CN112646988A - 一种高导电率耐热铝合金杆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其制备方法为：工业纯铝熔融后进行硼化处理，待铝液中的V，Ti，Cr，Mn杂质元素含量总和低于50ppm时转炉，然后添加Al‑Zr和Al‑Er中间合金，最后通过连铸连轧获得铝合金杆。所述杆含有0.03‑0.12wt％Zr和0.05‑0.25wt％Er，B≤0.006wt％，Fe≤0.15wt％，Si≤0.05wt％，V，Ti，Cr，Mn杂质元素总和小于0.005wt％，铝为余量。本发明提供的技术方案通过定量化的硼化处理方式，使得铝液中的V，Ti，Cr，Mn杂质元素形成硼化物，从而从铝液中去除，最终获得了具备高导电率的耐热合金铝杆。本发明制备的铝导杆的导电率≥61.5％IACS，抗拉强度≥159MPa，耐热温度≥150℃，有效解决现有耐热铝合金导体材料导电率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金杆材及其制备方法，特别是涉及一种高导电率耐热铝合金杆的制备方法。
背景技术
耐热铝合金导线是一种性能良好的特种扩容导线，采用耐热铝合金导线对现有线路进行扩容改造，可不改变原输电线路路径，也不必增强或改造铁塔，只需要更换原有导线，就能提高线路的输送能力，从而能降低工程的整体造价。高导电率耐热铝合金导线可以在较高运行温度下稳定工作，允许承载的电流更大，既可提高线路运行的安全性、稳定性，还可减少施工、维护成本，延长输电线路寿命和节约线路走廊资源，具有显著的经济效益和社会效益。
但现有耐热铝合金导线在满足耐热性(耐热温度等级150℃)、力学性能(抗拉强度大于159MPa)的条件下，导电率为60％IACS，难以满足远距离、大容量输电线路建设工程及电网扩容改造工程的需求。而提高导线导电率是降低输电损耗最有效的方法。
铝合金中微量的Cr、Mn、V、Ti四种杂质元素严重降低材料的导电性能，通过硼化处理可以有效降低这些杂质元素在熔体中的含量。目前主要是在铝合金生产线的保温炉中加入Al-B中间合金锭进行硼化处理。但是，B元素加入量过少时会导致杂质元素去除不彻底降低合金的导电率；B元素加入量过多时会导致合金中B元素含量过高降低合金的导电率，同时也会导致耐热铝合金中Zr元素的消耗，这对于进一步提高耐热铝合金导线的导电率是不利的。
专利201610388851.7提供了一种低成本高导电率硬铝导线及其制造方法，通过稀土处理和硼化处理能够有效提高硬铝导线的导电率，但是未公开B加入量、硼化温度、硼化时间等工艺参数。
专利201811443983.0提供了一种导电铝合金杆连铸连轧及硼化处理方法及装置，通过喂丝机实现在导电铝合金连铸连轧过程中对铝熔体进行在线硼化处理，铝熔体在在线除气装置中动态静置，生成的硼化物沉淀后从在线除气装置底部的排渣口排出，提高溶体的硼化效果。但是对于不同杂质元素含量的铝液进行硼化处理的B加入量、反应时间和静置时间等工艺参数未公开。
本发明在现有工业纯铝的基础上复合添加Zr、Er元素，并严控的Fe，Si元素含量及其配比，同时通过硼化处理工艺精确控制杂质元素含量和B元素残余量，结合合理的加工制备工艺获得一种耐热温度达到150℃，导电率为＞61.5％IACS的高导电率耐热铝合金杆。
发明内容
针对现有硼化处理技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种用于高导电率耐热铝合金杆的制备方法，用其生产出的耐热铝合金导线在满足耐热温度等级150℃、抗拉强度大于159MPa的条件下，导电率大于61.5％IACS的耐热铝合金导体材料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括：一种用于高导电率耐热铝合金杆的制备方法，包括如下步骤：(1)将工业纯铝加入第一熔化炉中熔炼，测定铝液中初始V，Ti，Cr，Mn杂质元素的含量；(2)加入Al-B中间合金进行硼化处理，Al-B中间合金加入量的计算公式为：CB＝(0.4～0.9)CCr+Mn+V+Ti；其中，CCr+Mn+V+Ti为Cr、Mn、V、Ti杂质元素质量百分比含量总和；(3)对硼化处理后的铝熔体进行净化、扒渣处理，扒渣后静置60min-120min，当铝熔体化学成分满足：Fe≤0.12wt％，Si≤0.04wt％，B≤0.006wt％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和小于0.005wt％时，将铝熔体转入第二熔炼炉中，便于去除沉淀在第一熔化炉底部的硼化处理产物；(4)向第二熔炼炉中加入Al-Zr中间合金和Al-Er中间合金进行合金化，再经过精炼、扒渣处理，保温静置30min-300min后，在浇铸过程中进行在线除气除渣处理；(5)当铝熔体化学成分满足：Zr0.03-0.12wt％；Er 0.05-0.25wt％；B≤0.006wt％；Fe≤0.15Wt％；Si≤0.05Wt％；Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和小于0.005wt％时进行连铸连轧，得到高导电率的耐热铝合金杆。
具体的，步骤(1)所述工业纯铝液中的Fe≤0.15Wt％；Si≤0.05Wt％。
具体的，步骤(2)所述硼化处理工艺的反应原理如下：
根据硼化物的吉布斯自由能计算值，能够发现，在硼化处理过程中会发生如下化学反应：
[M]+AlB2(s)→MB2(s)+Al(l)
[M]+[B]→MB(s)
[M]+2[B]→MB2(s)
Al(l)+2[B]→AlB2(s)
[M]+AlB2(s)→(M,Al)B2(s)
[M1]+[M2]+AlB2(s)→(M1,M2)B2(s)+Al(l)
[M1]+[M2]+AlB2(s)→(M1,M2,Al)B2(s)
在上述反应中，M是指过渡金属(Zr、Ti、V、Cr和Mn)，(l)代表液体，(s)代表固体。根据化学反应过程中的各元素的化学原子配比和相对原子质量，定量计算出硼化处理过程中B元素的加入量CB为：
CB＝(0.4～0.9)CCr+Mn+V+Ti
将按上述公式计算好的铝硼中间合金加入原铝液中进行硼化处理，并对铝液搅拌10min-20min；硼化反应温度控制在730-790℃，硼化反应时间为30min-60min，硼化处理后静置60min-120min，使得V，Ti，Cr，Mn杂质元素与B反应生成硼化物(V，Ti，Cr，Mn)B2沉至炉底。
具体的，步骤(3)所述净化处理是在铝液中加入铝精炼剂AJ02C，加入量为铝液总质量0.1～0.5wt％，净化时间为15-30min，净化温度为740℃-760℃。
具体的，步骤(4)所述合金化的具体工艺流程为：当铝液温度为740℃-760℃时，分别加入Al-Zr中间合金和Al-Er中间合金，直至铝液中Zr和Er满足：Zr0.03-0.12wt％；Er0.05-0.25wt％，合金化结束。
具体的，步骤(4)所述对铝液进行精炼处理，所述精炼处理是在铝液中加入铝精炼剂AJ02C，加入量为铝液总质量0.1～0.5wt％，精炼时间为15-30min，精炼温度为740℃-760℃。
具体的，步骤(5)所述连铸连轧工艺参数如下且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂：
浇铸温度：680-720℃；
凝固冷却速率：5-30℃/s；
结晶轮转速：1.5-3.0rpm/min；
冷却水温度：15-30℃；
入轧温度：500-560℃；
出轧温度：250-400℃；
乳液温度：25-50℃；
出杆温度：60-150℃。
本发明的优点：
(1)本发明可根据原铝液中的V，Ti，Cr，Mn杂质元素的含量确定B元素的加入量CB比例，使得最终的高导电率耐热铝合金杆中硼质量百分含量在0.001-0.006wt％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和小于0.005Wt％。精准控制硼化处理时的B元素加入量，在保证净化杂质元素的同时，避免过量的B元素残留导致合金的导电率降低和合金化过程中Zr元素的消耗，进而提高Zr的有效利用率，减少原料成本消耗。
(2)本发明通过将第一熔炼炉的铝熔体转入第二熔炼炉中，去除了沉淀在第一熔化炉底部的硼化处理产物，本发明增加的转炉流程净化分离硼化产物，避免了V，Ti，Cr，Mn杂质元素的硼化物通过与Zr元素发生置换反应再次回溶入铝熔体中，可精确控制杂质元素含量和Zr元素加入量，以保证耐热铝合金杆的高导电率和耐热性。
(3)本发明方法制备得到的高导电率耐热铝合金杆，利用该杆制备的耐热铝合金导线，在满足耐热性(耐热温度等级150℃)、力学性能(抗拉强度大于159MPa)的条件下，导电率能够达到＞61.5％IACS，可广泛用于电力工程及汽车轻量化用高导耐热铝合金导线。
附图说明
图1为高导电率耐热铝杆的制备流程图。
图2为硼化处理后炉渣夹杂物的SEM图。
具体实施方式
本发明的具体工艺为：
(1)熔炼：将工业纯铝加入第一熔化炉中熔炼，测定铝液中初始V，Ti，Cr，Mn杂质元素的含量；
(2)硼化处理：加入Al-B中间合金进行硼化处理，并对铝液搅拌10min-20min；硼化反应温度控制在730-790℃，硼化反应时间为30min-60min，硼化处理后静置60min-120min，使得V，Ti，Cr，Mn杂质元素与B反应生成硼化物(V，Ti，Cr，Mn)B2沉至炉底。
(3)硼化处理后进行净化处理：在铝液中加入铝精炼剂AJ02C(加入量为铝液总质量0.1～0.5wt％)，净化时间为15-30min，净化温度为740℃-760℃。扒渣后静置60min-120min，当铝熔体化学成分满足：Fe≤0.12wt％，Si≤0.04wt％，B≤0.006wt％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和小于0.005wt％时，将铝熔体转入第二熔炼炉中，便于去除沉淀在第一熔化炉底部的硼化处理产物。
(4)合金化工艺：当铝液温度为740℃-760℃时，分别加入Al-Zr中间合金和Al-Er中间合金，直至铝液中Zr和Er满足：Zr 0.03-0.12wt％；Er 0.05-0.25wt％，合金化结束。合金化完成后对铝液进行精炼处理，即在铝液中加入铝精炼剂AJ02C(加入量为铝液总质量0.1～0.5wt％)，精炼时间为15-30min，精炼温度为740℃-760℃。扒渣之后保温静置30min-300min，在浇铸过程中进行在线除气除渣处理。
(5)当铝熔体化学成分满足：Zr 0.03-0.12wt％；Er 0.05-0.25wt％；B≤0.006wt％；Fe≤0.15wt％；Si≤0.05wt％；Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和小于0.005wt％时进行连铸连轧且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂，连铸连轧的工艺参数为：浇铸温度：680-720℃；凝固冷却速率：5-30℃/s；结晶轮转速：1.5-3.0rpm/min；冷却水温度：15-30℃；入轧温度：500-560℃；出轧温度：250-400℃；乳液温度：25-50℃；出杆温度：60-150℃。最后获得高导电率的耐热铝合金杆。
下面结合附图及具体实施方式和对比方式对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。以下实施例和对比例所用工业纯铝液(Al≥99.8wt％；Fe≤0.12wt％；Si≤0.04wt％)的化学成分如表1所示，具体工艺流程如图1所示。
实施例1:
(1)熔炼：将工业纯铝液加入第一熔化炉中，工业纯铝液中铝的质量百分含量为99.84％。
(2)硼化处理：根据原铝液中的V，Ti，Cr，Mn杂质元素的含量确定B元素的加入量CB，CB＝0.4C(Cr+Mn+V+Ti)＝0.006wt％，加入定量的Al-B中间合金并搅拌15min；硼化反应温度为760℃，硼化反应时间为45min，静置60min。
(3)硼化处理后进行净化处理：在铝液中加入铝精炼剂AJ02C(加入量为铝液总质量0.3％)，净化30min，净化温度为760℃。扒渣后静置90min，然后取样分析铝液化学成分，铝熔体的化学成分为：Fe 0.11wt％，Si 0.04wt％，B 0.0009wt％，V，Ti，Cr，Mn杂质元素总和为0.0048wt％，满足熔体化学成分要求，将铝熔体转入第二熔炼炉中，去除沉淀在第一熔化炉底部的硼化处理产物。
(4)合金化流程：当铝液温度为760℃时，在第二炉的铝液中分别加入Al-Zr中间合金和Al-Er中间合金进行合金化，Zr 0.08wt％；Er 0.1wt％，合金化结束。合金化步骤完成后对铝液进行精炼处理，即在铝液中加入铝精炼剂AJ02C(加入量为铝液总质量0.2％)进行精炼30min，精炼温度为760℃。扒渣之后保温静置30min，最后在浇铸过程中进行在线除气除渣处理。
(5)连铸连轧工艺：将合金化及精炼的合金液经过在线除气除渣之后，取样进行成分分析，合金熔体的炉前成分为Zr 0.08wt％；Er 0.1wt％；B 0.0009wt％；Fe 0.11wt％；Si0.04wt％；Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0048wt％；铝为余量，合金成分满足设计要求。然后进行连铸连轧得到高导电率耐热铝合金杆且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂，连铸连轧工艺参数如下：浇铸温度：690℃；凝固冷却速率：6.2℃/s；结晶轮转速：1.88rpm/min；冷却水温度：16℃；入轧温度：536℃；出轧温度：310℃；乳液温度：30℃；出杆温度：90℃。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.0009％，锆为0.08％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0048％，余量为铝。
利用本实施例制备过程中，取转炉后的炉渣进行组织成分分析，图2所示为硼化处理后炉渣夹杂物的SEM图片，表5所示为炉渣沉淀物的EDS分析结果。由实验结果可得，炉底样品中含有大量的白色团絮状的化合物存在，主要为团絮状含Ti、V、Cr、Fe、Zr元素的硼化物。由原子吸收光谱分析结果可知，硼在炉底产生富集，由此表明，硼化处理过程中B元素和过渡杂质元素以及Zr反应生成了硼化物沉至炉底，以达到净化铝液降低杂质元素含量的作用。
实施例2：
(1)熔炼：将工业纯铝液加入第一熔化炉中，工业纯铝液中铝的质量百分含量99.84％。
(2)硼化处理：根据原铝液中的V，Ti，Cr，Mn杂质元素的含量确定B元素的加入量CB，CB＝0.5C(Cr+Mn+V+Ti)＝0.008wt％，加入定量的Al-B中间合金并搅拌20min；硼化反应温度为730℃，硼化反应时间为60min,静置120min。
(3)硼化处理后进行净化处理：在铝液中加入铝精炼剂AJ02C(加入量为铝液总质量0.5％)净化25min，净化温度为750℃。扒渣后静置60min，然后取样分析铝液化学成分，铝熔体的化学成分为：Fe 0.11wt.％，Si 0.04wt.％，B0.0014wt.％，V，Ti，Cr，Mn杂质元素总和为0.0041wt.％，满足熔体化学成分要求，将铝熔体转入第二熔炼炉中，去除沉淀在第一熔化炉底部的硼化处理产物。
(4)合金化流程：当铝液温度为750℃时，在第二炉的铝液中分别加入Al-Zr中间合金和Al-Er中间合金进行合金化，取样分析Zr 0.08wt％，Er 0.1wt％；合金化结束。合金化完成后对铝液进行精炼处理，即在铝液中加入铝精炼剂AJ02C(加入量为铝液总质量0.1％)进行净化25min。扒渣之后保温静置90min，最后在浇铸过程中进行在线除气除渣处理。
(5)连铸连轧工艺：将合金化及精炼的合金液经过在线除气除渣之后，取样进行成分分析，合金熔体的炉前成分为Zr 0.08wt％；Er 0.1wt％；B 0.0014wt％；Fe 0.11wt％；Si0.04wt％；Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0041wt％；铝为余量，合金成分满足设计要求。然后进行连铸连轧得到高导电率耐热铝合金杆，且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂，连铸连轧工艺参数如下：浇铸温度：680℃；凝固冷却速率：30℃/s；结晶轮转速：3.0rpm/min；冷却水温度：30℃；入轧温度：500℃；出轧温度：250℃；乳液温度：25℃；出杆温度：60℃。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆材的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.0014％，锆为0.08％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0041％，余量为铝。
实施例3：
(1)熔炼：将工业纯铝液加入第一熔化炉中，工业纯铝液中铝的质量百分含量99.84％。
(2)硼化处理：根据原铝液中的V，Ti，Cr，Mn杂质元素的含量确定B元素的加入量CB，CB＝0.6C(Cr+Mn+V+Ti)＝0.01wt％，加入定量的Al-B中间合金并搅拌10min；硼化反应温度为790℃，硼化反应时间为30min,静置90min。
(3)硼化处理后进行净化处理：在铝液中加入铝精炼剂AJ02C(加入量为铝液总质量0.1％)净化15min，净化温度为740℃。扒渣后静置120min，然后取样分析铝液化学成分，铝熔体的化学成分为：Fe 0.11wt.％，Si 0.04wt.％，B0.002wt.％，V，Ti，Cr，Mn杂质元素总和为0.0034wt.％，满足熔体化学成分要求，将铝熔体转入第二熔炼炉中，去除沉淀在第一熔化炉底部的硼化处理产物。
(4)合金化流程：当铝液温度为740℃时，在第二炉的铝液中分别加入Al-Zr中间合金和Al-Er中间合金进行合金化，取样分析：Zr 0.08wt％；Er 0.1wt％，合金化结束。合金化完成后对铝液进行精炼处理，即在铝液中加入铝精炼剂AJ02C(加入量为铝液总质量0.5％)进行精炼30min。扒渣之后保温静置300min，最后在浇铸过程中进行在线除气除渣处理。
(5)连铸连轧工艺：将合金化及精炼的合金液经过在线除气除渣之后，取样进行成分分析，合金熔体的炉前成分为Zr 0.08wt％；Er 0.1wt％；B 0.002wt％；Fe 0.11wt％；Si0.04wt％；Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0034wt％；铝为余量，合金成分满足设计要求。然后进行连铸连轧得到高导电率耐热铝合金杆，且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂，连铸连轧工艺参数如下：浇铸温度：720℃；凝固冷却速率：5℃/s；结晶轮转速：1.5rpm/min；冷却水温度：15℃；入轧温度：560℃；出轧温度：400℃；乳液温度：50℃；出杆温度：150℃。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆材的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.002％，锆为0.08％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0034％，余量为铝。
实施例4：，与实施例1不同在于本实施例中CB＝0.7C(Cr+Mn+V+Ti)＝0.011wt％,，其余步骤与实施例1均相同。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆材的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.0024％，锆为0.08％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0027％，余量为铝。然后利用连铸连轧制备获得高导电率耐热铝合金杆，且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂。
实施例5：与实施例1不同在于本实施例中CB＝0.8C(Cr+Mn+V+Ti)＝0.013wt％，其余步骤与实施例1均相同。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆材的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.0028％，锆为0.08％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0021％，余量为铝。然后利用连铸连轧制备获得高导电率耐热铝合金杆，且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂。
实施例6：与实施例1不同在于本实施例中CB＝0.9C(Cr+Mn+V+Ti)＝0.014wt％，其余步骤与实施例1均相同。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆材的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.0035％，锆为0.08％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0013％，余量为铝。然后利用连铸连轧制备获得高导电率耐热铝合金杆，且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂。
实施例2～6与实施例1比较，B加入量CB高于实施例1的添加量但仍在本申请的限制范围内，高导耐热铝导线的导电率、力学性能和耐热性均能够达到标准要求和设计要求值。
对比例1：与实施例1不同在于本实施例中CB＝0.2C(Cr+Mn+V+Ti)＝0.003wt％，其余步骤与实施例1均相同。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆材的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.0008％，锆为0.08％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0093％，余量为铝。然后利用连铸连轧制备获得高导电率耐热铝合金杆，且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂。
与实施例1比较，B加入量CB低于本申请设定值，耐热合金杆中的杂质元素含量高于本申请要求值，高导耐热铝导线的力学性能和耐热性能够达到标准要求，但导电率明显降低。
对比例2：与实施例1不同在于本实施例中CB＝1.1C(Cr+Mn+V+Ti)＝0.018wt％，其余步骤与实施例1均相同。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆材的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.0065％，锆为0.08％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.0015％，余量为铝。然后利用连铸连轧制备获得高导电率耐热铝合金杆，且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂。
与实施例1比较，B加入量CB高于本申请设定值，耐热合金杆中的B元素含量高于本申请要求值，高导耐热铝导线的力学性能和耐热性能够达到标准要求，但导电率明显降低。
对比例3：与实施例1不同之处在于，未进行转炉流程，其余步骤与实施例1均相同。
利用本实施例制得的耐热铝合金杆材的化学成分按质量百分比为：铁0.11％，硅0.04％，硼为0.004％，锆为0.07％，铒为0.1％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和为0.01％，余量为铝。然后利用连铸连轧制备获得高导电率耐热铝合金杆，且连铸过程不添加Al-5Ti-B细化剂。
与实施例1比较，实验过程中不增加转炉流程，合金成分中的B元素含量增多，Zr元素含量减少至0.07％，并且合金中的杂质元素钒、钛、锰、铬的总质量百分含量急剧增高。这主要是由于不增加转炉流程，在进行合金化过程中加入Al-Zr中间合金，Zr元素会和硼化处理过程中形成的硼化物发生置换反应，最终导致合金中的Zr元素含量减少，而杂质元素含量高于本申请的要求值，直接导致高导耐热铝导线的导电率迅速降低，低于61/％IACS。
表1为实施例和对比例用原材料的化学成分表。表2为实施例以及对比例的化学成分表。表3-4为实施例以及对比例的铝杆和铝导线性能测试结果。表5所示为硼化处理后炉渣样品的扫描能谱分析结果。
表1原铝液的实际化学成分表：wt％
表2实施例和对比例的化学成分(Wt％)
| 编号 | Fe | Si | B | Zr | 杂质元素总和 |
| 实施例1 | 0.11 | 0.04 | 0.0009 | 0.08 | 0.0048 |
| 实施例2 | 0.11 | 0.04 | 0.0014 | 0.08 | 0.0041 |
| 实施例3 | 0.11 | 0.04 | 0.002 | 0.08 | 0.0034 |
| 实施例4 | 0.11 | 0.04 | 0.0024 | 0.08 | 0.0027 |
| 实施例5 | 0.11 | 0.04 | 0.0028 | 0.08 | 0.0021 |
| 实施例6 | 0.11 | 0.04 | 0.0035 | 0.08 | 0.0013 |
| 对比例1 | 0.11 | 0.04 | 0.0008 | 0.08 | 0.0093 |
| 对比例2 | 0.11 | 0.04 | 0.0065 | 0.08 | 0.0015 |
| 对比例3 | 0.11 | 0.04 | 0.004 | 0.07 | 0.01 |
表3实施例和对比例制备耐热铝合金杆的性能
表4实施例和对比例制备耐热铝合金导线的性能
表5硼化处理后炉渣样品的扫描能谱分析结果
以上所述的具体实施例和对比例，本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，那些对本发明的技术方案所做的任何修改、等同替换、改进等，不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将工业纯铝加入第一熔化炉中熔炼，测定铝液中初始V，Ti，Cr，Mn杂质元素的含量；
(2)加入Al-B中间合金进行硼化处理；
(3)对硼化处理后的铝熔体进行净化、扒渣处理，扒渣后静置60min-120min，当铝熔体化学成分满足：Fe≤0.12wt％，Si≤0.04wt％，B≤0.006wt％，Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和小于0.005wt％时，将铝熔体转入第二熔炼炉中，便于去除沉淀在第一熔化炉底部的硼化处理产物；
(4)向第二熔炼炉中加入Al-Zr中间合金和Al-Er中间合金进行合金化，再经过精炼、扒渣处理，保温静置30min-300min后，在浇铸过程中进行在线除气除渣处理；
(5)当铝熔体化学成分满足：Zr 0.03-0.12wt％；Er 0.05-0.25wt％；B≤0.006wt％；Fe≤0.15wt％；Si≤0.05wt％；Cr、Mn、V、Ti杂质元素含量总和小于0.005wt％时进行连铸连轧，得到高导电率的耐热铝合金杆。
2.根据权利要求1所述的高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的Al-B中间合金加入量CB的计算公式为：CB＝(0.4～0.9)CCr+Mn+V+Ti；其中，CCr+Mn+V+Ti为Cr、Mn、V、Ti杂质元素质量百分比含量总和。
3.根据权利要求1所述的高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的铝液中的Fe≤0.15wt％，Si≤0.05wt％。
4.根据权利要求1所述的高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的硼化处理工艺为：加入Al-B中间合金后，搅拌10min-20min；硼化反应温度控制在730℃-790℃，硼化反应时间为30min-60min，硼化处理后静置60min-120min。
5.根据权利要求1所述的高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的净化处理是在铝液中加入铝精炼剂AJ02C，AJ02C加入量为铝液总质量0.1～0.5wt％，净化时间为15min-30min，净化温度为740℃-760℃。
6.根据权利要求1所述的高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的合金化工艺为：在第二熔炼炉中，当铝液温度为740℃-760℃时，分别加入Al-Zr中间合金和Al-Er中间合金，直至铝液中Zr和Er满足：Zr0.03-0.12wt％；Er0.05-0.25wt％，合金化结束。
7.根据权利要求1所述的高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的精炼处理是在铝液中加入铝精炼剂AJ02C，加入量为铝液总质量0.1～0.5wt％，精炼时间为15min-30min，精炼温度为740℃-760℃。
8.根据权利要求1所述的高导电率耐热铝合金杆的制备方法，其特征在于，连铸连轧工艺参数如下：浇铸温度：680℃-720℃；凝固冷却速率：5℃/s-30℃/s；结晶轮转速：1.5rpm/min-3.0rpm/min；冷却水温度：15℃-30℃；入轧温度：500℃-560℃；出轧温度：250℃-400℃；乳液温度：25℃-50℃；出杆温度：60℃-150℃。
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