一種2a90鋁合金在提高抗拉強度后的處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種2A90鋁合金提高抗拉強度后的處理工藝，屬于合金性能技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電工圓桿是目前電線電纜的重要基礎(chǔ)材料之一，其質(zhì)量好壞直接影響到整個工程 或成套產(chǎn)品的優(yōu)劣。在實際生產(chǎn)中，電工圓鋁桿的抗拉強度、導(dǎo)電率和伸長率之間往往是矛 盾的，提高了鋁桿的抗拉強度，導(dǎo)電率和伸長率會下降，而當(dāng)導(dǎo)電率與伸長率提高時，強度 又會降低。怎樣提高電阻率，并合理協(xié)調(diào)抗拉強度與伸長率的關(guān)系是一個尚待解決的難題。
[0003] 2A90鋁合金產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)是電導(dǎo)率和抗拉強度。但由于這兩項性能指標(biāo) 相互矛盾，往往難以同時滿足，所以要保持材料較高的導(dǎo)電性和延伸率的話，其強度往往不 足，然而要提高材料強度往往在很大程度上會降低其導(dǎo)電性能。因此研究較高的電導(dǎo)率和 優(yōu)良的力學(xué)性能的良好軋制工藝是其主要關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：提供一種2A90鋁合金提高抗拉強度后的處理工藝，能 夠在小部分降低2A90鋁合金電工圓桿電阻率的情況下，提高電工圓桿的電學(xué)性能和力學(xué) 性能，用以解決2A90鋁合金提高抗拉強度后導(dǎo)電率急劇下降難題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種2A90鋁合金在提高抗拉強度后的處理工藝，所述2A90鋁合金以質(zhì)量分數(shù)計的成 分為：0. 2%的稀土元素 Ce, 1. 9%的合金元素 Cu,其余為純錯錠，其中純錯錠中以質(zhì)量分數(shù) 計的成分為：A1 為 99. 29%，B 為 0· 004%，Si 為 0· 167%，F(xiàn)e 為 0· 271%，Mg 為 0· 055%，Cr 為 0. 041%，Ni為0. 027%，Ti為0. 033%，剩余為雜質(zhì)，處理時先把合金原料澆鑄成制圓棒，再經(jīng) 軋制機軋制，最后進行低溫形變時效處理即可。
[0006] 上述的軋制處理次數(shù)為8~10次。
[0007] 本發(fā)明的有益效果： 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過調(diào)整軋制道次來改變材料的微觀組織，能夠有效改善材 料的力學(xué)性能和導(dǎo)電率，在軋制處理次數(shù)為8至10次時效果較為明顯，尤其是在軋制10道 次時，其導(dǎo)電率達到49. 96 (IACS)%，抗拉強度達到238MPa，很好的兼顧了 2A90鋁合金力學(xué) 性能和導(dǎo)電率的平衡。
[0008]
【具體實施方式】： 實施例： 一種2A90鋁合金在提高抗拉強度后的處理工藝，所述2A90鋁合金以質(zhì)量分數(shù)計的成 分為：0. 2%的稀土元素 Ce, 1. 9%的合金元素 Cu,其余為純錯錠，其中純錯錠中以質(zhì)量分數(shù) 計的成分為：A1 為 99. 29%，B 為 0· 004%，Si 為 0· 167%，F(xiàn)e 為 0· 271%，Mg 為 0· 055%，Cr 為 0. 041%，Ni 為 0. 027%，Ti 為 0. 033%，剩余為雜質(zhì)。
[0009] 由于稀土元素非常的活潑，直接加入容易燒損，造成浪費，增加成本，所以必須配 制成中間合金，這樣可以減少合金元素?zé)龘p，確保合金成分的穩(wěn)定。中間合金的制備方法 為：純鋁放入剛玉坩堝中，用井式電阻爐加熱熔化，待純鋁完全的熔化后，將要加入合金金 屬（Ce和Cu)破碎，烘干并用鋁箔包好，750°C時加入鋁液中，然后不斷的攪拌，直至稀土金 屬碎塊完全熔入，然后在800°C ±10°C保溫2h左右，最后澆入模具備用。稀土元素?zé)龘p要 控制在1~3%左右，因而實驗中的加入量可以看作為實際的含量，最終分別制備成質(zhì)量分數(shù) w (Ce) =7. 5%的Al-Ce中間合金和質(zhì)量分數(shù)w (Cu) =15%的Al-Cu中間合金。
[0010] 然后進行澆鑄，具體澆鑄工藝為：把計算好比例的鋁錠原料加入坩堝中放進 井式電阻爐加熱升溫到780°C ~800°C，待完全熔化后，去除鋁液表面的渣子，再加熱到 780°C ~800°C后，把用鋁薄包裹的稱量好的中間合金添加到鋁液中，加入后用鈦合金棒攪 拌均勻，攪拌時間為3mirT5min ;攪拌使其完全熔化并且混合均勻后將井式電阻爐蓋蓋好， 使溫度回升到熔煉溫度800°C左右，保溫幾分鐘后去除表面浮雜物，最后澆鑄成直徑Φ為 12mm和直徑Φ為17mm、長度L為120mm的圓柱試樣。在保溫的同時，需要將模具在400°C 左右進行預(yù)熱。預(yù)熱主要是為了減少鋁液和模具壁的溫差，從而提高鋁液的充型能力[9]。 預(yù)熱完成后取出模具馬上進行澆鑄，澆鑄時要有一定的澆鑄速度和澆鑄溫度，保證鋁液具 有良好的流動性和充型能力。澆鑄時還要注意引流，防止鋁液從坩堝里涌出，未澆鑄到模具 里，這樣既可以避免鋁液的浪費還可以保證安全。
[0011] 選取上述中已經(jīng)澆鑄的10根直徑為12mm的2A90鋁合金，每5根為一組，分別進 行1、2、3、4、5道次的軋制，再將其中一組進行低溫形變時效；再將剩下的10根直徑為17_ 的2A90鋁合金每5根分為一組，分別進行6、7、8、9、10道次的軋制，最后將其中一組進行上 述的時效工藝。然后需要把試樣兩端的多出部分用鋼據(jù)切割掉，切割時盡可能的保證橫截 面與試樣表面垂直，而且切割樣用布包裹起來，避免切割時由于夾具夾得太緊而產(chǎn)生夾痕； 切割速度也不宜過快，盡可能避免由于切割時摩擦產(chǎn)生的熱量使試樣溫度過高導(dǎo)致的氧化 或時效。另外由于軋制的原因造成的表面不光滑，所以必須要用粗砂紙打磨光滑，再用〇~5 號砂紙依次打磨。最后用清水沖洗干凈后再用吹風(fēng)機吹干。
[0012] 采用QJ57雙臂電橋測量出試樣電阻，經(jīng)過計算得出不同元素含量的2A90鋁合金 的導(dǎo)電率，結(jié)果如下表1 : 表1不同道次的軋制對導(dǎo)電率的影響 Tab. 4. 1 The effect of different rolling passes on electrical conductivity
采用Instron-8501材料拉伸試驗機對不同含量的試樣進行力學(xué)性能的檢測。主要測 量試樣的抗拉強度。其測量結(jié)果如下表2所示： 表2不同道次的軋制對抗拉強度的影響 Tab. 4. 2 The effect of different rolling passes on tensile strength
根據(jù)實驗現(xiàn)象及測試分析的結(jié)果，可得出以下幾條結(jié)論：1、隨著軋制道次的增加，合金 的導(dǎo)電率下降；2、隨著軋制道次的增加，合金的抗拉強度提高；3、在軋制10道次后，導(dǎo)電率 達到49. 96%，抗拉強度達到238MPa。
【主權(quán)項】
1. 一種2A90鋁合金在提高抗拉強度后的處理工藝，其特征在于：所述2A90鋁合金以 質(zhì)量分數(shù)計的成分為：〇. 2%的稀土元素Ce, 1. 9%的合金元素Cu,其余為純錯錠，其中純錯 錠中以質(zhì)量分數(shù)計的成分為：A1為99. 29%，B為0. 004%，Si為0. 167%，F(xiàn)e為0. 271%，Mg為 0. 055%，Cr為0. 041%，Ni為0. 027%，Ti為0. 033%，剩余為雜質(zhì)，處理時先把合金原料澆鑄 成制圓棒，再經(jīng)軋制機軋制，最后進行低溫形變時效處理即可。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2A90鋁合金在提高抗拉強度后的處理工藝，其特征在 于：所述的軋制處理次數(shù)為8~10次。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2A90鋁合金在提高抗拉強度后的處理工藝，其特征在 于：所述的軋制處理次數(shù)為10次。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種2A90鋁合金在提高抗拉強度后的處理工藝，所述2A90鋁合金以質(zhì)量分數(shù)計的成分為：0.2%的稀土元素Ce，1.9%的合金元素Cu，其余為純鋁錠，其中純鋁錠中以質(zhì)量分數(shù)計的成分為：Al為99.29%，B為0.004%，Si為0.167%，F(xiàn)e為0.271%，Mg為0.055%，Cr為0.041%，Ni為0.027%，Ti為0.033%，剩余為雜質(zhì)，處理時先把合金原料澆鑄成制圓棒，再經(jīng)軋制機軋制，最后進行低溫形變時效處理即可，其中上述的軋制處理次數(shù)為8～10次。本發(fā)明通過調(diào)整軋制道次來改變材料的微觀組織，能夠有效改善材料的力學(xué)性能和導(dǎo)電率。
【IPC分類】C22C21/16, C22F1/057
【公開號】CN105316610
【申請?zhí)枴緾N201410263576
【發(fā)明人】王美
【申請人】王美
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年6月13日