[發明專利]一種鋁-鎂-硅合金單絲及其制備方法

在審

• 申請號: 202010504114.5
• 申請日: 2020-06-05
• 公開（公告）號: CN111826558A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 陳保安;潘學東;張靜媛;趙麗麗;趙蕊;劉剛;程鵬明;祝志祥;張強;丁一;陳新;韓鈺;張磊;陳素紅
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網山東省電力公司電力科學研究院;西安交通大學;國家電網有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/03;C22F1/047
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種鋁?鎂?硅合金單絲及其制備方法，所述合金單絲包括按質量百分比計的：鎂:0.50～0.70％，硅:0.30～0.50％，鉺:0.30～0.50％，鑭(鈰):0～0.08％，硼:0.01～0.02％，雜質元素釩+鈦+鉻+錳≤0.01％，其余為鋁和不可避免的雜質。所述單絲制備方法包括：冶煉、精煉、澆鑄、軋制、拔絲和時效處理。本發明通過調節鋁?鎂?硅合金單絲包括的各組分的量的配比，選擇與之相應的制備工藝，獲得了導電率≥56％IACS(20℃)、抗拉強度≥300MPa、延伸率≥3.0％的鋁合金單絲。

技術領域

本發明涉及一種電工導體材料，具體講設計及一種鋁合金單絲。

背景技術

隨著工業的快速發展，對電力的需求逐年攀升。作為電網電能傳輸重要載體的架空導線的綜合性能直接影響電力傳輸的安全和能源的輸送效率。高強度架空導線不僅可以保證導線在覆冰、風載等嚴苛服役環境下的運行安全，所具有的高導電率則可提升輸電線路電能輸送效率、減少輸電損耗。

鋁-鎂-硅系合金以其合金化程度低，比強度高，良好的力學與導電性，較高耐腐蝕性能，是長距離大跨越輸電線路的首選材料。但現有的鋁-鎂-硅合金導線的導電率低，難以滿足節能降損的輸電要求。

因此，需要提供一種強度高、導電率高的鋁-鎂-硅合金導線材質。

發明內容：

本發明目的在于以純度為99.7％的電工鋁錠為原材料，制備一種高強度高導電率的鋁-鎂-硅合金單絲材料，來滿足現有技術的需要。

本發明通過加入微量鉺、鑭(鈰)、硼元素和相應的制備工藝兩方面來改善合金微觀組織與綜合性能，獲得導電率≥56％IACS(20℃)、抗拉強度≥300MPa、延伸率≥3.0％的鋁合金單絲。

實施上述目的的技術方案如下：

一種鋁-鎂-硅合金單絲，其改進之處在于，所述合金單絲包括按質量百分比計的下述組分：

鎂:0.50～0.70％，硅:0.30～0.50％，鉺:0.30～0.50％，鑭(鈰):0～0.08％，硼:0.01～0.02％，雜質元素釩+鈦+鉻+錳≤0.01％，其余為鋁和不可避免的雜質。

其中，鉺為0.30～0.50％，鑭(鈰)為0～0.08％，硼為0.01～0.02％。

其中，所述單絲的制備工藝包括：將純度高于預設純度閾值的鋁錠于730～750℃的熔煉爐熔煉；

于730～740℃下的所得熔液中加入鋁-鑭中間合金、鋁-鈰中間合金或鑭-鈰混合稀土，并加入鋁-硼中間合金，熔化后靜置第一時間除雜；

將靜置除雜的熔液于730～750℃下加入純鎂、鋁-硅中間合金和鋁-鉺中間合金，熔化、攪拌后靜置第二時間除雜；

于710～730℃下的熔液中吹入壓力為0.5～0.8MPa的氮氣，靜置第三時間并扒渣；

將700～720℃的熔液澆入金屬型模具，得鑄錠；

將510～530℃下保溫1～2h的鑄錠軋制或擠壓成φ9.5mm的桿材，水淬和拉絲。

其中，所述鑄錠軋制為連鑄連軋，所述連鑄連軋包括，對所述扒渣所得的熔液經入軋溫度為510～530℃，終軋溫度不低于400℃，冷卻液冷卻，90～100℃下出桿，得桿材。

其中，所述擠壓包括，將所述扒渣后的熔液澆鑄所得鑄錠于510～530℃溫度下擠壓為，不低于400℃溫度下擠出，冷卻液冷卻，90～100℃下出桿，得桿材。

其中，將所述桿材經8～12道次拉拔，獲得φ3～4mm單絲；和將單絲在175～190℃下時效6～10h，得鋁-鎂-硅合金單絲。