CN115948684A - 一种高强度高导电率铝合金导线及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强度高导电率铝合金导线及其制造方法，铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Si 0.68‑0.78%，Mg 0.65‑0.75%，Cu 0.15‑0.25%，Mn 0.05‑0.15%，Cr 0.05‑0.15%，Fe 0.1‑0.2%，余量为Al和不可避免的杂质，Si与Mg的质量比：Si≥Mg/1.73+0.3，Mn和Cr的质量百分比之和：Mn+Cr≤0.2%。制造方法包括配料、加热熔化、炉内喷吹精炼、炉外除气过滤、连铸、感应加热、连轧、淬火、拉拔和时效。本发明铝合金导线的抗拉强度≥340 MPa，屈服强度≥305 MPa，断后伸长率≥8%，导电率≥55%IACS，强度波动范围≤10MPa，导电率波动范围≤0.5%IACS，具有强度高、导电率高、性能均匀、质量稳定的优点，适合于制造大跨越架空输电用铝合金绞线，降低架空绞线的垂弧距离，减少输电线路的电能损耗。
Description
技术领域
本发明属于铝合金导线制造技术领域，具体是涉及一种高强度高导电率铝合金导线及其制造方法。
背景技术
随着我国国民经济的持续快速发展和人们生活水平的不断提高，对电力的需求不断攀升。铝合金导线是输送电力的载体，其导电率直接决定输电线路的电能损耗。提高铝合金导线的导电率，可以减少输电线路的电能损耗，提高线路的输电效率。另外，我国幅员辽阔，输电线路需要跨越大量的江河湖泊、高山峡谷和覆冰地区，为了提高电网输电安全，还需要不断地提高铝合金导线的强度。
公开号为CN111910110A的中国专利申请公开了一种铝镁硅系铝合金线及其制备方法，铝镁硅系铝合金线由以下质量百分比成分组成：Si：0.25-0.35%，Fe：≤0.5%，Cu：0.10-0.20%，Mn：≤0.005%，Mg：0.30-0.50%，Zn：0.1-0.2%，Ti：≤0.02%，V：≤0.001%，Cr：≤0.002%，Be：0.003-0.01%，余量为Al。该铝合金线的导电率达到59%IACS以上，但抗拉强度低于250MPa。
公开号为CN103820686A的中国专利申请公开了一种导电率为55%IACS的高强度铝合金线及其制备方法，铝合金线由以下质量百分比成分组成：Fe 0.16-0.22%，Si 0.48-0.54%，Mg 0.62-0.67%，B 0.01-0.02%，Yb 0.02-0.05%，其余为铝。该铝合金线的导电率≥55%IACS，抗拉强度≥315MPa。
公开号为CN102456442A的中国专利申请公开了一种导电率为57%的中强度铝合金线的制造方法，铝合金线由以下质量百分比成分组成：Si 0.45-0.60%，Mg 0.40-0.55%，Cu0.02-0.04%，Fe≤0.16%，Ti+V+Cr+Mn≤0.015%，其他杂质≤0.03%，其余为Al。该铝合金线的导电率达到55%IACS，但抗拉强度低于300MPa。
公开号为CN102610294A的中国专利申请公开了一种节能高强度铝合金线及其制造方法，铝合金线由以下质量百分比成分组成：Si 0.4~0.7%，Fe 0.15~0.25%，Mg 0.5%~1.0%，其余为Al。铝合金线的导电率≥53.5%IACS，抗拉强度≥295MPa。
公开号为CN103498084A的中国专利申请公开了一种新型高强高导铝合金导线及其制备方法，铝合金导线由以下质量百分比成分组成：Mg 0.45~0.9%，Si 0.2~0.6%，Re0.1%~1%，B 0.01%~0.1%，其余为Al。该铝合金导线的导电率大于56%IACS，但抗拉强度低于288 MPa。
公开号为CN108754248A的中国专利申请公开了一种架空绞线用铝合金导线及其制造方法，铝合金导线由以下质量百分比成分组成：Mg 1.2-1.4%，Si 1.6~1.8%，La 0.08-0.12%，Ce 0.02-0.03%，Cr 0.02-0.04%，V 001-0.02%，Ti 0.005-0.01%，B 0.0005-0.001%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的杂质。该铝合金导线的抗拉强度大于330 MPa，但导电率低于54.5%IACS。
从生产实践和文献资料检索结果来看，现有技术制造的铝合金导线，由于导电率与强度之间存在相互制约的关系，导致导电率和强度的提高难以兼顾，提高铝合金导线的强度，则必然牺牲部分导电率。为了提高铝合金导线的导电率，现有技术通常都是在铝合金导线中添加稀土元素，但稀土元素的价格昂贵，会增加铝合金导线的生产成本。另外，现有技术制造的高强度铝合金导线还存在强度波动范围大、稳定性差的问题，影响铝合金导线的拉拔成形和使用安全。因此，现有铝合金导线及其制造方法仍有待改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种高强度高导电率铝合金导线及其制造方法，通过优化铝合金导线的成分组成和制造工艺，提高铝合金液的成分均匀性和洁净度，严格控制铝合金圆杆的轧制和淬火温度，获得组织性能均匀稳定的高强度高导电率铝合金导线。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所述的高强度高导电率铝合金导线，其特点是，该铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Si 0.68-0.78%，Mg 0.65-0.75%，Cu 0.15-0.25%，Mn 0.05-0.15%，Cr0.05-0.15%，Fe 0.1-0.2%，余量为Al和不可避免的杂质，Si与Mg的质量比满足：Si≥Mg/1.73+0.3，Mn和Cr的质量百分比之和满足：Mn+Cr≤0.2%。
其中，Si和Mg是铝合金导线的主要强化元素，通过时效可析出Mg2Si强化相增强铝合金导线的强度。Si、Mg的含量越高，Mg2Si强化相的数量越多，铝合金导线的强度也越高，但随着Si、Mg含量的升高，导电率会下降。因此，Si、Mg的含量必须严格控制，既不能太低，也不能太高，否则会导致强度或者导电率达不到要求。另外，Si除了与Mg形成Mg2Si强化相外，还会与Fe形成金属间化合物，消耗掉部分Si。因此，为了获得足够数量的Mg2Si强化相，还必须严格控制Si与Mg的比例。故本发明中设置Si与Mg的质量比满足：Si≥Mg/1.73+0.3。
Cu的作用是进一步增强铝合金导线的强度。Cu在铝合金导线的时效过程中析出CuAl2强化相显著增强铝合金导线的强度。但Cu含量太高也会降低铝合金导线的导电率和耐腐蚀性能，因此，Cu的含量也必须严格控制，既不能太低也不能太高。
Mn和Cr在铝合金中可形成MnAl6、CrAl7弥散粒子，抑制铝基体内位错的运动和晶界的迁移，提高铝合金的再结晶温度，抑制再结晶晶粒的长大，获得晶粒细小均匀的铝合金导线，提高铝合金导线的强度、塑性和均匀性。发明人通过大量实验研究表明，复合添加Mn、Cr的作用比单独添加Mn或Cr某一种元素的作用更好。另外，Mn、Cr的含量也不能太高，否则容易形成(FeMn)Al6、(CrFe)Al7、(CrMn)Al12等粗大金属间化合物，恶化铝合金导线的强度和导电率。因此，本发明中设置Mn和Cr的质量百分比之和满足：Mn+Cr≤0.2%。
Fe是铝合金中不可避免的杂质元素，铝合金导线中含有适量的Fe，当含Fe相呈细小颗粒状弥散分布在铝合金导线，则可以增强铝合金导线的强度和耐热性能。
进一步地，所述不可避免的杂质，其单个杂质≤0.05%，杂质总量≤0.15%。
本发明所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特点是，依次包括以下步骤：
（1）按铝合金导线的成分组成和质量百分比，选用铝源、硅源、镁源、铜源、锰源、铬源为原材料进行配料；
（2）将铝源在熔铝炉内于740-760℃加热熔化，然后将铝液转移到保温炉内；
（3）将硅源、镁源、铜源、锰源、铬源加入到保温炉内加热熔化成铝合金液；
（4）用惰性气体和精炼剂对保温炉内的铝合金液喷吹精炼进行第一次除气除杂处理；
（5）用惰性气体和精炼剂对保温炉内的铝合金液喷吹精炼进行第二次除气除杂处理；
（6）将炉内铝合金液流过设置在流槽上的双转子除气箱进行炉外在线除气处理；
（7）将铝合金液流过设置在流槽上的双过滤板过滤箱进行炉外在线过滤处理；
（8）将铝合金液流入连铸机连铸成铝合金连铸坯；
（9）将铝合金连铸坯穿过中频感应加热器加热至490-500℃；
（10）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，并将铝合金圆杆穿水冷却至室温；
（11）将铝合金圆杆拉拔成直径0.5-2.5毫米铝合金导线；
（12）将铝合金导线在195-205℃时效3-4小时，冷却至室温后得到所述高强度高导电率铝合金导线。
所述原材料可以是纯金属也可以是合金，只要能够保证铝合金导线的成分符合要求即可。原材料的纯度越高，越有利于获得高导电率的铝合金导线，但也会增加生产成本。因此优选地，所述铝源为纯度≥99.7%的铝锭，镁源为纯度≥99.9%的镁锭，硅源为铝硅合金，铜源为铝铜合金，锰源为铝锰合金，铬源为铝铬合金。
作为优选地，所述熔铝炉为蓄热式燃气熔铝炉，具有节能环保的优点。
作为优选地，所述保温炉为带永磁搅拌功能的蓄热式燃气保温炉。
铝合金液的成分均匀是保证铝合金导线强度、导电率均匀一致的基础。为了提高铝合金液的成分均匀性，必须加强对保温炉内铝合金液的搅拌。因此，本发明选择带永磁搅拌功能的蓄热式燃气保温炉，在硅源、镁源、铜源、锰源、铬源熔化后，开启永磁搅拌设备，采用正转1分钟后接着反转1分钟的循环模式对铝合金液搅拌15-25分钟，可以实现对保温炉内的铝合金液的彻底搅拌均匀。搅拌后，还需要对炉内铝合金液的成分进行现场检测，如果成分不合格，还需要补料，直至铝合金液的成分合格为止。
所述惰性气体可以是氮气、氩气或者氮气和氩气的混合气体，由于氮气与铝合金液会反应生产氮化铝并留在铝渣中，当遇到水时，氮化铝与水会发生反应会生成强烈刺激难闻的氨气，即AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑，造成环境污染和危害人体健康。因此，作为优选地，本发明中惰性气体选用纯度≥99.9%的氩气。
作为优选地，步骤（4）中精炼剂的用量占铝合金液重量的0.1-0.15%，喷吹精炼时间为15-20分钟，精炼后进行扒渣，然后将铝合金液静置15-20分钟。
作为优选地，步骤（5）中精炼剂的用量占铝合金液重量的0.1-0.15%，喷吹精炼时间为15-20分钟，精炼后进行扒渣，然后将铝合金液静置20-40分钟。
现有技术对炉内铝合金液都是进行一次精炼除气除杂处理。发明人通过实验研究后惊奇地发现，在精炼剂用量和精炼时间都完全相同的情况下，把精炼剂分成两次进行喷吹精炼，除气除杂的效果比一次喷吹精炼的除气除杂效果更好，原因是将精炼剂分成两次精炼更有利于铝合金液中的氢气和夹杂物的分离上浮，获得更加充分的分离上浮时间，虽然这种方法会增加一些操作时间和工作量，但能获得更好的除气除杂效果，有利于提高炉内铝合金液的洁净度，提高铝合金导线的导电率。精炼后扒去铝合金液表面的浮渣，在铝合金液的表面均匀撒上一层覆盖剂，以减少烧损，最后将铝合金液静置一段时间，以便铝合金液内残留的气泡和夹杂物获得充分的上浮或下沉时间。
作为优选地，步骤（4）和步骤（5）中精炼时保温炉内铝合金液的温度分别为710-730℃。
精炼时保温炉内铝合金液的温度不宜过高，否则会加剧铝合金液的烧损。温度也不宜过低，否则会降低精炼剂的除气除杂效果。精炼剂的用量不宜太低，否者达不到理想的除气除杂效果。精炼剂的用量越大，除气除杂效果也越好，但也会增加生产成本和烟雾、铝渣的排放量，造成环境污染。由于本发明精炼剂具有更高的除气除杂效率，在相同加入量的条件下，相比于现有精炼剂而言，可以获得更加洁净的铝合金液，有利于提高铝合金导线的导电率。
作为优选地，所述精炼剂由以下质量百分比的成分组成：MgCl2 30-45%，KCl 25-40%，KBF4 5-10%，K2ZrF6 5-10%，SrCO3 6-8%，MnCl2 3-5%，BaCl2 2-4%。
现有精炼剂的除气除杂效率普遍较低，增加精炼剂的用量虽然可以提高除气除杂效果，但也会增大铝合金液的碱金属含量和铝渣的排放量，对铝合金液造成二次污染，反而会降低铝合金导线的导电率和强度。现有精炼剂还普遍含有大量的氟盐、硝酸盐、硫酸盐和六氯乙烷等成分，精炼过程会产大量刺激性难闻的烟气，如氟化氢、二氧化硫等，造成环境污染和危害人体健康。另外，现有精炼剂的功能单一，无法满足高强度高导电率铝合金导线的生产需要。
为了提高炉内铝合金液的净化效果，提高铝合金导线的导电率和强度，发明人通过大量的实验研究，研制了高效环保的多功能精炼剂，精炼剂含有30-45%的MgCl2，25-40%的KCl，5-10%的KBF4，5-10%的K2ZrF6，6-8%的SrCO3，3-5%的MnCl2，2-4%的BaCl2。其中，MgCl2和KCl是精炼剂的主要成分，MgCl2和KCl与铝合金液会反应生成沸点仅为182.7℃的AlCl3，AlCl3气泡在铝合金液上浮过程将吸附部分氢气和夹杂物，达到除气除杂净化效果。部分MgCl2和KCl在高温铝合金液的热作用下直接分解释放出Cl+离子，Cl+离子与铝合金液中的氢气反应生成HCl气体，HCl气泡在溢出铝合金液过程中又进一步吸附带走夹杂物，起到高效的除气除杂净化作用。
K2ZrF6和KBF4可与铝合金液反应生成KAlF4、K3AlF6、Zr和ZrB2，反应得到的KAlF4和K3AlF6呈熔盐状态，表面张力大，不与铝合金液浸润，对Al2O3等氧化夹杂物具有很好的溶解润湿作用，可促进Al2O3等氧化夹杂物与铝合金液的分离，提高除杂净化的效果。反应得到的副产物Zr和ZrB2可充当铝合金液凝固时的异质形核核心，起到细化晶粒的作用，省去专门添加细化剂来细化铝合金的晶粒，有利于降低铝合金导线的生产成本。
铝合金中的Si相在铸造状态下通常呈长条的针状，不仅不会增强铝合金导线的强度，反而会割裂铝基体，降低铝合金导线的强度和塑性。现有技术通常是在炉内精炼除气除杂后再在铝合金液中添加金属锶或者铝锶合金的形式来细化变质针状Si相，但添加锶元素容易导致铝合金液重新吸氢而增加含气量。发明人通过大量实验研究后发现，在精炼剂中加入SrCO3，SrCO3在高温铝合金液中分解成CO2与Sr，CO2气泡在上浮过程中可吸收氢气和捕获Al2O3等夹杂物，起到除气除杂净化作用。同时Sr元素进入铝合金液中对Si相起到细化变质作用，使针状Si相转变为细小的颗粒状或纤维状，可以消除针状Si相对铝合金导线强度和塑性的危害，有利于Si与Mg析出Mg2Si强化相增强铝合金导线的强度。同时可以避免现有技术在炉内精炼后再添加金属锶或者铝锶合金而导致铝合金液重新吸氢而增加含气量的问题。
Fe是铝合金中不可避免的杂质元素，为了消除Fe的危害，现有技术通常是直接添加金属Mn或者铝锰合金，但添加量需要较大，且金属锰的价格昂贵，会增加铝合金导线的生产成本。为了提高精炼剂的除气除杂效果，同时又消除Fe的危害，发明人通过大量实验研究后发现，在精炼剂中加入3-5%的MnCl2，MnCl2在铝合金液中反应生成沸点仅为183℃的AlCl3，AlCl3气泡在上浮过程中可吸附带走氢气和Al2O3等夹杂物，起到除气除杂的效果。同时置换出来的Mn进入到铝合金液，可对富Fe相起到细化变质作用，使粗大针状或片状富Fe相转变为细小均匀的颗粒状，不仅可以消除Fe的危害，还可以提高铝合金导线的强度、塑性、高温性能和耐腐蚀性能。
为了提高铝合金导线的导电率，现有技术通常是添加稀土元素，但稀土的价格较高，会大幅增加铝合金导线的生产成本。为了既能提高精炼剂的净化效果又能提高铝合金导线的导电率，还能降低生产成本，发明人通过大量实验研究后发现，在精炼剂中加入2-4%的BaCl2，当BaCl2在铝合金液中可反应生成沸点仅为183℃的AlCl3，AlCl3气泡在上浮过程中吸附带氢气和夹杂物，起到除气除杂效果，同时置换出来的Ba元素进入到铝合金液，对铝基体上的Fe、Si原子还能起到吸附作用，阻碍Fe、Si原子固溶到铝基体内，将Fe、Si原子迁移到晶界，从而可提高铝合金导线的导电率。
作为优选地，所述精炼剂是采用重熔方法制备得到，具体是将精炼剂在80-100℃加热3-4小时烘干脱水，然后将精炼剂在真空度10-20Pa的真空炉内于900-1100℃重熔1-2小时，冷却凝固至室温后进行破碎和筛选，得到粒径≤1毫米的精炼剂。
现有精炼剂都是将精炼剂烘干脱水后直接混合得到成品精炼剂，这种方法虽然简单，成本低，但没有充分发挥精炼剂成分之间的相互作用，这也是现有精炼剂普遍存在除气除杂效率低的一个重要原因。发明人通过实验研究后发现，将精炼剂烘干脱水后再进行高温重熔，通过重熔可使精炼剂的成分之间相互融合结晶，一是可以显著降低精炼剂的熔点，使精炼剂更容易熔解于铝合金液。二是精炼剂的成分在铝合金液中可发生更好的物理化学促进作用，可以产生更好的除气除杂效果。譬如MgCl2的熔点为712℃，KCl的熔点为770℃，当对精炼剂进行高温重熔后，MgCl2和KCl可形成MgCl2·KCl共晶体，熔点仅为490℃，因而精炼剂的温度更低，更容易熔解于铝合金液，产生更好的除气除杂效果。
作为优选地，所述步骤（6）中双转子除气箱是指在除气箱内设置有两个石墨转子，每个石墨转子的旋转速度为400-500转/分钟，每个石墨转子上的气体流量为3-4立方米/小时，气体压力为0.5-1 MPa，所述气体是纯度≥99.9%的氩气和纯度≥99.9%氯气组成的混合气体，氯气的体积百分比为5-10%。
作为优选地，所述步骤（7）中双过滤板过滤箱是指在过滤箱内设置有前40目、后80目的两块泡沫陶瓷过滤板。
气孔和夹杂会割裂铝合金导线的铝基体，破坏铝合金导线的组织连续性，减弱自由电子的移动速度，增大自由电子的散射，使铝合金导线的电阻率上升，导电率下降。气孔和夹杂还是铝合金导线断裂的裂纹源和裂纹扩展方法，导致强度和塑性下降。因此，为了提高铝合金导线的导电率和强度，仅仅进行保温炉内的喷吹精炼除气除杂是不够的，还需要进行炉外在线除气过滤，对铝合金液进行深度除气除杂净化处理，大幅提高铝合金液的洁净度。
现有技术的除气箱内通常都是只有一个石墨转子，再加上铝合金液流过除气箱的时间较短，而且无法实现对铝合金液的深度除气。另外，现有技术的过滤箱通常只有一块过滤板，过滤板的孔径通常都是比较大，无法除去微米尺寸的细小夹杂物，而增加过滤板的目数，又容易堵塞过滤板，导致过滤流量无法满足生产需要。
为了实现对铝合金液的深度除气除杂，发明人首选研制了双转子除气箱，通过双转子高转速剪切作用，使除气箱内铝合金液内产生更多细小的气泡，提高除气箱的除气效率。其实是研发设计了前40目、后80目的双级泡沫陶瓷过滤板过滤箱，先将铝合金液流过40目的泡沫陶瓷过滤板，将十几微米的夹杂物吸附过滤掉，然后再将铝合金液流过80目的泡沫陶瓷过滤板，进一步将几微米的夹杂物吸附过滤掉，从而获得高洁净度的铝合金液，提高铝合金导线的导电率和强度。
作为优选地，所述步骤（8）中将铝合金液连铸成铝合金连铸坯是在铝合金液温度为700-710℃，连铸机结晶轮转动线速度为10～12米/分钟的条件下进行的。
由于本发明铝合金的强度很高，为了获得高质量的铝合金连铸坯，必须严格控制和匹配好进入连铸机前铝合金液的温度和连铸机的结晶轮转速。铝合金液的温度过高或者结晶轮转速太快，都会导致连铸坯产生空心甚至断裂。铝合金液的温度过低或者结晶轮转速太满，不仅会降低生产效率，而且会导致连铸坯内部晶粒过于粗大而无法进行连轧，同时也会严重降低生产效率。
步骤（9）中，从连铸机出来的铝合金连铸坯的温度通常都会低于460℃，如果直接进入连轧机进行轧制，由于温度低容易导致铝合金圆杆发生断裂，同时也会导致淬火时的冷却速度不够。另外，连铸出来的铝合金连铸坯温度波动范围比较大，如果直接进入连轧机，会导致连轧出来的铝合金圆杆的温度波动较大，导致冷却淬火时铝合金圆杆的温度和冷却速度都不一致，这也是导致铝合金导线强度和导电率不均匀、不稳定的重要原因。为了解决这个问题，本发明将铝合金连铸坯在进入连轧前，先穿过中频感应加热器，通过中频感应加热器的加热，将铝合金连铸坯的温度稳定控制在490-500℃，再进入连轧机进行轧制，既满足连轧对铝合金连铸坯温度要求，又能最大限度减少铝合金连铸坯温度和后面铝合金圆杆冷却淬火时温度的波动，从而提高铝合金导线的强度和导电率均匀性和稳定性。
所述步骤（10）中铝合金金圆杆穿水冷却至室温是指将从连轧机出来的铝合金圆杆穿过水槽里的水冷却至室温。为了增大铝合金圆杆的冷却速度，水槽里的水温不宜超过50℃。
所述步骤（11）中将铝合金圆杆拉拔成直铝合金导线通常是将铝合金圆杆送入拉拔机组经过多道次的拉拔成形，直至将直径9.5毫米的铝合金圆杆拉拔成直径0.5-2.5毫米范围内不同直径需求的铝合金导线。
步骤（12）中，对铝合金导线进行合理的时效处理是获得高强度铝合金导线的重要工序，如果时效温度过低或者时间过短，会导致铝合金导线时效不足。时效温度过高或者时间过长，会导致铝合金导线过时效，都得不到最佳的强度。发明人经过大量实验研究后发现，将铝合金导线在195-205℃时效3-4小时，然后冷却至室温后可获得抗拉强度≥340MPa，导电率大于55%IACS的高强度高导电率铝合金导线。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明通过对铝合金导线的成分组成进行优化设计，提高铝合金导线的强度，通过炉内精炼除气除杂和炉外在线除气过滤，提高铝合金液的洁净度来提高铝合金导线的导电率，解决了强度与导电率相互制约的问题，获得了抗拉强度≥340 MPa，导电率大于55%IACS的高强度高导电率铝合金导线；
（2）本发明铝合金导线没有添加任何稀土元素，也没有添加任何细化变质材料，因而可以降低铝合金导线的生产成本，提高了产品的市场竞争力；
（3）本发明通过提高保温炉内铝合金液的成分均匀性，严格控制铝合金连铸坯的连轧温度和铝合金圆杆的淬火温度，解决了铝合金导线强度波动大的问题，获得强度和导电率均匀稳定的铝合金导线；
（4）本发明研制的精炼剂不仅具有更高的除气除杂效率，同时对铝合金导线还有细化变质和改性功能，可以提高铝合金导线的强度、塑性和导电性能；
（5）本发明研制的精炼剂的氟盐含量少，不含硝酸盐、硫酸盐和六氯乙烷，减少了刺激性难闻的气体的排放，使用更加环保，不含钠盐，避免铝合金导线发生钠脆断裂的风险。
附图说明
图1为本发明所述铝合金导线制造方法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
本发明所述的铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Si 0.70%，Mg 0.69%，Cu0.21%，Mn 0.11%，Cr 0.06%，Fe 0.14%，余量为Al和不可避免的杂质。该铝合金导线的制造方法依次包括以下步骤：（1）按铝合金导线的成分组成和质量百分比，选用铝源为纯度99.7%的铝锭，镁源为纯度99.9%的镁锭，硅源为铝硅合金，铜源为铝铜合金，锰源为铝锰合金，铬源为铝铬合金为原材料进行配料；（2）在蓄热式燃气熔铝炉于750℃将铝锭加热熔化，然后将铝液转移到带永磁搅拌功能的蓄热式燃气保温炉内；（3）将镁锭、铝硅合金、铝铜合金、铝锰合金、铝铬合金加入到保温炉内加热熔化成铝合金液，开启永磁搅拌设备，采用正转1分钟、反转1分钟的循环模式对铝合金液搅拌20分钟，使铝合金液的成分搅拌均匀；（4）用纯度99.9%的氩气和占铝合金液重量0.1%的精炼剂对保温炉内720℃的铝合金液喷吹精炼15分钟进行第一次除气除杂处理，扒渣后撒上覆盖剂，然后静置20分钟；（5）用纯度99.9%的氩气和占铝合金液重量0.15%的精炼剂对保温炉内720℃的铝合金液喷吹精炼20分钟进行第二次除气除杂处理，扒渣后撒上覆盖剂，然后静置30分钟；（6）将炉内铝合金液流过设置在流槽上具有两个石墨转子的双转子除气箱进行炉外在线除气处理，每个石墨转子的旋转速度为450转/分钟，每个石墨转子上的气体流量为3.5立方米/小时，气体压力为0.8MPa，所述气体是纯度99.9%的氩气和纯度99.9%氯气组成的混合气体，氯气的体积百分比为8%；（7）将铝合金液流过设置在流槽上具有前40目、后80目两块泡沫陶瓷过滤板的双过滤板过滤箱进行炉外在线过滤处理；（8）在铝合金液温度为705℃、连铸机结晶轮转动线速度为11米/分钟条件下将铝合金液连铸成铝合金连铸坯；（9）将铝合金连铸坯穿过中频感应加热器加热至495℃；（10）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，并将铝合金圆杆穿水冷却至室温；（11）将铝合金圆杆拉拔成直径1.5毫米铝合金导线；（12）将铝合金导线在200℃时效3.5小时，冷却至室温后得到所述高强度高导电率铝合金导线。
该实施例中采用的精炼剂由以下质量百分比的成分组成：MgCl2 39.4%，KCl30.5%，KBF4 7.9%，K2ZrF6 7.2%，SrCO3 7.5%，MnCl2 4.1%，BaCl2 3.4%。而且，精炼剂采用重熔方法制备得到，具体是将精炼剂在90℃加热3.5小时烘干脱水，然后将精炼剂在真空度15Pa的真空炉内于1000℃重熔1.5小时，冷却凝固至室温后进行破碎和筛选，得到粒径≤1毫米的精炼剂。
实施例2：
本发明所述的铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Si 0.68%，Mg 0.65-0.75%，Cu 0.25%，Mn 0.05%，Cr 0.13%，Fe 0.16%，余量为Al和不可避免的杂质。该铝合金导线的制造方法依次包括以下步骤：（1）按铝合金导线的成分组成和质量百分比，选用铝源为纯度99.7%的铝锭，镁源为纯度99.9%的镁锭，硅源为铝硅合金，铜源为铝铜合金，锰源为铝锰合金，铬源为铝铬合金为原材料进行配料；（2）在蓄热式燃气熔铝炉于760℃将铝锭加热熔化，然后将铝液转移到带永磁搅拌功能的蓄热式燃气保温炉内；（3）将镁锭、铝硅合金、铝铜合金、铝锰合金、铝铬合金加入到保温炉内加热熔化成铝合金液，开启永磁搅拌设备，采用正转1分钟、反转1分钟的循环模式对铝合金液搅拌25分钟，使铝合金液的成分搅拌均匀；（4）用纯度99.9%的氩气和占铝合金液重量0.15%的精炼剂对保温炉内730℃的铝合金液喷吹精炼20分钟进行第一次除气除杂处理，扒渣后撒上覆盖剂，然后静置15分钟；（5）用纯度99.9%的氩气和占铝合金液重量0.1%的精炼剂对保温炉内710℃的铝合金液喷吹精炼15分钟进行第二次除气除杂处理，扒渣后撒上覆盖剂，然后静置40分钟；（6）将炉内铝合金液流过设置在流槽上具有两个石墨转子的双转子除气箱进行炉外在线除气处理，每个石墨转子的旋转速度为400转/分钟，每个石墨转子上的气体流量为4立方米/小时，气体压力为1MPa，所述气体是纯度99.9%的氩气和纯度99.9%氯气组成的混合气体，氯气的体积百分比为10%；（7）将铝合金液流过设置在流槽上具有前40目、后80目两块泡沫陶瓷过滤板的双过滤板过滤箱进行炉外在线过滤处理；（8）在铝合金液温度为710℃、连铸机结晶轮转动线速度为10米/分钟条件下将铝合金液连铸成铝合金连铸坯；（9）将铝合金连铸坯穿过中频感应加热器加热至490℃；（10）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，并将铝合金圆杆穿水冷却至室温；（11）将铝合金圆杆拉拔成直径0.5毫米铝合金导线；（12）将铝合金导线在205℃时效3小时，冷却至室温后得到所述高强度高导电率铝合金导线。
该实施例中采用的精炼剂由以下质量百分比的成分组成：MgCl2 45%，KCl 25%，KBF4 10%，K2ZrF6 5%，SrCO3 6%，MnCl2 5%，BaCl2 4%。而且，精炼剂采用重熔方法制备得到，具体是将精炼剂在80℃加热4小时烘干脱水，然后将精炼剂在真空度20 Pa的真空炉内于1100℃重熔1小时，冷却凝固至室温后进行破碎和筛选，得到粒径≤1毫米的精炼剂。
实施例3：
本发明所述的铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Si 0.78%，Mg 0.75%，Cu0.15%，Mn 0.14%，Cr 0.05%，Fe 0.15%，余量为Al和不可避免的杂质。该铝合金导线的制造方法依次包括以下步骤：（1）按铝合金导线的成分组成和质量百分比，选用铝源为纯度99.7%的铝锭，镁源为纯度99.9%的镁锭，硅源为铝硅合金，铜源为铝铜合金，锰源为铝锰合金，铬源为铝铬合金为原材料进行配料；（2）在蓄热式燃气熔铝炉于740℃将铝锭加热熔化，然后将铝液转移到带永磁搅拌功能的蓄热式燃气保温炉内；（3）将镁锭、铝硅合金、铝铜合金、铝锰合金、铝铬合金加入到保温炉内加热熔化成铝合金液，开启永磁搅拌设备，采用正转1分钟、反转1分钟的循环模式对铝合金液搅拌15分钟，使铝合金液的成分搅拌均匀；（4）用纯度99.9%的氩气和占铝合金液重量0.12%的精炼剂对保温炉内710℃的铝合金液喷吹精炼15分钟进行第一次除气除杂处理，扒渣后撒上覆盖剂，然后静置20分钟；（5）用纯度99.9%的氩气和占铝合金液重量0.12%的精炼剂对保温炉内730℃的铝合金液喷吹精炼20分钟进行第二次除气除杂处理，扒渣后撒上覆盖剂，然后静置20分钟；（6）将炉内铝合金液流过设置在流槽上具有两个石墨的双转子除气箱进行炉外在线除气处理，每个石墨转子的旋转速度为500转/分钟，每个石墨转子上的气体流量为3立方米/小时，气体压力为0.5 MPa。所述气体是纯度99.9%的氩气和纯度99.9%氯气组成的混合气体，氯气的体积百分比为5%；（7）将铝合金液流过设置在流槽上具有前40目、后80目两块泡沫陶瓷过滤板的双过滤板过滤箱进行炉外在线过滤处理；（8）在铝合金液温度为700℃、连铸机结晶轮转动线速度为12米/分钟条件下将铝合金液连铸成铝合金连铸坯；（9）将铝合金连铸坯穿过中频感应加热器加热至500℃；（10）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，并将铝合金圆杆穿水冷却至室温；（11）将铝合金圆杆拉拔成直径2.5毫米铝合金导线；（12）将铝合金导线在195℃时效4小时，冷却至室温后得到所述高强度高导电率铝合金导线。
该实施例中采用的精炼剂由以下质量百分比的成分组成：MgCl2 30.5%，KCl 40%，KBF4 5.5%，K2ZrF6 10%，SrCO3 8%，MnCl2 3.5%，BaCl2 2.5%。而且，精炼剂采用重熔方法制备得到，具体是将精炼剂在100℃加热3小时烘干脱水，然后将精炼剂在真空度10 Pa的真空炉内于900℃重熔2小时，冷却凝固至室温后进行破碎和筛选，得到粒径≤1毫米的精炼剂。
对比例1：
铝合金导线的成分组成及质量百分比以及制造方法与实施例3相同，区别在于本对比例所用精炼剂是目前常用的市售精炼剂，精炼剂由以下质量百分比的成分组成：26.1%的NaCl，10.6%的Na2SiF6，18.1%的Na2SO4，6.9%的CaF2，9.3%的C6Cl6，14.3%的Na2S2O3和15.7%的NaF，该精炼剂是将原材料烘干脱水后直接机械混合得到。
对比例2：
铝合金导线的成分组成及质量百分比以与实施例3相同，区别在于本对比例制造方法中除气箱是单石墨转子除气箱，过滤箱是50目的单过滤板过滤箱，制造方法的其它工艺流程和工艺参数仍旧与实施例3相同。
验证例1：
采用HDA-V测氢仪和Analyze PoDFA测渣仪现场检测实施例1-3和对比例1-2中精炼前保温炉内铝合金液的含氢量和含渣量、精炼后保温炉内铝合金液的含氢量和含渣量、炉外在线除气过滤后铝合金液的含氢量和含渣量，结果如表1所示。从表1可看到，实施例1-3和对比例1-2中，精炼前保温炉内铝合金液的含氢量都是高于0.4 ml/100gAl，含渣量都是高于0.32 mm2/kg。实施例1-3精炼后保温炉内铝合金液的含氢量低于0.18 ml/100gAl，含渣量低于0.16 mm2/kg，精炼剂的除气效率达到55%以上，除杂效率达到50%以上。对比例1使用目前市售的精炼剂，精炼后保温炉内铝合金液的含氢量高于0.22 ml/100gAl，含渣量高于0.18 mm2/kg，精炼剂的除气效率低于45%，除杂效率低于40%。通过比较可以看到，本发明使用的精炼剂具有更高的除气除杂效率。从表1可以看到，采用本发明对铝合金液进行炉外在线除气过滤后，铝合金液的含氢量低于0.1 ml/100gAl，含渣量低于0.08 mm2/kg。而对比例2是采用传统单转子除气箱和单过滤板过滤箱，炉外除气过滤后，铝合金液的含氢量高于0.1 ml/100gAl，含渣量高于0.08 mm2/kg，通过比较可以看到，本发明使用双转子除气箱和双级过滤板过滤箱，具有更高的除气除杂效果，可使显著降低铝合金液的气渣含量。
表1 铝合金液的含气量和含渣量
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 精炼前保温炉内铝合金液的含氢量/(ml/100gAl) | 0.418 | 0.421 | 0.419 | 0.417 | 0.419 |
| 精炼后保温炉内铝合合金液的含氢量/(ml/100gAl) | 0.175 | 0.179 | 0.176 | 0.221 | 0.176 |
| 在线除气过滤后铝合金液的含氢量/(ml/100gAl) | 0.089 | 0.092 | 0.094 | 0.113 | 0.121 |
| 精炼前保温炉内铝合金液的含渣量/(mm<sup>2</sup>/kg) | 0.324 | 0.328 | 0.322 | 0.325 | 0.327 |
| 精炼后保温炉内铝合金液的含渣量/(mm<sup>2</sup>/kg) | 0.158 | 0.156 | 0.157 | 0.188 | 0.159 |
| 在线除气过滤后铝合金液的含渣量/(mm<sup>2</sup>/kg) | 0.076 | 0.078 | 0.069 | 0.112 | 0.105 |
验证例2：
分别检测实施例1-3和对比例1-2制造的铝合金导线的拉伸力学性能和导电率，结果如表2所示。从表2可看到，实施例1-3铝合金导线的抗拉强度大于340 MPa，屈服强度大于305 MPa，断后伸长率大8%，导电率大于55%IACS，铝合金导线的强度和导电率都高于对比例1和对比例2铝合金导线的强度和导电率。现有技术制造的铝合金导线的抗拉强度通常是低于330 MPa，屈服强度低于300 MPa，导电率低于55%IACS，相比较可以看到，本发明铝合金导线的强度和导电率都高于现有技术制造的铝合金导线的强度和导电率，说明本发明通过优化合金成分组成和对铝合金液进行深度除气除杂净化处理，可以同时提高铝合金导线的强度和导电率。从表2还可以看到，实施例1-3铝合金导线的强度波动范围小于10MPa，导电率波动范围小于0.5%IACS，说明本发明通过提高保温炉内铝合金液的成分均匀性，严格控制铝合金连铸坯的轧制温度和铝合金圆杆的淬火温度，获得强度和导电率均匀稳定的铝合金导线。
表2 铝合金导线的拉伸力学性能和导电率
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 抗拉强度/MPa | 344.5 | 340.8 | 346.4 | 327.6 | 333.4 |
| 屈服强度/MPa | 309.6 | 305.5 | 312.2 | 296.5 | 300.6 |
| 断后伸长率/% | 8.6 | 8.7 | 8.5 | 7.5 | 7.6 |
| 导电率/%IACS | 55.3 | 55.5 | 55.2 | 54.7 | 54.6 |
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 (10)
1.一种高强度高导电率铝合金导线，其特征在于，该铝合金导线由以下质量百分比的成分组成：Si 0.68-0.78%，Mg 0.65-0.75%，Cu 0.15-0.25%，Mn 0.05-0.15%，Cr 0.05-0.15%，Fe 0.1-0.2%，余量为Al和不可避免的杂质，Si与Mg的质量比满足：Si≥Mg/1.73+0.3，Mn和Cr的质量百分比之和满足：Mn+Cr≤0.2%。
2.一种高强度高导电率铝合金导线的制造方法，该方法用于制造如权利要求1所述的高强度高导电率铝合金导线，其特征在于，依次包括以下步骤：
（1）按铝合金导线的成分组成和质量百分比，选用铝源、硅源、镁源、铜源、锰源、铬源为原材料进行配料；
（2）将铝源在熔铝炉内于740-760℃加热熔化，然后将铝液转移到保温炉内；
（3）将硅源、镁源、铜源、锰源、铬源加入到保温炉内加热熔化成铝合金液；
（4）用惰性气体和精炼剂对保温炉内的铝合金液喷吹精炼进行第一次除气除杂处理；
（5）用惰性气体和精炼剂对保温炉内的铝合金液喷吹精炼进行第二次除气除杂处理；
（6）将炉内铝合金液流过设置在流槽上的双转子除气箱进行炉外在线除气处理；
（7）将铝合金液流过设置在流槽上的双过滤板过滤箱进行炉外在线过滤处理；
（8）在铝合金液温度为700-710℃、连铸机结晶轮转动线速度为10～12米/分钟条件下将铝合金液连铸成铝合金连铸坯；
（9）将铝合金连铸坯穿过中频感应加热器加热至490-500℃；
（10）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，并将铝合金圆杆穿水冷却至室温；
（11）将铝合金圆杆拉拔成直径0.5-2.5毫米铝合金导线；
（12）将铝合金导线在195-205℃时效3-4小时，冷却至室温后得到所述高强度高导电率铝合金导线。
3.根据权利要求2所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特征在于，所述铝源为纯度≥99.7%的铝锭，镁源为纯度≥99.9%的镁锭，硅源为铝硅合金，铜源为铝铜合金，锰源为铝锰合金，铬源为铝铬合金。
4.根据权利要求2所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特征在于，所述熔铝炉为蓄热式燃气熔铝炉，所述保温炉为带永磁搅拌功能的蓄热式燃气保温炉。
5.根据权利要求2所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特征在于，所述惰性气体为纯度≥99.9%的氩气。
6.根据权利要求2所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特征在于，所述步骤（4）和步骤（5）中精炼剂的用量分别占铝合金液重量的0.1-0.15%，喷吹精炼时间分别为15-20分钟，精炼时的铝合金液温度分别为710-730℃，且步骤（4）精炼后铝合金液的静置时间为15-20分钟，步骤（5）精炼后铝合金液的静置时间为20-40分钟。
7.根据权利要求2所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特征在于，所述精炼剂由以下质量百分比的成分组成：MgCl2 30-45%，KCl 25-40%，KBF4 5-10%，K2ZrF6 5-10%，SrCO3 6-8%，MnCl2 3-5%，BaCl2 2-4%。
8.根据权利要求2或7所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特征在于，所述精炼剂是采用重熔方法制备得到，具体是将精炼剂在80-100℃加热3-4小时烘干脱水，然后将精炼剂在真空度10-20Pa的真空炉内于900-1100℃重熔1-2小时，冷却凝固至室温后进行破碎和筛选，得到粒径≤1毫米的精炼剂。
9.根据权利要求2所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特征在于，所述步骤（6）中双转子除气箱是指在除气箱内设置有两个石墨转子，每个石墨转子的旋转速度为400-500转/分钟，每个石墨转子上的气体流量为3-4立方米/小时，气体压力为0.5-1 MPa，所述气体是纯度≥99.9%的氩气和纯度≥99.9%氯气组成的混合气体，氯气的体积百分比为5-10%。
10.根据权利要求2所述高强度高导电率铝合金导线的制造方法，其特征在于，所述步骤（7）中双过滤板过滤箱是指在过滤箱内设置有前40目、后80目的两块泡沫陶瓷过滤板。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053897A1 (fr) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Conducteur à fils et son procédé de fabrication |
| GB0915071D0 (en) * | 2009-08-29 | 2009-09-30 | Sliwakowski Jaroslaw | Aluminium alloy and method for manufacturing of an aluminium alloy |
| 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 |
| CN102610294A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-07-25 | 无锡华能电缆有限公司 | 节能高强度铝合金线及其制造方法 |
| CN103820685A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-28 | 无锡华能电缆有限公司 | 导电率60%iacs中强度铝合金线及其制备方法 |
| WO2015032170A1 (zh) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | 国家电网公司 | 一种架空导线用中强度铝合金线 |
| CN106893897A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-27 | 广东省材料与加工研究所 | 一种耐热稀土铝合金导线及其制造方法 |
| JP2019196519A (ja) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | 日立金属株式会社 | アルミニウム合金線材およびその製造方法 |
| CN110669964A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-10 | 辽宁忠旺集团有限公司 | 一种高性能稀土Al-Mg-Si铝合金挤压材料及其制备方法 |
| CN111394601A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 广东领胜新材料科技有限公司 | 一种大尺寸无铅易切削铝合金铸棒的铸造方法 |
| CN113649415A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 江苏中天科技股份有限公司 | 一种高强度铝合金焊丝制备工艺 |
| JP2022100960A (ja) * | 2020-12-24 | 2022-07-06 | 堺アルミ株式会社 | アルミニウム合金圧延材の製造方法 |
-
2022
- 2022-12-21 CN CN202211646759.8A patent/CN115948684B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053897A1 (fr) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Conducteur à fils et son procédé de fabrication |
| GB0915071D0 (en) * | 2009-08-29 | 2009-09-30 | Sliwakowski Jaroslaw | Aluminium alloy and method for manufacturing of an aluminium alloy |
| 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 |
| CN102610294A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-07-25 | 无锡华能电缆有限公司 | 节能高强度铝合金线及其制造方法 |
| WO2015032170A1 (zh) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | 国家电网公司 | 一种架空导线用中强度铝合金线 |
| CN103820685A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-28 | 无锡华能电缆有限公司 | 导电率60%iacs中强度铝合金线及其制备方法 |
| CN106893897A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-27 | 广东省材料与加工研究所 | 一种耐热稀土铝合金导线及其制造方法 |
| JP2019196519A (ja) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | 日立金属株式会社 | アルミニウム合金線材およびその製造方法 |
| CN110669964A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-10 | 辽宁忠旺集团有限公司 | 一种高性能稀土Al-Mg-Si铝合金挤压材料及其制备方法 |
| CN111394601A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 广东领胜新材料科技有限公司 | 一种大尺寸无铅易切削铝合金铸棒的铸造方法 |
| JP2022100960A (ja) * | 2020-12-24 | 2022-07-06 | 堺アルミ株式会社 | アルミニウム合金圧延材の製造方法 |
| CN113649415A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 江苏中天科技股份有限公司 | 一种高强度铝合金焊丝制备工艺 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ABDO HANY S: "Alloying Elements Effects on Electrical Conductivity and Mechanical Properties of Newly Fabricated Al Based Alloys Produced by Conventional Casting Process", 《MATERIALS》, vol. 14, no. 14, 16 July 2021 (2021-07-16), pages 3971 * |
| 章益: "时效对铝镁硅合金线材力学性能和导电率的影响", 《轻合金加工技术》, vol. 50, no. 9, 20 September 2022 (2022-09-20), pages 41 - 46 * |
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