CN113182380A - 一种铝合金导线的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金导线的制作方法，用以将铝合金铸锭制作成铝合金导线，包括步骤：S100、对铝合金铸锭进行热挤压，以将铝合金铸锭制作成为铝合金板材；S200、在铝合金板材上切取铝合金坯材，并对铝合金坯材进行冷拉拔，以将铝合金坯材制作成为铝合金线材；S300、对铝合金线材进行时效处理。本发明能够在保证电导率的同时，使铝合金线材强度得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金制作技术领域，特别涉及一种铝合金导线的制作方法。
背景技术
Al-Sc-Zr合金导线具有良好热稳定性，可以在200℃下长期暴露强度不下降，相比于广泛使用的Al-Mg-Si合金导线(长时服役温度£90℃)有明显的优势。Al-Sc-Zr耐热铝合金导线多采用Sc含量低于0.1wt.%的Al-Sc-Zr合金制备以满足成本控制、工艺性能及导电性能的要求。在此成分范围内，Al-Sc-Zr合金导线与Al-Mg-Si导线电导率相当但强度略低。目前Al-Sc-Zr合金导线的制作是通过冷拉拔的加工方法实现的，采用这样的方式能显著提高导线的强度，但同时会引入高密度位错、使导线电导率大幅度下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金导线的制作方法，能够在保证电导率的同时，使铝合金线材强度得到提高。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种铝合金导线的制作方法，用以将铝合金铸锭制作成铝合金导线，包括步骤：
S100、对所述铝合金铸锭进行热挤压，以将所述铝合金铸锭制作成为铝合金板材；
S200、在所述铝合金板材上切取铝合金坯材，并对所述铝合金坯材进行冷拉拔，以将所述铝合金坯材制作成为铝合金线材；
S300、对所述铝合金线材进行时效处理。
较优地，在步骤S100中包括步骤：
S110、对所述铝合金铸锭均匀化处理；
S120、对所述铝合金铸锭进行保温；
S130、将所述铝合金铸锭挤压成所述铝合金板材。
较优地，在步骤S110中，对所述铝合金铸锭均匀化处理的温度为620℃至640℃，保温时间为24小时；
和/或，在步骤S120中，对所述铝合金铸锭进行保温的保温温度为410℃至430℃，保温时间为2小时；
和/或，在步骤S130中，对所述铝合金铸锭的挤压比为15至20。
较优地，在步骤S200中包括步骤：
S210、从所述铝合金板材切取圆柱形的所述铝合金坯材；
S220、对所述铝合金坯材进行固溶处理；
S230、将所述铝合金坯材拉拔成为所述铝合金线材。
较优地，在步骤S220中，对所述铝合金坯材进行固溶处理时的温度控制为600℃至640℃，并保温24小时，然后对所述铝合金坯材进行水淬。
较优地，在步骤S230中，对所述铝合金坯材拉拔的次数为N次，其中N为大于1的整数；
在每次拉拔时，所述铝合金坯材的直径缩减率为15%至20%。
较优地，在步骤S300中包括步骤：
S310、将所述铝合金线材装入时效装置中；
S320、对所述时效装置的升温速率进行控制,当所述时效装置升温至时效温度后进行保温；
S330、将所述铝合金线材从所述时效装置中取出，并在空气中冷却至室温。
较优地，在步骤S320中，将所述时效装置的升温速率控制为50℃/小时至100℃/小时，所述时效温度为270℃至340℃，保温的时间为20小时至40小时。
较优地，在步骤S300中包括：
S310’、将所述铝合金线材装入时效装置中；
S320’、对所述时效装置的升温速率进行控制,当所述时效装置升温至第一时效温度后进行保温；
S330’、使所述时效装置快速升温至第二时效温度后进行保温；
S340’、将所述铝合金线材从所述时效装置中取出，并在空气中冷却至室温。
较优地，在步骤S320’中，将所述时效装置的升温速率控制为50℃/小时至100℃/小时，所述第一时效温度为300℃，保温时间为25小时；
和/或，在步骤S330’中，所述第二时效温度为380℃至400℃，保温时间为40小时至80小时。
本发明的铝合金导线的制作方法通过采用包括步骤：S100、对所述铝合金铸锭进行热挤压，以将所述铝合金铸锭制作成为铝合金板材，S200、在所述铝合金板材上切取铝合金坯材，并对所述铝合金坯材进行冷拉拔，以将所述铝合金坯材制作成为铝合金线材，S300、对所述铝合金线材进行时效处理的技术方案，能够在保证电导率的同时，使铝合金线材强度得到提高。
附图说明
图1本发明的铝合金导线的制作方法流程图。
图2为图1中的步骤S100流程图。
图3为图1中的步骤S200流程图。
图4为图1中的步骤S300单级时效流程图。
图5为图1中的步骤S300双级时效流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的铝合金线材的制作方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种铝合金导线的制作方法，用以将铝合金铸锭制作成铝合金导线，包括步骤：
S100、对铝合金铸锭进行热挤压，以将铝合金铸锭制作成为铝合金板材；
S200、在铝合金板材上切取铝合金坯材，并对铝合金坯材进行冷拉拔，以将铝合金坯材制作成为铝合金线材；
S300、对铝合金线材进行时效处理。
通过采用冷拉拔和时效处理相结合的方式，能够在保持电导率的同时，使铝合金线材强度得到提高。
具体地，如图2所示，在步骤S100中包括步骤：
S110、对铝合金铸锭均匀化处理；
S120、对铝合金铸锭进行保温；
S130、将铝合金铸锭挤压成铝合金板材。
其中，在步骤S110中，对铝合金铸锭均匀化处理的温度可以为620℃至640℃，保温时间为24小时；
和/或，在步骤S120中，对铝合金铸锭进行保温的保温温度可以为410℃至430℃，保温时间为2小时；
和/或，在步骤S130中，对铝合金铸锭的挤压比可以为15至20。
具体地，如图3所示，在步骤S200中包括步骤：
S210、从铝合金板材切取圆柱形的铝合金坯材；
S220、对铝合金坯材进行固溶处理；
S230、将铝合金坯材拉拔成为铝合金线材。
其中，在步骤S220中，对铝合金坯材进行固溶处理时的温度控制可以为600℃至640℃，并保温24小时，然后对铝合金坯材进行水淬，以使铝合金坯材能够快速降温。在步骤S230中，对铝合金坯材拉拔的次数为N次，其中N为大于1的整数，在实际操作中N可以为6至8，并且在每次拉拔时，铝合金坯材的直径缩减率为15%至20%。
在步骤S300中可以采用单级时效方式或者双级时效方式，
当采用单级时效时，如图4所示，步骤S300中包括步骤：
S310、将铝合金线材装入时效装置中；
S320、对时效装置的升温速率进行控制,当时效装置升温至时效温度后进行保温；
S330、将铝合金线材从时效装置中取出，并在空气中冷却至室温。
需要说明的是时效装置可以是马弗炉或者空气气氛炉等任意能够实现实现发明目的的设备
其中，在步骤S320中，可以将时效装置的升温速率控制为50℃/小时至100℃/小时，时效温度为270℃至340℃，保温的时间为20小时至40小时。
当采用双级时效时，如图5所示，在步骤S300中包括：
S310’、将铝合金线材装入时效装置中；
S320’、对时效装置的升温速率进行控制,当时效装置升温至第一时效温度后进行保温；
S330’、使时效装置快速升温至第二时效温度后进行保温；
S340’、将铝合金线材从时效装置中取出，并在空气中冷却至室温。
其中，在步骤S320’中，可以将时效装置的升温速率控制为50℃/小时至100℃/小时，第一时效温度可以为300℃，保温时间可以为25小时；
和/或，在步骤S330’中，第二时效温度可以为380℃至400℃，保温时间可以为40小时至80小时。
发明人对Al-Sc-Zr铸锭进行处理，该铸锭的成分为Al-0.14Sc -0.18Zr (wt.%)。在步骤S110中，对铝合金铸锭均匀化处理的温度可以为620℃至640℃，保温时间为24小时。在步骤S120中，对铝合金铸锭进行保温的保温温度可以为410℃至430℃，保温时间为2小时。在步骤S130中，采用挤压比为16.5。挤压得到的Al-Sc-Zr合金板材厚度为6.6mm。经测试表明在此状态下的Al-Sc-Zr合金板材的屈服强度为26.1MPa,抗拉强度为43.9，电导率仅为51.5 %IACS，远低于导线标准。
在步骤210中，从Al-Sc-Zr合金板材切取圆柱形的铝合金坯材的具体规格是直径为5mm，长度为70mm。在步骤S220中，对铝合金坯材进行固溶处理时的温度控制可以为600℃至640℃，并保温24小时，保温到时后即刻对铝合金坯材进行水淬。在步骤S230中，对铝合金坯材拉拔的次数为6次，并且在每次拉拔时，铝合金坯材的直径缩减率为15%至20%，最终获得直径为1.5mm的Al-Sc-Zr合金线材。经测试表明在此状态下的Al-Sc-Zr合金线材的屈服强度为130.7MPa,抗拉强度为135.2 MPa，电导率仅为50.3 %IACS，远低于导线标准，此时Al-Sc-Zr合金线材的强度得到了提高，但是导电率依然远低于导线标准。
本实施例中对Al-Sc-Zr合金线材采用双级时效处理的方式，实际工作中时效装置采用的是马弗炉或者空气气氛炉。在步骤S320’中，可以将时效装置的以50℃/小时至100℃/小时的升温速率从室温升至300℃，并在300℃温度下保温25小时，此为一级时效。然后进入步骤S330’，即在一级时效保温结束后，将时效装置快速升至400℃，并在400℃温度下保温50小时，此为二级时效。最后进入步骤S340’，即在二级时效保温结束后将铝合金线材从时效装置中取出，快速冷却。经测试表明在此状态下的Al-Sc-Zr合金线材的屈服强度为167.6MPa,抗拉强度为194.3 MPa，电导率仅为61.4 %IACS，此时，Al-Sc-Zr合金线材的强度和导电率均优于标准IEC32004-2007中铝合金导线的性能要求(抗拉强度162 MPa，电导率59.9% IACS）。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种铝合金导线的制作方法，用以将铝合金铸锭制作成铝合金导线，其特征在于：
包括步骤：
S100、对所述铝合金铸锭进行热挤压，以将所述铝合金铸锭制作成为铝合金板材；
S200、在所述铝合金板材上切取铝合金坯材，并对所述铝合金坯材进行冷拉拔，以将所述铝合金坯材制作成为铝合金线材；
S300、对所述铝合金线材进行时效处理；
在步骤S300中包括：
S310’、将所述铝合金线材装入时效装置中；
S320’、对所述时效装置的升温速率进行控制,当所述时效装置升温至第一时效温度后进行保温；
S330’、使所述时效装置快速升温至第二时效温度后进行保温；
S340’、 将所述铝合金线材从所述时效装置中取出，并在空气中冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的铝合金导线的制作方法，其特征在于：
在步骤S100中包括步骤：
S110、对所述铝合金铸锭均匀化处理；
S120、对所述铝合金铸锭进行保温；
S130、将所述铝合金铸锭挤压成所述铝合金板材。
3.根据权利要求2所述的铝合金导线的制作方法，其特征在于：
在步骤S110中，对所述铝合金铸锭均匀化处理的温度为620℃至640℃，保温时间为24小时；
和/或，在步骤S120中，对所述铝合金铸锭进行保温的保温温度为410℃至430℃，保温时间为2小时；
和/或，在步骤S130中，对所述铝合金铸锭的挤压比为15至20。
4.根据权利要求1所述的铝合金导线的制作方法，其特征在于：
在步骤S200中包括步骤：
S210、从所述铝合金板材切取圆柱形的所述铝合金坯材；
S220、对所述铝合金坯材进行固溶处理；
S230、将所述铝合金坯材拉拔成为所述铝合金线材。
5.根据权利要求4所述的铝合金导线的制作方法，其特征在于：
在步骤S220中，对所述铝合金坯材进行固溶处理时的温度控制为600℃至640℃，并保温24小时，然后对所述铝合金坯材进行水淬。
6.根据权利要求4所述的铝合金导线的制作方法，其特征在于：
在步骤S230中，对所述铝合金坯材拉拔的次数为N次，其中N为大于1的整数；
在每次拉拔时，所述铝合金坯材的直径缩减率为15%至20%。
7.根据权利要求1所述的铝合金导线的制作方法，其特征在于：
在步骤S320’中，将所述时效装置的升温速率控制为50℃/小时至100℃/小时，所述第一时效温度为300℃，保温时间为25小时；
和/或，在步骤S330’中，所述第二时效温度为380℃至400℃，保温时间为40小时至80小时。
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