[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金單絲及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111590900.2
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN114231803B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白清領(lǐng);繆姚軍;徐海波;周峰;單小龍;繆小林
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中天科技股份有限公司;上海中天鋁線有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/08
• 分類號(hào): C22C21/08;C22C21/02;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/043;C22F1/047;C22F1/05;H01B1/02;B21C37/04
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 程曉

本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金單絲及其制備方法。本發(fā)明高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金單絲，由按質(zhì)量百分比計(jì)的下述成分組成：Mg 0.5?0.6wt%，Si 0.4?0.55wt%，Sc 0.01?0.2wt%，F(xiàn)e 0.1?0.15wt%，Cu 0.01?0.08wt%，RE 0.01?0.03wt%，B 0.001?0.005wt%，Cr+Mn+V+Ti≤0.02wt%，其余為Al和不可避免的其它雜質(zhì)元素，不可避免的雜質(zhì)元素中每種元素的含量均≤0.005wt%，不可避免的其它雜質(zhì)元素的總量≤0.02wt%；本發(fā)明通過合金組分及工藝的優(yōu)化，可以使得鋁合金單絲的性能滿足：抗拉強(qiáng)度≥380MPa、導(dǎo)電率≥54%IACS。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及架空導(dǎo)線技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種抗拉強(qiáng)度≥380MPa、導(dǎo)電率≥54%IACS的高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金單絲及其制備方法。

背景技術(shù)

我國已建成世界最長的架空導(dǎo)線輸電線路，成為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源主動(dòng)脈，但是現(xiàn)有長距離、大跨越架空輸電線路主要是由普通鋼芯鋁絞線組成，電能損耗較大。近期我國已提出實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間表，使用節(jié)能導(dǎo)線代替普通鋼芯鋁絞線大幅降低輸電線路的電能損耗，成為架空輸電領(lǐng)域重要的發(fā)展趨勢。

我國國標(biāo)高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線強(qiáng)度315~325MPa、導(dǎo)電率52.5%IACS，節(jié)能降耗效果不突出，如果將鋁合金線的導(dǎo)電率和強(qiáng)度同時(shí)顯著提高，絞合后得到高導(dǎo)電高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線，相對(duì)于常規(guī)鋼芯鋁絞線的性能優(yōu)勢會(huì)十分明顯，因此，繼續(xù)開發(fā)更高強(qiáng)度和導(dǎo)電率的合金材料具有重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

鋁鎂硅合金導(dǎo)線的強(qiáng)度和導(dǎo)電率是相互制約的，當(dāng)提高強(qiáng)度后往往會(huì)使導(dǎo)電率明顯下降，反之亦然。國內(nèi)生產(chǎn)鋁鎂硅合金的工藝路線一般為熔煉→連鑄連軋→拉拔→時(shí)效處理，合金強(qiáng)度或者導(dǎo)電率的改進(jìn)主要是通過成分調(diào)整和工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，基本工藝路線沒有根本性的變化，一個(gè)指標(biāo)的提升往往是以另一個(gè)指標(biāo)的降低為代價(jià)，因此難以實(shí)現(xiàn)綜合性能的大幅改善，如何較好的兼顧兩者的指標(biāo)成為了當(dāng)前導(dǎo)電鋁合金發(fā)展的關(guān)鍵。

盡管國內(nèi)技術(shù)人員通過經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)已實(shí)現(xiàn)合金強(qiáng)度和導(dǎo)電率的改善，例如專利公開號(hào)為CN104538116B、CN107841658B、CN106623478B的專利文獻(xiàn)，但仍存在進(jìn)一步提升空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金單絲及其制備方法，能夠提高鋁合金單絲的綜合性能，鋁合金單絲的抗拉強(qiáng)度≥380MPa、導(dǎo)電率≥54%IACS。

本發(fā)明首先提供一種高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金單絲，由按質(zhì)量百分比計(jì)的下述成分組成：Mg 0.5-0.6wt%，Si 0.4-0.55wt%，Sc 0.01-0.2wt%，F(xiàn)e 0.1-0.15wt%，Cu 0.01-0.08wt%，RE0.01-0.03wt%，B 0.001-0.005wt%，Cr+Mn+V+Ti≤0.02wt%，其余為 Al和不可避免的其它雜質(zhì)元素，不可避免的雜質(zhì)元素中每種元素的含量均≤0.005wt%，不可避免的其它雜質(zhì)元素的總量≤0.02wt%；

所述RE為鑭鈰混合稀土元素，以Al-RE中間合金的形式加入。

所述的高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金單絲抗拉強(qiáng)度≥380MPa、導(dǎo)電率≥54%IACS。

本發(fā)明還提供上述高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金單絲的制備方法，包括如下步驟：

（1）鋁液熔煉：向熔煉爐中加入純度大于99.7%鋁錠，熔煉鋁液，加入鋁硅合金、鋁鈧合金、鋁稀土合金，加熱熔化后攪拌扒渣，將金屬鎂錠壓入鋁液內(nèi)部進(jìn)行攪拌熔化，對(duì)熔化后的鋁液充分?jǐn)嚢杈鶆?，取樣進(jìn)行光譜分析，控制鋁液熔體成分在要求的范圍內(nèi)。

（2）爐內(nèi)精煉：將熔煉爐中的鋁液轉(zhuǎn)注至保溫爐，加入微量鋁硼合金進(jìn)行硼化處理，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，調(diào)整爐內(nèi)鋁液溫度至740~750℃；對(duì)爐內(nèi)鋁液進(jìn)行除氣處理，控制鋁液中氫含量≤0.3ml/100g。