CN108486434A - 一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法 - Google Patents

一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108486434A
CN108486434A CN201810386251.6A CN201810386251A CN108486434A CN 108486434 A CN108486434 A CN 108486434A CN 201810386251 A CN201810386251 A CN 201810386251A CN 108486434 A CN108486434 A CN 108486434A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium alloy
aluminum alloy
continuous casting
temperature
aluminium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810386251.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王顺成
周楠
甘春雷
宋东福
郑开宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Institute of Materials and Processing
Original Assignee
Guangdong Institute of Materials and Processing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Institute of Materials and Processing filed Critical Guangdong Institute of Materials and Processing
Priority to CN201810386251.6A priority Critical patent/CN108486434A/zh
Publication of CN108486434A publication Critical patent/CN108486434A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/023—Alloys based on aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法，包括以下步骤：熔炼配制铝合金液、炉内喷吹精炼、在线晶粒细化、在线除气过滤、高能超声搅拌、恒温连铸连轧、在线淬火、拉拔和人工时效。本发明通过优化设计铝合金导线的连铸连轧工艺，对连铸前的铝合金液和连轧前的连铸坯分别进行恒温加热，提高铝合金液连铸温度和连铸坯初轧、终轧温度以及铝合金圆杆在线淬火温度的稳定性，提高铝合金导线强度和导电率的均匀性和一致性，解决了同批次生产以及不同批次生产时因连铸连轧温度的波动而导致铝合金导线强度和导电率不均匀的问题。

Description

一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法
技术领域
本发明属于铝合金导线制造技术领域，具体是涉及一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法。
背景技术
众所周知，我国的电力资源分布不平衡，西南省份水电资源丰富，西北省份则煤电资源丰富，而东部沿海和东南沿海省份则电力资源稀缺，但又都是电力消费大省，导致我国大量电力资源需要从西南和西北省份经过长距离输送到东部沿海和东南沿海的电力消费大省，长距离输电线路则需要经过大量高山峡谷、江河湖泊甚至重冰地带。为了降低长距离输电线路的电能损耗，提高电能利用效率，国家电网目前正在推广应用高强高导的铝合金导线，逐步加大高强高导铝合金导线的投放力度。因此，为了降低长距离输电线路的电能损耗，满足我国电力资源长距离大跨越西电东送的需要，迫切需要开发高强高导的铝合金导线。
铝合金导线沿长度方向上强度和导电率的均匀性是高强高导铝合金导线的一个重要指标，包括同批次生产的不同位置的铝合金导线以及不同批次之间生产的铝合金导线的强度和导电率均匀性和一致性。铝合金导线目前主要采用连铸连轧工艺生产，即先将铝合金液连铸连轧成铝合金圆杆，然后再拉拔成铝合金导线。现有技术生产的高强高导铝合金导线的强度和导电率均匀性指标普遍都较差，这与铝合金液的连铸温度以及连铸坯的初轧和终轧温度不能保持连续稳定有着密切关系，原因是铝合金液连铸温度的波动将直接影响到连铸时铝合金液的凝固行为以及凝固后连铸坯的组织形态，并进一步影响到后续连铸坯初轧、终轧和铝合金圆杆淬火的温度稳定性，最终导致同批次生产的不同位置的铝合金导线以及不同批次之间的铝合金导线的强度和导电率产生波动，即铝合金导线的强度和导电率不均匀。因此，现有高强高导铝合金导线的连铸连轧工艺仍有待改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法，通过提高铝合金液连铸温度和连铸坯初轧、终轧温度的稳定性，实现同批次生产和不同批次生产的铝合金导线的恒温连铸连轧，提高铝合金导线强度和导电率的均匀性和一致性。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所述的铝合金导线，其特点是由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.65～0.75%，Si 0.35～0.45%，Ce 0.04～0.06%，La 0.01～0.015%，Mn 0.01～0.02%，V 0.005～0.01%，Ti 0.005～0.01%，B 0.0005～0.001%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中Ce与La的质量比为4:1，Mn与V的质量比为2:1，Ti与B的质量比为10:1，其它杂质的单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。
本发明所述铝合金导线的恒温连铸连轧方法，其特点是包括以下步骤：
第一步：选用Al99.85牌号重熔用铝锭、Mg9990牌号原生镁锭、Al-10Si合金、Al-20Mn合金、Al-10V合金、Al-5Ti-0.5B合金杆和富铈混合稀土为原材料，富铈混合稀土的成分及质量百分比为：Ce 80%，La 20%；
第二步：在690～720℃将铝锭加热熔化，然后加入占原材料总重量0.65～0.75%的镁锭、3.5～4.5%的Al-10Si合金、0.05～0.1%的Al-20Mn合金、0.05～0.1%的Al-10B合金和0.05～0.075%的富铈混合稀土，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用纯度为99.99%的氩气和占原材料总重量0.5%的精炼剂对铝合金液喷吹精炼3～5分钟进行除气除杂处理，扒渣后再静置10～20分钟；
第四步：将铝合金液导入流槽，加入占原材料总重量0.1～0.2%的Al-5Ti-0.5B合金杆进行在线晶粒细化处理；
第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上的旋转速度为300转/分钟、氩气纯度为99.99%、氩气流量为0.5立方米/小时的除气机石墨转子和孔隙度为30ppi的陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
第六步：将铝合金液流过设置在连铸机前面且温度为680±2℃的恒温加热炉后流入连铸机，在连铸机结晶轮转动线速度为14～15米/分钟、冷却水流量为0.5～0.6升/小时、超声波输出频率为25kHz、超声波输出功率为450瓦条件下，连铸成铝合金连铸坯；
第七步：将铝合金连铸坯穿过设置在连轧机前面且温度为430±2℃的恒温加热炉，再送入连轧机连轧成直径9.5毫米的铝合金圆杆，且铝合金圆杆穿水冷却至室温进行淬火；
第八步：在道次拉拔变形量为3～5%、拉拔速度为7～8米/秒的条件下，将铝合金圆杆拉拔成直径为1.5～3.5毫米的铝合金线；
第九步：将铝合金线在150～160℃时效4～5小时，然后继续升温至180～190℃时效3～4小时，随炉冷却后得到铝合金导线。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明通过在连铸机前面设置铝合金液恒温加热炉和在连轧机前面设置铝合金连铸坯恒温加热炉，提高铝合金液连铸温度和铝合金连铸坯初轧、终轧温度和铝合金圆杆在线淬火温度的稳定性，实现了同批次生产和不同批次生产的铝合金导线的恒温连铸连轧，显著提高铝合金导线强度和导电率的均匀性和一致性。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明所述铝合金导线的恒温连铸连轧流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明作进一步的详细说明。
本发明所述的铝合金导线，由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.65～0.75%，Si0.35～0.45%，Ce 0.04～0.06%，La 0.01～0.015%，Mn 0.01～0.02%，V 0.005～0.01%，Ti0.005～0.01%，B 0.0005～0.001%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中Ce与La的质量比为4:1，Mn与V的质量比为2:1，Ti与B的质量比为10:1，其它杂质的单个含量≤0.01%，其它杂质的总量≤0.05%。
Mg和Si是铝合金导线的主要强化元素，在铝合金导线中可形成Mg2Si强化相，增强铝合金导线的强度。Mg、Si含量越高，铝合金导线的强度也越高，但导电率则越低。而Mg、Si含量的范围越大，铝合金导线的强度和导电率波动范围也越大。为了保证铝合金导线获得足够的强度和导电率，并尽量减小强度和导电率的波动范围，因此Mg含量选择在0.65～0.75%，Si含量选择在0.35～0.45%。
Ce和La稀土元素是对铝合金液有洁净化作用，可以消除H、O、Na、K等非金属杂质元素对铝合金导线强度和导电率的负面影响，提高铝合金导线的强度和导电率。发明人经过大量的探索性实验研究后发现，当添加的Ce与La的质量比为4:1，且Ce含量为0.04～0.06%、La含量为0.01～0.015时，添加的Ce和La稀土元素可以最大限度地消除非金属夹杂物的负面影响，提高铝合金导线的强度和导电率。
Mn和V的主要作用是细化变质富Fe相。Fe是铝锭、镁锭中不可避免的杂质元素，在铝合金导线中通常以粗大针状富Fe相形式分布在铝基体中，会严重割裂铝基体，降低铝合金导线的强度和塑性。发明人通过大量的实验研究后发现，当Mn与V的质量比为2:1，复合添加0.01～0.02%的Mn和0.005～0.01%的V，通过Mn与B的交互作用对富Fe相进行细化变质，使富Fe相从粗大针状转变为细小均匀的颗粒状，可以提高铝合金导线的强度和塑性。
Ti和B是以Al-5Ti-0.5B合金杆的形式加入到铝合金液中，主要作用是细化铝合金连铸坯的晶粒，提高铝合金连铸坯的组织成分均匀性和塑性。发明人通过实验研究后发现，添加0.1～0.2%的Al-5Ti-0.5B合金杆，铝合金中含有0.005～0.01%的Ti和0.0005～0.001%的B，可显著细化铝合金连铸坯的晶粒，提高铝合金连铸坯的组织成分均匀性和塑性。
请参阅图1，本发明所述铝合金导线的恒温连铸连轧方法，包括以下步骤：
第一步：选用Al99.85牌号重熔用铝锭、Mg9990牌号原生镁锭、Al-10Si合金、Al-20Mn合金、Al-10V合金、Al-5Ti-0.5B合金杆和富铈混合稀土为原材料，富铈混合稀土的成分及质量百分比为：Ce 80%，La 20%；
第二步：在加热炉中690～720℃将铝锭加热熔化，然后加入占原材料总重量0.65～0.75%的镁锭、3.5～4.5%的Al-10Si合金、0.05～0.1%的Al-20Mn合金、0.05～0.1%的Al-10B合金和0.05～0.075%的富铈混合稀土，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用纯度为99.99%的氩气和占原材料总重量0.5%的精炼剂对炉内铝合金液喷吹精炼3～5分钟进行除气除杂处理，扒渣后再静置10～20分钟；
第四步：将炉内铝合金液导入流槽，加入占原材料总重量0.1～0.2%的Al-5Ti-0.5B合金杆进行在线晶粒细化处理；
第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上的旋转速度为300转/分钟、氩气纯度为99.99%、氩气流量为0.5立方米/小时的除气机石墨转子和孔隙度为30ppi的陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
第六步：将铝合金液流过设置在连铸机前面且温度为680±2℃的恒温加热炉后流入连铸机，在连铸机结晶轮转动线速度为14～15米/分钟、冷却水流量为0.5～0.6升/小时、超声波输出频率为25kHz、超声波输出功率为450瓦条件下，连铸成铝合金连铸坯；
第七步：将铝合金连铸坯穿过设置在连轧机前面且温度为430±2℃的恒温加热炉，再送入连轧机连轧成直径9.5毫米的铝合金圆杆，且铝合金圆杆穿水冷却至室温进行淬火；
第八步：在道次拉拔变形量为3～5%、拉拔速度为7～8米/秒的条件下，将铝合金圆杆拉拔成直径为1.5～3.5毫米的铝合金线；
第九步：将铝合金线在150～160℃时效4～5小时，然后继续升温至180～190℃时效3～4小时，随炉冷却后得到铝合金导线。
铝锭加热熔化后，还需要加入镁锭、Al-10Si合金、Al-20Mn合金、Al-10B合金和富铈混合稀土，然后搅拌熔化成铝合金液。熔炼配制好的铝合金液在进入连铸机前，还需要经历炉内喷吹精炼、在线添加Al-5Ti-0.5B合金杆进行晶粒细化处理、除气机在线除气和陶瓷过滤板在线过滤等一系列的操作，这一系列的操作不仅会引起铝合金液温度的下降，更重要的是会引起铝合金液温度发生波动，这是导致同批次以及不同批次生产时铝合金液连铸温度发生波动和变化的原因。而铝合金液连铸温度的波动，将直接影响到连铸坯的凝固行为以及凝固后连铸坯的组织形态，并进一步影响到后续连铸坯的初轧、终轧和铝合金圆杆的淬火温度，最终导致同批次生产的不同位置的铝合金导线以及不同批次生产的铝合金导线之间的强度和导电率发生波动，即导致铝合金导线的强度和导电率不均匀性，一致性差。
为了解决上述问题，本发明创新性的分别在连铸机前面设置一个680±2℃的铝合金液恒温加热炉和在连轧机前面设置一个430±2℃的铝合金连铸坯恒温加热炉，将进入连铸机的铝合金液温度严格控制在680±2℃，将进入连轧机的铝合金连铸坯温度严格控制在430±2℃，从而提高铝合金液连铸温度和铝合金连铸坯初轧、终轧温度和铝合金圆杆在线淬火温度的稳定性，实现同批次生产以及不同批次生产时铝合金液连铸温度和铝合金连铸坯初轧、终轧温度和铝合金圆杆在线淬火温度的连续稳定，最终提高铝合金导线强度和导电率的均匀性和一致性。
本发明所述的铝合金导线的恒温连铸连轧，是指同批次生产时以及不同批次生产时铝合金液的连铸温度和连铸坯的初轧、终轧温度能够尽可能保持一致，温度波动范围较小，基本实现连续恒定的温度。本发明所述的连铸机前面的恒温加热炉和连轧机前面的恒温加热炉，既可以是电阻加热炉也可以是电磁加热炉，其功率大小和炉子尺寸大小可根据生产线的实际情况进行调整配置，只要能够满足温度控制范围并且恒定即可。恒温加热炉的温度控制范围越小越好，温度控制范围越小，同批次生产和不同批次生产时铝合金液连铸温度和铝合金连铸坯初轧、终轧温度的稳定性也越好，铝合金导线强度和导电率的均匀性和一致性也越高。但也应该明白，恒温加热炉的温度控制范围越小，对加热炉的设计要求也越高，生产成本也越高。本申请的发明人通过大量实验研究发现，只要将连铸机前面的铝合金液恒温加热炉的温度控制在680±2℃，将连轧机前面的铝合金连铸坯恒温加热炉的温度控制在430±2℃，就可以大幅度减小铝合金液连铸温度和铝合金连铸坯初轧、终轧温度的波动范围，显著提高铝合金导线强度和导电率的均匀性和一致性。
为了更详尽的描述本发明的铝合金导线的恒温连铸连轧方法，以下列举几个实施例和对比例作更进一步的说明。
实施例1：
铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.65%，Si 0.45%，Ce 0.04%，La 0.01%，Mn 0.02%，V 0.01%，Ti 0.005%，B 0.0005%，Fe 0.12%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质的单个含量≤0.01%，其它杂质的总量≤0.05%。铝合金导线的恒温连铸连轧方法包括以下步骤：
第一步：选用Al99.85牌号重熔用铝锭、Mg9990牌号原生镁锭、Al-10Si合金、Al-20Mn合金、Al-10V合金、Al-5Ti-0.5B合金杆和富铈混合稀土为原材料，富铈混合稀土的成分及质量百分比为：Ce 80%，La 20%；
第二步：在加热炉中720℃将铝锭加热熔化，然后加入占原材料总重量0.65%的镁锭、4.5%的Al-10Si合金、0.1%的Al-20Mn合金、0.1%的Al-10B合金和0.05%的富铈混合稀土，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用纯度为99.99%的氩气和占原材料总重量0.5%的六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液喷吹精炼3分钟进行除气除杂处理，扒渣后再静置20分钟；
第四步：将炉内铝合金液导入流槽，加入占原材料总重量0.1%的Al-5Ti-0.5B合金杆进行在线晶粒细化处理；
第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上的旋转速度为300转/分钟、氩气纯度为99.99%、氩气流量为0.5立方米/小时的除气机石墨转子和孔隙度为30ppi的陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
第六步：将铝合金液流过设置在连铸机前面且温度为680±2℃的恒温加热炉后流入连铸机，在连铸机结晶轮转动线速度为15米/分钟、冷却水流量为0.6升/小时、超声波输出频率为25kHz、超声波输出功率为450瓦条件下，连铸成铝合金连铸坯；
第七步：将铝合金连铸坯穿过设置在连轧机前面且温度为430±2℃的恒温加热炉，再送入连轧机连轧成直径9.5毫米的铝合金圆杆，且铝合金圆杆穿水冷却至室温进行淬火；
第八步：在道次拉拔变形量为5%、拉拔速度为7米/秒的条件下，将铝合金圆杆拉拔成直径为1.5毫米的铝合金线；
第九步：将铝合金线在160℃时效4小时，然后继续升温至180℃时效4小时，随炉冷却后得到铝合金导线。
实施例2：
铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.75%，Si 0.35%，Ce 0.06%，La0.015%，Mn 0.01%，V 0.005%，Ti 0.01%，B 0.001%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质的单个含量≤0.01%，其它杂质的总量≤0.05%。铝合金导线的恒温连铸连轧方法包括以下步骤：
第一步：选用Al99.85牌号重熔用铝锭、Mg9990牌号原生镁锭、Al-10Si合金、Al-20Mn合金、Al-10V合金、Al-5Ti-0.5B合金杆和富铈混合稀土为原材料，富铈混合稀土的成分及质量百分比为：Ce 80%，La 20%；
第二步：在加热炉中690℃将铝锭加热熔化，然后加入占原材料总重量0.75%的镁锭、3.5%的Al-10Si合金、0.05%的Al-20Mn合金、0.05%的Al-10B合金和0.075%的富铈混合稀土，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用纯度为99.99%的氩气和占原材料总重量0.5%的六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液喷吹精炼5分钟进行除气除杂处理，扒渣后再静置10分钟；
第四步：将炉内铝合金液导入流槽，加入占原材料总重量0.2%的Al-5Ti-0.5B合金杆进行在线晶粒细化处理；
第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上的旋转速度为300转/分钟、氩气纯度为99.99%、氩气流量为0.5立方米/小时的除气机石墨转子和孔隙度为30ppi的陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
第六步：将铝合金液流过设置在连铸机前面且温度为680±2℃的恒温加热炉后流入连铸机，在连铸机结晶轮转动线速度为14米/分钟、冷却水流量为0.5升/小时、超声波输出频率为25kHz、超声波输出功率为450瓦条件下，连铸成铝合金连铸坯；
第七步：将铝合金连铸坯穿过设置在连轧机前面且温度为430±2℃的恒温加热炉，再送入连轧机连轧成直径9.5毫米的铝合金圆杆，且铝合金圆杆穿水冷却至室温进行淬火；
第八步：在道次拉拔变形量为3～5%、拉拔速度为7～8米/秒的条件下，将铝合金圆杆拉拔成直径为1.5～3.5毫米的铝合金线；
第九步：将铝合金线在150℃时效5小时，然后继续升温至190℃时效3小时，随炉冷却后得到铝合金导线。
对比例1：
铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.65%，Si 0.45%，Ce 0.04%，La 0.01%，Mn 0.02%，V 0.01%，Ti 0.005%，B 0.0005%，Fe 0.12%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质的单个含量≤0.01%，其它杂质的总量≤0.05%。铝合金导线的恒温连铸连轧方法包括以下步骤：
第一步：选用Al99.85牌号重熔用铝锭、Mg9990牌号原生镁锭、Al-10Si合金、Al-20Mn合金、Al-10V合金、Al-5Ti-0.5B合金杆和富铈混合稀土为原材料，富铈混合稀土的成分及质量百分比为：Ce 80%，La 20%；
第二步：在加热炉中720℃将铝锭加热熔化，然后加入占原材料总重量0.65%的镁锭、4.5%的Al-10Si合金、0.1%的Al-20Mn合金、0.1%的Al-10B合金和0.05%的富铈混合稀土，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用纯度为99.99%的氩气和占原材料总重量0.5%的六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液喷吹精炼3分钟进行除气除杂处理，扒渣后再静置20分钟；
第四步：将炉内铝合金液导入流槽，加入占原材料总重量0.1%的Al-5Ti-0.5B合金杆进行在线晶粒细化处理；
第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上的旋转速度为300转/分钟、氩气纯度为99.99%、氩气流量为0.5立方米/小时的除气机石墨转子和孔隙度为30ppi的陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
第六步：将铝合金液流入连铸机，在连铸机结晶轮转动线速度为15米/分钟、冷却水流量为0.6升/小时、超声波输出频率为25kHz、超声波输出功率为450瓦条件下，连铸成铝合金连铸坯；
第七步：将铝合金连铸坯穿过设置在连轧机前面且温度为430±2℃的恒温加热炉，再送入连轧机连轧成直径9.5毫米的铝合金圆杆，且铝合金圆杆穿水冷却至室温进行淬火；
第八步：在道次拉拔变形量为5%、拉拔速度为7米/秒的条件下，将铝合金圆杆拉拔成直径为1.5毫米的铝合金线；
第九步：将铝合金线在160℃时效4小时，然后继续升温至180℃时效4小时，随炉冷却后得到铝合金导线。
对比例2：
铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.75%，Si 0.35%，Ce 0.06%，La0.015%，Mn 0.01%，V 0.005%，Ti 0.01%，B 0.001%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质的单个含量≤0.01%，其它杂质的总量≤0.05%。铝合金导线的恒温连铸连轧方法包括以下步骤：
第一步：选用Al99.85牌号重熔用铝锭、Mg9990牌号原生镁锭、Al-10Si合金、Al-20Mn合金、Al-10V合金、Al-5Ti-0.5B合金杆和富铈混合稀土为原材料，富铈混合稀土的成分及质量百分比为：Ce 80%，La 20%；
第二步：在加热炉中690℃将铝锭加热熔化，然后加入占原材料总重量0.75%的镁锭、3.5%的Al-10Si合金、0.05%的Al-20Mn合金、0.05%的Al-10B合金和0.075%的富铈混合稀土，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用纯度为99.99%的氩气和占原材料总重量0.5%的六氯乙烷精炼剂对炉内铝合金液喷吹精炼5分钟进行除气除杂处理，扒渣后再静置10分钟；
第四步：将炉内铝合金液导入流槽，加入占原材料总重量0.2%的Al-5Ti-0.5B合金杆进行在线晶粒细化处理；
第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上的旋转速度为300转/分钟、氩气纯度为99.99%、氩气流量为0.5立方米/小时的除气机石墨转子和孔隙度为30ppi的陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
第六步：将铝合金液流过设置在连铸机前面且温度为680±2℃的恒温加热炉后流入连铸机，在连铸机结晶轮转动线速度为14米/分钟、冷却水流量为0.5升/小时、超声波输出频率为25kHz、超声波输出功率为450瓦条件下，连铸成铝合金连铸坯；
第七步：将铝合金连铸坯送入连轧机连轧成直径9.5毫米的铝合金圆杆，且铝合金圆杆穿水冷却至室温进行淬火；
第八步：在道次拉拔变形量为3～5%、拉拔速度为7～8米/秒的条件下，将铝合金圆杆拉拔成直径为1.5～3.5毫米的铝合金线；
第九步：将铝合金线在150℃时效5小时，然后继续升温至190℃时效3小时，随炉冷却后得到铝合金导线。
在实施例1～2和对比例1～2的铝合金导线上分别随机截取3个试样，在WCH500型电子拉伸机上进行室温拉伸，拉伸速度是2 mm/min，检测铝合金导线的抗拉强度，在CTM2000型直流双臂电桥上测定铝合金导线的导电率，结果如表1所示。
表1 实施例1～2和对比例1～2的铝合金导线的抗拉强度和导电率
从表1检测结果可看到，本发明实施例1的铝合金导线的抗拉强度波动范围为1.6MPa，导电率波动范围为0.2%IACS。实施例2的铝合金导线的抗拉强度波动范围为1.4MPa，导电率波动范围为0.2%IACS。对比例1的铝合金导线的抗拉强度波动范围为9.5MPa，导电率波动范围为0.8%IACS。对比例2的铝合金导线的抗拉强度波动范围为9.4MPa，导电率波动范围为0.9%IACS。从上述数据对比可看到，对比例1的铝合金导线由于连铸机前面没有设置铝合金液恒温加热炉，对比例2的铝合金导线由于连轧机前没有设置连铸坯恒温加热炉，导致铝合金导线抗拉强度和导电率的波动范围都较大。而本发明实施例1和实施例2的铝合金导线由于连铸机前面设置铝合金液恒温加热炉和连轧机前设置连铸坯恒温加热炉，可显著减小铝合金导线抗拉强度和导电率的波动范围，即显著提高了铝合金导线强度和导电率的均匀性和一致性。
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (1)

1.一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法，其特征在于该铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Mg 0.65～0.75%，Si 0.35～0.45%，Ce 0.04～0.06%，La 0.01～0.015%，Mn0.01～0.02%，V 0.005～0.01%，Ti 0.005～0.01%，B 0.0005～0.001%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中Ce与La的质量比为4:1，Mn与V的质量比为2:1，Ti与B的质量比为10:1，其它杂质的单个含量≤0.01%，总量≤0.05%；
该铝合金导线的恒温连铸连轧方法包括以下步骤：
第一步：选用Al99.85牌号重熔用铝锭、Mg9990牌号原生镁锭、Al-10Si合金、Al-20Mn合金、Al-10V合金、Al-5Ti-0.5B合金杆和富铈混合稀土为原材料，富铈混合稀土的成分及质量百分比为：Ce 80%，La 20%；
第二步：在690～720℃将铝锭加热熔化，然后加入占原材料总重量0.65～0.75%的镁锭、3.5～4.5%的Al-10Si合金、0.05～0.1%的Al-20Mn合金、0.05～0.1%的Al-10B合金和0.05～0.075%的富铈混合稀土，搅拌熔化成铝合金液；
第三步：用纯度为99.99%的氩气和占原材料总重量0.5%的精炼剂对铝合金液喷吹精炼3～5分钟进行除气除杂处理，扒渣后再静置10～20分钟；
第四步：将铝合金液导入流槽，加入占原材料总重量0.1～0.2%的Al-5Ti-0.5B合金杆进行在线晶粒细化处理；
第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上的旋转速度为300转/分钟、氩气纯度为99.99%、氩气流量为0.5立方米/小时的除气机石墨转子和孔隙度为30ppi的陶瓷过滤板进行在线除气过滤处理；
第六步：将铝合金液流过设置在连铸机前面且温度为680±2℃的恒温加热炉后流入连铸机，在连铸机结晶轮转动线速度为14～15米/分钟、冷却水流量为0.5～0.6升/小时、超声波输出频率为25kHz、超声波输出功率为450瓦条件下，连铸成铝合金连铸坯；
第七步：将铝合金连铸坯穿过设置在连轧机前面且温度为430±2℃的恒温加热炉，再送入连轧机连轧成直径9.5毫米的铝合金圆杆，且铝合金圆杆穿水冷却至室温进行淬火；
第八步：在道次拉拔变形量为3～5%、拉拔速度为7～8米/秒的条件下，将铝合金圆杆拉拔成直径为1.5～3.5毫米的铝合金线；
第九步：将铝合金线在150～160℃时效4～5小时，然后继续升温至180～190℃时效3～4小时，随炉冷却后得到铝合金导线。
CN201810386251.6A 2018-04-26 2018-04-26 一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法 Pending CN108486434A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810386251.6A CN108486434A (zh) 2018-04-26 2018-04-26 一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810386251.6A CN108486434A (zh) 2018-04-26 2018-04-26 一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108486434A true CN108486434A (zh) 2018-09-04

Family

ID=63313120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810386251.6A Pending CN108486434A (zh) 2018-04-26 2018-04-26 一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108486434A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109852813A (zh) * 2019-01-07 2019-06-07 贵溪红石金属有限公司 一种异型铜杆高效连铸连扎生产工艺
CN117535568A (zh) * 2024-01-09 2024-02-09 北京魏桥国科新能源技术研究院有限公司 高强度耐热铝合金、单线及其生产方法和导线
WO2024198562A1 (zh) * 2023-03-28 2024-10-03 江苏中天科技股份有限公司 一种中强高导铝合金单丝生产工艺及其铝合金单丝

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102041418A (zh) * 2011-01-28 2011-05-04 江苏中天科技股份有限公司 一种制造57%导电率的中强度铝合金线方法
CN106868350A (zh) * 2017-02-27 2017-06-20 广东新亚光电缆实业有限公司 一种中强耐热铝合金导线及其制造方法
CN105838929B (zh) * 2016-03-31 2017-07-28 广东省材料与加工研究所 一种稀土铝合金导线及其制造方法
CN105420556B (zh) * 2015-11-19 2017-08-18 国家电网公司 特高压用铝合金导线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102041418A (zh) * 2011-01-28 2011-05-04 江苏中天科技股份有限公司 一种制造57%导电率的中强度铝合金线方法
CN105420556B (zh) * 2015-11-19 2017-08-18 国家电网公司 特高压用铝合金导线
CN105838929B (zh) * 2016-03-31 2017-07-28 广东省材料与加工研究所 一种稀土铝合金导线及其制造方法
CN106868350A (zh) * 2017-02-27 2017-06-20 广东新亚光电缆实业有限公司 一种中强耐热铝合金导线及其制造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109852813A (zh) * 2019-01-07 2019-06-07 贵溪红石金属有限公司 一种异型铜杆高效连铸连扎生产工艺
WO2024198562A1 (zh) * 2023-03-28 2024-10-03 江苏中天科技股份有限公司 一种中强高导铝合金单丝生产工艺及其铝合金单丝
CN117535568A (zh) * 2024-01-09 2024-02-09 北京魏桥国科新能源技术研究院有限公司 高强度耐热铝合金、单线及其生产方法和导线
CN117535568B (zh) * 2024-01-09 2024-04-19 北京魏桥国科新能源技术研究院有限公司 高强度耐热铝合金、单线及其生产方法和导线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106893897B (zh) 一种耐热稀土铝合金导线及其制造方法
KR20220038072A (ko) 구리-철 합금 슬라브 잉곳의 비진공 다운 드로잉 연속 주조 생산 공정
CN101509088B (zh) 高强度、高韧性稀土铝合金材料及其制备方法
CN104028961A (zh) 一种中强度铝合金线及其生产工艺
CN104805319A (zh) 一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法
CN108486434A (zh) 一种铝合金导线的恒温连铸连轧方法
CN111187992B (zh) 一种切割金刚线用盘条的连铸坯生产方法
CN104498747A (zh) 一种Al-Zr-RE合金圆铝杆的制备方法
CN106119612A (zh) 一种中强度铝合金材料及其制备方法
CN110042238A (zh) 高品质FeV50合金的生产方法
CN105274399A (zh) 一种电缆导体用铝合金材料及其应用
CN106435273B (zh) 一种高塑性耐腐蚀Zn-Cu-Ti合金及其制备方法
CN111020305A (zh) 一种铝合金复合材料皮材扁铸锭及其制造方法
CN104651689A (zh) 一种中高温环境下使用的高热导率镁合金及其制备方法
CN109518027A (zh) 一种细晶Mg-Al-Ti-C中间合金的制备方法和应用
CN106048302B (zh) 一种应用于核电和风电的铸造材料及其制作方法
CN104911408B (zh) 一种硬铝导线单丝及其制备方法
CN108588515A (zh) 一种高强高导的铝合金导线及其制备方法
CN106868350B (zh) 一种中强耐热铝合金导线及其制造方法
CN109439974B (zh) 一种高硅铝合金薄板制备工艺
CN108754248A (zh) 一种架空绞线用铝合金导线及其制造方法
CN112575217A (zh) 一种新能源用碲铜合金及其加工方法
CN108823464B (zh) 一种铜合金材料及其制备方法
CN106676318A (zh) 一种异步牵引电机转子导条用含锆黄铜材料及其制备方法
CN105568189B (zh) 一种含纳米相的铝‑镁‑硅系合金线的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180904