆线。通过拉丝机对合金圆线进行冷拉拔加工，得到直径分别为1.2mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的本发明合金丝。拉拔加工过程中，合金圆线在445℃下的热处理炉中进行1h的退火处理。
在盐雾腐蚀实验机中进行腐蚀试验，合金丝材耐3.5%NaCl中性盐雾腐蚀寿命超过80天。用PARSTAT 2273型电化学工作站测试合金丝的极化曲线，合金丝电极为工作电极，饱和氯化钾/甘汞电极为参比电极、铂电极为辅助电极，质量浓度为3.5wt%NaCl溶液为电解质溶液，Tafel极化测试的扫描速率0.5 mV/s，结果如附图3所示，其腐蚀电位为-1.185~-1.225V，点蚀点位为-0.78~-0.75V，腐蚀电流密度为5~10μA/cm2。铝合金为钝化体系，极化曲线出现范围较大的钝化区，该合金丝具有高的击破电压说明其耐蚀性优异。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种铝镁合金电磁屏蔽丝，其特征在于，成分按质量百分数为：3.0~4.5wt.%Mg、0.05~0.3wt.%B、0.05~0.15wt.%Cr、0.05~0.25wt.%Mn、0.05~0.3wt.%混合稀土，余量为Al，所述混合稀土由37.3wt.%La、61.5wt.%Ce及杂质组成。
2.根据权利要求1所述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝，其特征在于，该铝镁合金电磁屏蔽丝的直径为0.10mm~1.2mm，电阻率≤0.046 Ω·mm2/m。
3.基于权利要求1或2所述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将高纯铝锭熔化；
步骤2，待步骤1中的高纯铝锭全部熔化后加入高纯镁锭、富铈混合稀土、Al-Cr中间合金、Al-Mn中间合金以及Al-B中间合金，搅拌均匀形成混合液；
步骤3，向混合液中采用氮气进行除气处理，熔炼成金属液；
步骤4，对金属液扒渣处理后静止5~10分钟；
步骤5，将静止后的金属液制备成合金圆线；
步骤6，通过拉丝机对合金圆线进行冷拉拔加工制得铝镁合金电磁屏蔽丝。
4.根据权利要求3所述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤1中高纯铝锭熔化温度为720℃。
5.根据权利要求3所述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤1中采用卧式连续熔炼炉将高纯铝锭熔化。
6.根据权利要求3所述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤5中采用连续铸造法制备合金圆线。
7.根据权利要求3所述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤5中制得的合金圆线的直径为5mm~12mm。
8.根据权利要求3所述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，在对合金圆线冷拉拔加工过程中，将合金圆线进行均匀化退火处理。
9.根据权利要求8所述的一种铝镁合金电磁屏蔽丝的制备方法，其特征在于，均匀化退火温度为425-450℃，退火时间为1.0-1.5 h。
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