一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁合金線材加工技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線 材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，我國作為輸電線用的電線主要成分是銅。但由于銅價格高，成本高，加上現(xiàn) 代技術(shù)的發(fā)展，鋁合金導(dǎo)線的應(yīng)用比例在不斷的增加。近年來，現(xiàn)有輸電線路上用的鋁合金 線材包括普通鋼芯鋁導(dǎo)線、鋁包鋼芯導(dǎo)線、耐熱鋁導(dǎo)線和高強(qiáng)鋁導(dǎo)線等等。但現(xiàn)有的鋁合金 線材存在導(dǎo)電率不高、強(qiáng)度不高、不耐熱、不同環(huán)境中導(dǎo)電率差異大、線耗高等一系列問題， 已經(jīng)越來越不滿足實際的應(yīng)用。因此，需要調(diào)整鋁線材中摻雜元素的含量或者引入其他元 素，對鋁線材的性能進(jìn)行改性，以獲得一種高強(qiáng)度、且具有優(yōu)良電性能的鋁合金線材。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種同時具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)電率的高硼鋁合金線材及其 制備方法。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0005] -種高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材，按照重量百分比計，由以下組分制成：硼 8 · 5~9 · 2%、鋯0 · 12~0 · 18%、硅0 · 35~0 · 53%、鎳0 · 35~0 · 48%、鈣0 · 88~0 · 95%、鋅0 · 8 ~1.0%、銀 0.12 ~0.20%、鉭 0.04~0.07%、鑭0.04~0.06%、釹 0.03~0.05%、鈧 0.02 ~ 0.04 %和余量的鋁。
[0006] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：按照重量百分比計，由以下組分制成：硼8.8~9.1%、 鋯0 · 14~0 · 16 %、硅0 · 38~0 · 45 %、鎳0 · 42~0 · 46 %、鈣0 · 90~0 · 93 %、鋅0 · 88~0 · 94 %、銀 0.15~0.18%、鉭 0.05 ~0.06%、鑭0.04~0.05%、釹 0.03 ~0.04%、鈧 0.02 ~0.03%和余 量的鋁。
[0007] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：按照重量百分比計，由以下組分制成：硼9.0%、鋯 0· 15%、硅0.42 %、鎳0.45 %、鈣0.92%、鋅0.90 %、銀0· 16%、鉭0.06 %、鑭0.05 %、釹 0.04%、鈧0.03 %和余量的鋁。
[0008] 所述的高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材的制備方法，包括以下步驟：
[0009] (1)準(zhǔn)備原料:按上述重量百分比，準(zhǔn)備各組分原料，各組分原料均為純錠材料或 合金；
[0010] (2)熔煉:將鋁錠加入爐中升溫至700~710°C下熔化，待鋁錠完全熔化后，再升溫 至800~810°C下，加入各合金充分混合后，通入精煉劑進(jìn)行精煉、扒渣，并在700~710°C下 保溫25~30min，得到鋁液；
[0011] (3)成型：將鋁液連鑄連乳成鋁合金桿，接著用拉絲機(jī)拉制成鋁合金單線，控制潤 滑溫度不高于86°C;
[0012] (4)時效熱處理：將成型后的鋁合金單線送入320~330°C熱處理爐中處理4~5h 后，接著以5°C/min的速度降溫至180~200°C，保溫3~4h，再送入冰水中處理3~4h，最后送 入40~50°C熱處理爐中處理4~5h，取出，即得所述的鋁合金線材。
[0013] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的精煉劑按照質(zhì)量百分比計，由以下原料制成:氯 化鈉31~48%、氯化鉀15~18%、碳酸鈉6~9%、氟化鈉4~6%、硫化鈣2~4%、硝酸鈉16~ 18%、六氟苯2~4%、氮化鎂4~5%、石墨粉3~5%。
[0014] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的精煉劑按照質(zhì)量百分比計，由以下原料制成:氯 化鈉39%、氯化鉀16 %、碳酸鈉8 %、氟化鈉5%、硫化鈣3 %、硝酸鈉17 %、六氟苯3 %、氮化鎂 5%、石墨粉4%。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 本發(fā)明中的鋯、硅可明顯改善抗拉強(qiáng)度、硬度、切削性以及高溫時強(qiáng)度，而使延伸 率降低；鈣可改善合金的導(dǎo)電性，但其含量不宜太高，且本發(fā)明通過配合銀、硼、鋅、鉭和鎳 等材料，保證鋁合金線材具有較好的導(dǎo)電率、抗拉強(qiáng)度、延伸率與耐熱性。
[0017] 本發(fā)明將鑭、釹和鈧這三種稀土元素加入到鋁合金中可起到微合金化的作用；此 外，它與氫等氣體和許多非金屬有較強(qiáng)的親和力，能生成熔點(diǎn)高的化合物，故它有一定的除 氫、精煉、凈化作用；同時，稀土元素化學(xué)活性極強(qiáng)，可在長大的晶粒界面上選擇性地吸附， 阻礙晶粒的生長，結(jié)果導(dǎo)致晶粒細(xì)化，有變質(zhì)的作用。
[0018] 與現(xiàn)有的鋁合金導(dǎo)線相比，本發(fā)明制得的高硼鋁合金線材同時具有高強(qiáng)度和高導(dǎo) 電率，抗拉強(qiáng)度為288~298MPa，導(dǎo)電率為60.6~62.2 % IACS，耐熱性能長期運(yùn)行達(dá)到190°C 以上，長期耐熱190°C強(qiáng)度殘存率為83.2~85.6%，伸長率為3.10~3.25%，蠕變率為0.007 ~0.012%，可以有效增加導(dǎo)線輸電能力。
【具體實施方式】
[0019] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的 實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020] 實施例1
[0021] 本發(fā)明實施例中，一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材，按照重量百分比計，由以 下組分制成：硼8.5 %、鋯0.18 %、硅0.35 %、鎳0.48 %、鈣0.88 %、鋅1.0 %、銀0.12 %、鉭 0.07%、鑭0.04%、釹0.05%、鈧0.02%和余量的鋁。
[0022] 所述的高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材的制備方法，包括以下步驟：
[0023] (1)準(zhǔn)備原料:按上述重量百分比，準(zhǔn)備各組分原料，各組分原料均為純錠材料或 合金；
[0024] (2)熔煉:將鋁錠加入爐中升溫至710°C下熔化，待鋁錠完全熔化后，再升溫至810 °〇下，加入各合金充分混合后，通入精煉劑進(jìn)行精煉、扒渣，并在710°C下保溫25min，得到鋁 液;所述的精煉劑按照質(zhì)量百分比計，由以下原料制成：氯化鈉48%、氯化鉀15%、碳酸鈉 6%、氟化鈉4%、硫化鈣2%、硝酸鈉16%、六氟苯2%、氮化鎂4%、石墨粉3% ;
[0025] (3)成型：將鋁液連鑄連乳成鋁合金桿，接著用拉絲機(jī)拉制成鋁合金單線，控制潤 滑溫度不高于86°C;
[0026] (4)時效熱處理:將成型后的鋁合金單線送入330°C熱處理爐中處理4h后，接著以5 °C/min的速度降溫至200°C，保溫3h，再送入冰水中處理3h，最后送入50°C熱處理爐中處理 4h，取出，即得所述的鋁合金線材。
[0027] 實施例2
[0028] 本發(fā)明實施例中，一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材，按照重量百分比計，由以 下組分制成：硼9.2%、鋯0.12%、硅0.53%、鎳0.35%、鈣0.95%、鋅0.8%、銀0.20%、鉭 0.04%、鑭0.06%、釹0.03%、鈧0.04%和余量的鋁。
[0029] 所述的高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材的制備方法，包括以下步驟：
[0030] (1)準(zhǔn)備原料:按上述重量百分比，準(zhǔn)備各組分原料，各組分原料均為純錠材料或 合金；
[0031] (2)熔煉:將鋁錠加入爐中升溫至700°C下熔化，待鋁錠完全熔化后，再升溫至800 °〇下，加入各合金充分混合后，通入精煉劑進(jìn)行精煉、扒渣，并在700°C下保溫30min，得到鋁 液;所述的精煉劑按照質(zhì)量百分比計，由以下原料制成：氯化鈉31%、氯化鉀18%、碳酸鈉 9%、氟化鈉6%、硫化鈣4%、硝酸鈉18%、六氟苯4%、氮化鎂5%、石墨粉5% ;
[0032] (3)成型：將鋁液連鑄連乳成鋁合金桿，接著用拉絲機(jī)拉制成鋁合金單線，控制潤 滑溫度不高于86°C;
[0033] (4)時效熱處理:將成型后的鋁合金單線送入320°C熱處理爐中處理5h后，接著以5 °C/min的速度降溫至180°C，保溫4h，再送入冰水中處理4h，最后送入40°C熱處理爐中處理 5h，取出，即得所述的鋁合金線材。
[0034] 實施例3
[0035] 本發(fā)明實施例中，一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材，按照重量百分比計，由以 下組分制成：硼8.8%、鋯0.16%、硅 0.38%、鎳 0.46%、鈣0.90%、鋅0.94%、銀 0.15%、鉭 0.06%、鑭0.04%、釹0.04%、鈧0.02%和余量的鋁。
[0036] 所述的高強(qiáng)度高導(dǎo)電的高硼鋁合金線材的制備方法，包括以下步驟：
[0037] (1)準(zhǔn)備原料:按上述重量百分比，準(zhǔn)備各組分原料，各組分原料均為純錠材料或 合金；
[0038] (2)熔煉:將鋁錠加入爐中升溫至710°C下