CN117161686A - 一种铝合金导电排的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金导电排的制备方法，涉及铝合金导电排的制备领域，本申请限定铝合金导电排的成分以及成分配比，优化挤压处理的温度为360℃～380℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为360℃～380℃，模具温度为400～420℃且保温12h～24h，主缸速度为8mm/s～10mm/s。能获得铝合金导电排的横截面积达75000mm2，即宽500mm，厚150mm，导电率达34Ms/m‑35Ms/m，可以将铝合金导电排的电阻率降低50％，能解决市场上的铝合金导电排的截面积在40000mm2以下，米重108kg，导电率在低于34Ms/m的问题，从而使得铝合金导电排满足市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金的制备领域，具体而言，涉及一种铝合金导电排的制备方法。
背景技术
铝合金导电排是指截面为矩形的、用于电器设备导线的长条铝材。铝合金导电排一般通过挤压生产，铝合金相对于银、铜，其重量轻，成本低，而导电、导热性能优良，主要用在高低压电器、开关触头、配电设备以及母线槽等电器工程，市场前景巨大。铝合金导电排的电阻与导电率成反比，与截面积成反比，要减小铝合金导电排的电阻，提高铝合金导电排的导电率、增加铝合金导电排的截面积，是有效的途径。另外，我国铝资源非常丰富且还具有优异的耐腐蚀性能以及延展性能好，可以折弯成各种形状，给铝合金导电排带来了极大的发展空间。近年来随着新材料的研发力度加大，技术的进一步成熟，更是越来越多的铝合金导电排广泛应用到电工以及电器行业，逐步实现了“以铝代铜”。现有技术中用挤压机将铝合金铸锭挤压，通过模具钢成型，然后经过校平、锯切等生产工艺，制取各种长度、截面积的铝合金导电排。但现有技术中依然存在以下问题：由于铝合金导电排是实心矩形截面，其米重大，目前市场上的铝合金导电排的截面积在40000mm2以下(米重108kg)，导电率在32Ms/m-34Ms/m，不能满足市场需要的各项指标。
发明内容
基于此，为了解决现有技术制备的铝合金导电排性能不能满足需求的问题，本发明提供了一种铝合金导电排的制备方法，具体技术方案如下：
一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后进行熔炼处理，精炼处理，加入覆盖剂，再采用半连续热顶铸造法进行铸造处理，得到圆铸锭；
将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为360℃-380℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为360℃～380℃，模具温度为400～420℃且保温12h～24h，主缸速度为8mm/s～10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
进一步地，所述铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.10％-0.15％、Fe 0-0.14％、Cu 0-0.03％、Mn 0-0.03％、Cr 0-0.02％、Zn0-0.03％、Ti 0-0.05％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
进一步地，所述熔炼处理的温度为710℃～760℃。
进一步地，所述精炼处理为：使用氩气，并加入精炼剂后，静置15min～20min。
进一步地，所述精炼剂为Al-5Ti-1B精炼剂。
进一步地，所述铸造处理的温度为710℃～760℃，铸造处理的速度为26mm/min～28mm/min，水压为0.02MPa～0.04MPa。
进一步地，所述挤压处理采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm。
进一步地，所述覆盖剂为质量比为(1～3)：(1～5)的氯化钾以及氯化钠的混合物。
进一步地，所述覆盖剂的添加量为熔体质量的0.1％～0.5％。
上述方案中通过优化工艺后，能获得铝合金导电排的横截面积达75000mm2，即宽500mm，厚150mm，导电率达34Ms/m-35Ms/m，可以将铝合金导电排的电阻率降低50％，能解决市场上的铝合金导电排的截面积在40000mm2以下(米重108kg)，导电率在低于34Ms/m的问题，从而使得铝合金导电排满足市场需求。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中的一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后进行熔炼处理，精炼处理，加入覆盖剂，再采用半连续热顶铸造法进行铸造处理，得到圆铸锭；
将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为360℃-380℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为360℃～380℃，模具温度为400～420℃且保温12h～24h，主缸速度为8mm/s～10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
在其中一个实施例中，所述铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.10％-0.15％、Fe 0-0.14％、Cu 0-0.03％、Mn 0-0.03％、Cr 0-0.02％、Zn0-0.03％、Ti 0-0.05％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
在其中一个实施例中，所述熔炼处理的温度为710℃～760℃。
在其中一个实施例中，所述精炼处理为：使用氩气，并加入精炼剂后，静置15min～20min。
在其中一个实施例中，所述精炼剂为Al-5Ti-1B精炼剂。
在其中一个实施例中，所述精炼剂添加量为熔体质量的0.1％～0.15％。
在其中一个实施例中，所述覆盖剂为质量比为(1～3)：(1～5)的氯化钾以及氯化钠的混合物。
在其中一个实施例中，加入覆盖剂后，保温10min～15min。
在其中一个实施例中，所述铸造处理的温度为710℃～760℃，铸造处理的速度为26mm/min～28mm/min，水压为0.02MPa～0.04MPa。
在其中一个实施例中，所述挤压处理采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm。
在其中一个实施例中，所述覆盖剂为质量比为(1～3)：(1～5)的氯化钾以及氯化钠的混合物。
在其中一个实施例中，所述覆盖剂的添加量为熔体质量的0.1％～0.5％。
上述方案中通过优化工艺后，能获得铝合金导电排的横截面积达75000mm2，即宽500mm，厚150mm，导电率达34Ms/m-35Ms/m，可以将铝合金导电排的电阻率降低50％，能解决市场上的铝合金导电排的截面积在40000mm2以下(米重108kg)，导电率在低于34Ms/m的问题，从而使得铝合金导电排满足市场需求。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
实施例1：
铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.10％、Fe 0.01％、Cu 0.03％、Mn 0.03％、Cr 0.01％、Zn 0.01％、Ti0.05％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后于730℃的温度下进行熔炼处理，使用氩气，并加入熔体质量0.1％的Al-5Ti-1B精炼剂后，静置15min，加入质量比为1：3的氯化钾以及氯化钠的混合物且加入量为熔体质量的0.3％，保温15min，再于温度为760℃，铸造处理的速度为28mm/min，水压为0.04MPa的条件下进行铸造处理，得到圆铸锭；
采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm，将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为360℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为360℃，模具温度为400℃且保温15h，主缸速度为8mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
实施例2：
铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.12％、Fe 0.12％、Cu 0.03％、Mn 0.02％、Cr 0.02％、Zn 0.03％、Ti0.04％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后于750℃的温度下进行熔炼处理，使用氩气，并加入熔体质量0.1％的Al-5Ti-1B精炼剂后，静置20min，加入质量比为3：5的氯化钾以及氯化钠的混合物且加入量为熔体质量的0.3％，保温15min，再于温度为760℃，铸造处理的速度为27mm/min，水压为0.04MPa的条件下进行铸造处理，得到圆铸锭；
采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm，将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为380℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为380℃，模具温度为420℃且保温18h，主缸速度为10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
实施例3：
铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.13％、Fe 0.12％、Cu 0.03％、Mn 0.03％、Cr 0.02％、Zn 0.02％、Ti0.03％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后于740℃的温度下进行熔炼处理，使用氩气，并加入熔体质量0.1％的Al-5Ti-1B精炼剂后，静置20min，加入质量比为3：5的氯化钾以及氯化钠的混合物且加入量为熔体质量的0.3％，保温15min，再于温度为750℃，铸造处理的速度为28mm/min，水压为0.04MPa的条件下进行铸造处理，得到圆铸锭；
采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm，将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为380℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为380℃，模具温度为400℃且保温18h，主缸速度为10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
实施例4：
铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.12％、Fe 0.13％、Cu 0.03％、Mn 0.03％、Cr 0.02％、Zn 0.02％、Ti0.04％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后于750℃的温度下进行熔炼处理，使用氩气，并加入熔体质量0.1％的Al-5Ti-1B精炼剂后，静置18min，加入质量比为2：3的氯化钾以及氯化钠的混合物且加入量为熔体质量的0.3％，保温15min，再于温度为750℃，铸造处理的速度为28mm/min，水压为0.04MPa的条件下进行铸造处理，得到圆铸锭；
采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm，将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为380℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为380℃，模具温度为420℃且保温15h，主缸速度为10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
对比例1：
铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.18％、Fe 0.18％、Cu 0.03％、Mn 0.05％、Cr 0.05％、Zn 0.09％、Ti0.12％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后于750℃的温度下进行熔炼处理，使用氩气，并加入熔体质量0.1％的Al-5Ti-1B精炼剂后，静置18min，加入质量比为2：3的氯化钾以及氯化钠的混合物且加入量为熔体质量的0.3％，保温15min，再于温度为750℃，铸造处理的速度为28mm/min，水压为0.04MPa的条件下进行铸造处理，得到圆铸锭；
采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm，将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为380℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为380℃，模具温度为420℃且保温15h，主缸速度为10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
对比例2：
铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.12％、Fe 0.13％、Cu 0.03％、Mn 0.03％、Cr 0.02％、Zn 0.02％、Ti0.04％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后于750℃的温度下进行熔炼处理，使用氩气，并加入熔体质量0.1％的Al-5Ti-1B精炼剂后，静置18min，加入质量比为2：3的氯化钾以及氯化钠的混合物且加入量为熔体质量的0.3％，保温15min，再于温度为750℃，铸造处理的速度为28mm/min，水压为0.04MPa的条件下进行铸造处理，得到圆铸锭；
采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm，将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为500℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为500℃，模具温度为420℃且保温15h，主缸速度为10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
对比例3：
铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.12％、Fe 0.13％、Cu 0.03％、Mn 0.03％、Cr 0.02％、Zn 0.02％、Ti0.04％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
一种铝合金导电排的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后于750℃的温度下进行熔炼处理，使用氩气，并加入熔体质量0.1％的Al-5Ti-1B精炼剂后，静置18min，加入质量比为2：3的氯化钾以及氯化钠的混合物且加入量为熔体质量的0.3％，保温15min，再于温度为750℃，铸造处理的速度为30mm/min，水压为0.04MPa的条件下进行铸造处理，得到圆铸锭；
采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm，将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为250℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为300℃，模具温度为300℃且保温5h，主缸速度为10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
将实施例1～4制备的铝合金导电排以及对比例1～3制备的铝合金导电排进行性能测试，结果如下表1所示。
表1：
从表1的数据分析可知，本申请通过成分以及工艺的优化后，能获得500mm宽，150mm厚，平面间隙＜1mm，无沙眼、无孔洞、无夹杂，米重达196kg，得到截面积为75000mm2的铝合金导电排，且铝合金导电排的导电率提高到34Ms/m-35Ms/m，能满足市场的需要。对比例1与实施例4相比，在于成分配比不同，但是获得的铝合金导电排存在轻微沙眼的问题，且导电率也不能满足需求；对比例2以及对比例3与实施例4的区别均在于工艺参数的不同，并不能获得导电率优异的铝合金导电排，因此，本申请经过优化后，整体上满足使用要求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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 (9)
1.一种铝合金导电排的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
按照铝合金导电排进行配料，然后进行熔炼处理，精炼处理，加入覆盖剂，再采用半连续热顶铸造法进行铸造处理，得到圆铸锭；
将所述圆铸锭进行挤压处理，且挤压处理的温度为360℃～380℃，挤压比为4.7，挤压筒温度为360℃～380℃，模具温度为400～420℃且保温12h～24h，主缸速度为8mm/s～10mm/s，在线喷水冷却，得到铝合金导电排。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金导电排包括以下质量百分比的成分：
Si 0.10％-0.15％、Fe 0-0.14％、Cu 0-0.03％、Mn 0-0.03％、Cr 0-0.02％、Zn 0-0.03％、Ti 0-0.05％、单个杂质元素＜0.05％，总计＜0.15％，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼处理的温度为710℃～760℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述精炼处理为：使用氩气，并加入精炼剂后，静置15min～20min。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述精炼剂为Al-5Ti-1B精炼剂。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸造处理的温度为710℃～760℃，铸造处理的速度为26mm/min～28mm/min，水压为0.02MPa～0.04MPa。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述挤压处理采用的挤压机的挤压筒内径为670mm，模具规格外径为900mm，厚度为440mm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述覆盖剂为质量比为(1～3)：(1～5)的氯化钾以及氯化钠的混合物。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述覆盖剂的添加量为熔体质量的0.1％～0.5％。
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| CN202311105663.5A CN117161686A (zh) | 2023-08-30 | 2023-08-30 | 一种铝合金导电排的制备方法 |
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-
2023
- 2023-08-30 CN CN202311105663.5A patent/CN117161686A/zh active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117531881A (zh) * | 2024-01-08 | 2024-02-09 | 四川省盛源鑫智能电气有限责任公司 | 一种铜排折弯机床 |
| CN117531881B (zh) * | 2024-01-08 | 2024-04-26 | 四川省盛源鑫智能电气有限责任公司 | 一种铜排折弯机床 |
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