自然時效處理的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿和合金線的制備方法

專利名稱：自然時效處理的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿和合金線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)線材料領(lǐng)域，具體公開了一種自然時效處理的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿和合金線的制備方法。
背景技術(shù)：
架空輸電導(dǎo)線一般由導(dǎo)體材料和加強(qiáng)材料兩部分構(gòu)成,其中導(dǎo)體材料可分為純鋁和鋁合金兩類，而支撐材料一般為鋼絞線或其他復(fù)合材料。目前，國內(nèi)使用最為廣泛的架空輸電導(dǎo)線為鋼芯鋁絞線，其導(dǎo)體材料為工業(yè)純鋁，主要性能指標(biāo)為鋁單線的抗拉強(qiáng)度介于60MPa和205MPa之間，20°C的直流 電阻率介于0. 02759 Q mm2/m (62. 5%IACS)和0. 028264 Q mm2/m (61%IACS)之間。隨著導(dǎo)體合金化的發(fā)展，以鋁合金材料作為導(dǎo)體材料和加強(qiáng)材料的新型架空輸電導(dǎo)線在國內(nèi)外應(yīng)用也日趨廣泛，其代表種類包括全鋁合金絞線和鋁合金芯鋁絞線。全鋁合金絞線由同一材料構(gòu)成，制造工藝非常簡便，且在工程應(yīng)用上具有諸多優(yōu)點(diǎn)；而相比傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線，鋁合金芯鋁絞線在保證加強(qiáng)芯材料強(qiáng)度的條件下，可以充分利用加強(qiáng)芯鋁合金材料的導(dǎo)電性能，同時避免了由鋼芯的磁滯作用而引起的電能損耗。同時，以上兩種新型架空導(dǎo)線具有更好的耐腐蝕性，架線施工也更方便，將來在廢舊導(dǎo)線回收時也更具經(jīng)濟(jì)性。因此，全鋁合金絞線和鋁合金芯鋁絞線成為當(dāng)前架空輸電導(dǎo)線發(fā)展的一個重要方向。目前，架空輸電導(dǎo)線用中強(qiáng)度鋁合金主要為鋁鎂硅合金，應(yīng)用最多的為以下兩類一類為導(dǎo)電率不低于57%IACS，抗拉強(qiáng)度不低于250MPa ;另一類為導(dǎo)電率不低于59%IACS，抗拉強(qiáng)度不低于235MPa。目前國內(nèi)這種中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線的制造方法在制造過程中均需要對鋁合金桿和鋁合金線進(jìn)行熱處理。專利CN102041418A和專利CN102162050A中分別提到了兩種不同導(dǎo)電率的中強(qiáng)度鋁合金線的制造方法，這兩種方法在制得鋁合金桿后需對其進(jìn)行固溶處理和人工時效處理，在鋁合金桿拉制成鋁合金線后又需對其進(jìn)行人工時效處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)制備中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿或合金線需要人工時效的缺陷，提供一種在連鑄連軋并淬火后，通過自然時效處理來制備鋁合金桿的工藝方法。本發(fā)明方法制備的鋁合金桿經(jīng)過拉制后，不需要其他熱處理工藝就可用作架空輸電導(dǎo)線用的中強(qiáng)度鋁合金線，大大降低了鋁鎂硅合金線的生產(chǎn)成本，同時達(dá)到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明首先公開了一種自然時效的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿的制備方法，步驟如下I)合金化處理將鋁液裝入保溫爐中，控制鋁液溫度在72(T750°C，加入鋁硅中間合金、鋁稀土中間合金及鋁鎂中間合金/鎂錠，攪拌均勻獲得合金熔液，所述合金熔液的組成為硅 0. 40wt% 0. 60wt%,鎂 0. 30wt% 0. 50wt%,鐵 0. 10wt% 0. 20wt%,銅 < 0. 04wt%,稀土
<0. 12wt%，其他每種雜質(zhì)元素含量< 0. 03wt%，雜質(zhì)含量合計< 0. 10wt%，余量為鋁；2)精煉加入精煉劑對保溫爐中的合金熔液進(jìn)行精煉，扒渣，靜置不少于35分鐘；
3)爐前分析調(diào)整對步驟2)精煉后的合金熔液進(jìn)行取樣分析，含量偏離時進(jìn)行調(diào)整，確認(rèn)合金熔液的組成為硅0. 40wt% 0. 60wt%,鎂0. 30wt% 0. 50wt%,鐵0. 10wt% 0. 20wt%，銅< 0. 04wt%，稀土 < 0. 12wt%，其他每種雜質(zhì)元素含量< 0. 03wt%，雜質(zhì)含量合計< 0. 10wt%,余量為招；4) 二次精煉對步驟3)分析調(diào)整后的合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，爐外除氣和爐外除渣；5)鑄造對步驟4) 二次精煉后的 合金熔液進(jìn)行連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度為6900C 700°C，所得的鑄坯溫度為470°C 490°C之間；6)軋制對步驟5)制得的鑄坯進(jìn)行校直，進(jìn)軋機(jī)前對鑄坯進(jìn)行加熱，保持進(jìn)軋溫度在515°C飛35°C之間，軋制過程中采用乳化液潤滑，軋制得到鋁合金桿；7)淬火對步驟6)軋制所得的鋁合金桿進(jìn)行淬火處理；8)自然時效對步驟7)所得的鋁合金桿進(jìn)行自然時效處理，獲得中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿。步驟I)所述鋁液為鋁錠置入豎爐中熔化所得。精選鋁錠合金使Fe < 0. 20wt%,Si < 0. 07wt%, Cu < 0. 01wt%，Mg < 0. 02wt%, Zn < 0. 04wt%，B < 0. 04wt%, Cr < 0. 004wt%，(Mn+Ti+Cr+V) < 0. 02wt%，其它每種雜質(zhì)元素含量均不得大于0. 03wt%，且雜質(zhì)元素含量總和不大于0. 10%o較優(yōu)的，步驟I)所述鋁硅中間合金中硅含量為9Wt9T20wt% ;所述鋁稀土合金中含混合稀土 8wt9TlOwt%，并且混合稀土中鈰的含量不低于混合稀土總量的45wt% ;鋁鎂中間合金中鎂含量為50wt%。步驟2)所述精煉劑為常用鋁合金精煉劑。較優(yōu)的，所述精煉劑選自固體精煉劑或固氣混合精煉劑，所述精煉劑用量為全部爐料質(zhì)量的2%。 4%。。在入爐前需要對精煉劑進(jìn)行預(yù)熱干燥。較優(yōu)的，步驟2)精煉過程中合金熔體的溫度控制在730°C ^750°C。較優(yōu)的，步驟2)所述精煉劑的加入方式為利用惰性氣體將精煉劑吹入合金熔液中，同時對合金熔液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌方式為人工攪拌的同時進(jìn)行電磁攪拌。所述扒渣為將合金熔液表面的浮渣扒凈。較優(yōu)的，步驟2)扒渣過程中合金熔液的溫度控制在720°C 740°C。步驟4)所述變質(zhì)處理是指在合金熔液進(jìn)入除氣裝置前，向流槽中的合金熔液中加入變質(zhì)劑，細(xì)化晶粒，改善組織形態(tài)。較優(yōu)的，所述變質(zhì)劑為Ti的中間合金，控制Ti含量占合金熔液總質(zhì)量的0.003% 0. 004%。更優(yōu)的，所述Ti的中間合金選自鋁鈦中間合金(例如Al_3Ti)或鋁鈦硼中間合金(如 Al-5Ti-lB)。步驟4)所述爐外除氣是指鋁合金熔液流經(jīng)除氣裝置時，向合金熔液中連續(xù)通入惰性氣體，除去合金熔液中游離的氫，達(dá)到除氣的目的。較優(yōu)的，步驟4)所述爐外除渣是指采用陶瓷過濾板對鋁合金熔液進(jìn)行過濾，所述陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格為20PP廣60PPI。更優(yōu)的，所述陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格為30PPI 40PPI。
較優(yōu)的，步驟5)中澆鑄溫度為690°C ^695°C，鑄機(jī)的結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速為I. 8轉(zhuǎn)/分 I. 5
轉(zhuǎn)/分。較優(yōu)的，步驟6)軋制過程中乳化液溫度為40°C 65°C，壓力為2. 0kg/cnT2. 5kg/cm2,軋制所得的招合金桿的規(guī)格為直徑9. 5mnTl2. 7mm。本發(fā)明所述乳化液為本領(lǐng)域常用潤滑用乳化液。較優(yōu)的，乳化液的濃度為20% 30%。較優(yōu)的，步驟7)淬火處理的條件為水溫為25°C "30°C，水壓為2. 5kg/cnT4. Okg/cm2。經(jīng)淬火處理后鋁合金桿的溫度在60°C以下 ，并保持鋁合金桿表面干燥。較優(yōu)的，步驟8)所述自然時效的時間為7天以上。在本發(fā)明中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿的制備方法的工藝參數(shù)范圍內(nèi)調(diào)整可制得兩種不同導(dǎo)電率的鋁合金桿(直徑為9. 5mm時)——A類抗拉強(qiáng)度彡198MPa，伸長率彡14%，導(dǎo)電率彡59%IACS出類抗拉強(qiáng)度彡190MPa，伸長率彡14%，導(dǎo)電率彡61%IACS。本發(fā)明還公開了一種自然時效的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線的制備方法，步驟如下A.鋁鎂硅合金桿的制備采用本發(fā)明所述中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿的制備方法制備獲得中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿；B.鋁鎂硅合金成品線的制備將上一步的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿通過拉絲機(jī)拉制成所需形狀和直徑的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線；拉絲速度4mATl0m/s，每道次截面變化率169^24%。較優(yōu)的，拉絲可采用13?；瑒邮酱罄瓩C(jī)拉制圓線、或采用非滑動式型線拉絲機(jī)拉制型線。本發(fā)明所提供的電工用中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線，其截面可以是圓形、梯型或S/Z型；通過對上述兩種不同導(dǎo)電率的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿進(jìn)行拉絲，能夠獲得兩種不同導(dǎo)電率的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線，兩種鋁鎂硅合金線的主要性能指標(biāo)分別為導(dǎo)電率> 57%IACS，抗拉強(qiáng)度彡250MPa，伸長率彡2. 0% ;導(dǎo)電率彡59%IACS，抗拉強(qiáng)度彡235MPa，伸長率彡2. 0%。本發(fā)明最后還公開了采用上述方法制備的電工用自然時效中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿，其合金組成如下娃0. 40wt% 0. 60wt%鎂0. 30wt% 0. 50wt%鐵0. 10wt% 0. 20wt%銅< 0. 04wt%稀土< 0. 12wt%其他每種雜質(zhì)元素< 0. 03wt%,雜質(zhì)合計< 0. 10wt%余量為招。相對于其他鋁鎂硅合金桿的制備方法，其制得的鋁鎂硅合金桿后，以及在合金桿拉制成合金線后一般均需要進(jìn)行人工時效處理才能達(dá)到以上性能要求。本發(fā)明主要通過熔煉、精煉、鑄造工藝，特別是軋制工藝的控制，制備出具有特定狀態(tài)的鋁鎂硅合金桿，經(jīng)過自然時效后，直接進(jìn)行拉拔就可獲得符合架空輸電導(dǎo)線使用要求的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線。相比傳統(tǒng)工藝，通過本發(fā)明所提供的制備方法所制得的鋁鎂硅合金桿性能穩(wěn)定，所述鋁鎂硅合金桿拉制后的鋁鎂硅合金線性能穩(wěn)定，不需要其他任何人工時效處理，在完全滿足架空導(dǎo)線用鋁合金線使用要求的前提下，大大降低了鋁鎂硅合金線的生產(chǎn)成本。


圖I :中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線制備工藝流程示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I I.材料選用一定成分要求的鋁錠、鋁硅中間合金、鋁鎂中間合金、鋁稀土中間合金作為原材料。鋁錠具體成分要求如下Fe< 0. 20wt%, Si < 0. 07wt%, Cu < 0. 01wt%, Mg <0. 02wt%, Zn < 0. 04wt%, B < 0. 04wt%, Cr < 0. 004wt%, (Mn+Ti+Cr+V) < 0.02wt%，其它每
種雜質(zhì)元素含量均不得大于0. 03%wt%,且雜質(zhì)元素含量總和不大于0. 10wt%。(本實(shí)施例采用牌號A199. 7E的電工鋁錠)鋁硅中間合金中硅含量為20wt% ;鋁稀土中間合金中含混合稀土 10wt%，其中鈰含量不低于45wt% ;鎂錠為牌號Mg9998的原生鎂錠。2.方法按照如圖I所示的工藝流程，首先將鋁錠置入熔化速度為5噸/小時的豎爐中熔化。將熔化后的鋁液裝入保溫爐并迅速升溫。根據(jù)保溫爐中的鋁液量及各中間合金成分計算所需的鋁硅、鎂錠、鋁稀土中間合金的加入量。當(dāng)鋁液溫度達(dá)到720°C時，先加入鋁硅中間合金，再利用工具向保溫爐中加入鎂錠和鋁稀土中間合金，同時迅速壓入熔液中，并伴隨人工攪拌，盡量減少鎂燒損。加料時停止加熱，加熱過程中或加料后，需控制熔體溫度在740 V以上，但不得超過760°C。合金配置完畢后，對熔體進(jìn)行充分?jǐn)嚢?包括人工攪拌和電磁攪拌)，攪拌時鋁液溫度控制在720V 730°C之間。充分?jǐn)嚢韬螅瑢X液溫度升高到750°C。采用鹵鹽類精煉劑(以鈉鹽和鉀鹽為主要成分)進(jìn)行精煉，用量為全部爐料的2%。；利用氮?dú)鈱⒕珶拕┐等牒辖鹑垡褐?，同時對爐內(nèi)熔液進(jìn)行再次充分?jǐn)嚢?。待精煉完畢后，在保持熔體溫度不低于720°C時進(jìn)行除渣，將鋁液表面的浮渣扒凈。扒渣時需避免劇烈攪動，防止?fàn)t渣破碎。在精煉扒渣后將鋁液靜置35分鐘，并保持鋁液溫度在720°C ^735°C，然后對保溫爐中的合金液進(jìn)行取樣和化學(xué)成分分析，確認(rèn)合金熔液的組成為硅0. 40wt%，鎂0. 50wt%，鐵0. 10wt%，銅< 0. 04wt%，稀土 < 0. 12wt%，其他每種雜質(zhì)元素含量< 0. 03wt%，雜質(zhì)含量合計
<0. 10wt%，余量為鋁。取樣位置至少四處且應(yīng)均勻分布，如果每次取樣任何兩處鎂或硅的含量相差數(shù)超過0. 03%,應(yīng)重新攪拌，靜置后再取樣。待鋁液成分符合要求后，控制爐內(nèi)鋁液溫度在72(T735°C之間，然后放出熔液進(jìn)行二次精煉。即在熔液進(jìn)入除氣裝置前，向流槽中的合金熔液內(nèi)連續(xù)熔入桿狀鋁鈦硼變質(zhì)劑，根據(jù)熔液在流槽內(nèi)的流量控制桿狀鋁鈦硼變質(zhì)劑的熔入速度，使熔液中的Ti含量控制在0. 003%。熔液經(jīng)除氣、除渣處理(陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格選用30PPI)后，進(jìn)入上澆包，保持上澆包鋁液溫度在700°C 720°C，調(diào)節(jié)鑄機(jī)轉(zhuǎn)速為I. 85轉(zhuǎn)/分，澆鑄溫度為695°C。經(jīng)結(jié)晶輪連續(xù)鑄造得到鋁合金鑄坯，需對其端部進(jìn)行剪頭，直至鑄坯溫度達(dá)到480°C 490°C后，對其進(jìn)行校直。校直后鋁合金鑄坯進(jìn)入中頻爐進(jìn)行感應(yīng)升熱，調(diào)整中頻爐參數(shù)使鑄坯的進(jìn)軋溫度保持在520°C飛35°C之間，連續(xù)軋制過程中采用乳化液潤滑，乳化液濃度為20%,溫度為40°C，壓力為2. 4kg/cm2，軋制所得的鋁合金桿規(guī)格為直徑9. 5mm。經(jīng)連續(xù)軋制后，迅速對鋁合金桿進(jìn)行淬火處理，淬火水溫為30°C，水壓為2. 5kg/cm2。淬火處理后成盤鋁合金桿的溫度應(yīng)在60°C以下，經(jīng)壓縮空氣吹干，保持鋁合金桿表面干燥。制成的鋁桿應(yīng)放置7天進(jìn)行自然時效，這種鋁合金桿直徑為9. 5_，抗拉強(qiáng)度> 190MPa，伸長率> 14%，導(dǎo)電率> 61%IACS。采用13模滑動式大拉機(jī)拉制圓線，拉絲速度4m/s，每道次截面變化率24%。所制得的中強(qiáng)度鋁合金線的主要性能指標(biāo)為抗拉強(qiáng)度彡235MPa，導(dǎo)電率彡59%IACS，伸長 率彡2. 0%。由這種中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線可以制備架空輸電導(dǎo)線用全鋁合金絞線和鋁合金芯鋁絞線。實(shí)施例2I.材料選用一定成分要求的鋁錠、鋁硅中間合金、鋁鎂中間合金、鋁稀土中間合金作為原材料。鋁錠具體成分要求如下Fe< 0. 20wt%, Si < 0. 07wt%, Cu < 0. 01wt%, Mg <0. 02wt%, Zn < 0. 04wt%, B < 0. 04wt%, Cr < 0. 004wt%, (Mn+Ti+Cr+V) < 0.02wt%，其它每
種雜質(zhì)元素含量均不得大于0. 03%wt%,且雜質(zhì)元素含量總和不大于0. 10%o (本實(shí)施例采用牌號A199. 7E的電工鋁錠)鋁硅中間合金中硅含量為20wt% ;鋁稀土中間合金中含混合稀土 10wt%，其中鈰含量不低于45wt% ;鋁鎂中間合金中鎂含量為50wt%。2.方法按照如圖I所示的工藝流程，首先將鋁錠置入熔化速度為5噸/小時的豎爐中熔化。將熔化后的鋁液裝入保溫爐并迅速升溫。根據(jù)保溫爐中的鋁液量及各中間合金成分計算所需的鋁硅、鎂錠、鋁稀土中間合金的加入量。當(dāng)鋁液溫度達(dá)到750°C時，先加入鋁硅中間合金，再利用工具向保溫爐中加入鎂錠和鋁稀土中間合金，同時迅速壓入熔液中，并伴隨人工攪拌，盡量減少鎂燒損。加料時停止加熱，加熱過程中或加料后，需控制熔體溫度在7400C以上，但不得超過760V。合金配置完畢后，對熔體進(jìn)行充分?jǐn)嚢?包括人工攪拌和電磁攪拌)，攪拌時鋁液溫度控制在72(T730°C之間。充分?jǐn)嚢韬?，將鋁液溫度升高到730°C。采用以鈉鹽和鉀鹽為主要成分的鹵鹽類精煉劑進(jìn)行精煉，用量為全部爐料的4%。，精煉劑加入前需充分干燥；利用氮?dú)鈱⒕珶拕┐等牒辖鹑垡褐?，同時對爐內(nèi)熔液進(jìn)行再次充分?jǐn)嚢琛４珶捦戤吅?，在保持熔體溫度不低于740°C時進(jìn)行除渣，將鋁液表面的浮渣扒凈。扒渣時需避免劇烈攪動，防止?fàn)t渣破碎。在精煉扒渣后將鋁液靜置35分鐘，并保持鋁液溫度在72(T735°C，然后對保溫爐中的合金液進(jìn)行取樣和化學(xué)成分分析，確認(rèn)合金熔液的組成為硅 0. 60wt%,鎂 0. 30wt%,鐵 0. 10wt%,銅 < 0. 04wt%,稀土 < 0. 12wt%,其他每種雜質(zhì)元素含量< 0. 03wt%，雜質(zhì)含量合計< 0. 10wt%，余量為鋁。取樣位置至少四處且應(yīng)均勻分布，如果每次取樣任何兩處鎂或硅的含量相差數(shù)超過0. 03%，應(yīng)重新攪拌，靜置后再取樣。待鋁液成分符合要求后，控制爐內(nèi)鋁液溫度在72(T735°C之間，然后放出熔液進(jìn)行二次精煉。即在熔液進(jìn)入除氣裝置前，向流槽中的合金熔液內(nèi)連續(xù)熔入桿狀鋁鈦硼變質(zhì)劑，根據(jù)熔液在流槽內(nèi)的流量控制桿狀鋁鈦硼變質(zhì)劑的熔入速度，使熔液中的Ti含量控制在0. 004%。熔液經(jīng)除氣、除渣處理(陶瓷過濾板的孔隙規(guī)格選用40PPI)后，進(jìn)入上澆包，保持上澆包鋁液溫度在700°C ^720°C，調(diào)節(jié)鑄機(jī)轉(zhuǎn)速為2. 5轉(zhuǎn)/分，澆鑄溫度為690°C。經(jīng)結(jié)晶輪連續(xù)鑄造得到鋁合金鑄坯，需對其端部進(jìn)行剪頭，直至鑄坯溫度達(dá)到470°C 485°C后，對其進(jìn)行校直。校直后鋁合金鑄坯進(jìn)入中頻爐進(jìn)行感應(yīng)升熱，調(diào)整中頻爐參數(shù)使鑄坯的進(jìn)軋溫度保持在515°C飛20°C之間，連續(xù)軋制過程中采濃度為30%的乳化液進(jìn)行潤滑，乳化液溫度為65°C，壓力為2. 5kg/cm2，軋制所得的鋁合金桿規(guī)格為直徑9. 5mm。經(jīng)連續(xù)軋制后，迅速對鋁合金桿進(jìn)行淬火處理，淬火水溫為25°C，水壓為4. Okg/cm2。淬火處理后成盤鋁合金桿的溫度應(yīng)在60°C以下，經(jīng)壓縮空氣吹干，保持鋁合金桿表面干燥。制成的鋁桿應(yīng)放置14天進(jìn)行自然時效，這種鋁合金桿直徑為9. 5mm，抗 拉強(qiáng)度彡198MPa，伸長率彡14%，導(dǎo)電率彡59%IACS。采用13?；瑒邮酱罄瓩C(jī)拉制圓線，拉絲速度lOm/s，每道次截面變化率16%。所制得的中強(qiáng)度鋁合金線的主要性能指標(biāo)為抗拉強(qiáng)度彡250MPa，導(dǎo)電率彡57%IACS，伸長率彡2. 0%。由這種中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線可以制備架空輸電導(dǎo)線用全鋁合金絞線和鋁合金芯鋁絞線。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明任何形式上和實(shí)質(zhì)上的限制，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還將可以做出若干改進(jìn)和補(bǔ)充，這些改進(jìn)和補(bǔ)充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，當(dāng)可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時，凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對上述實(shí)施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種自然時效的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿的制備方法，步驟如下 1)合金化處理將鋁液裝入保溫爐中，控制鋁液溫度在720 750°C，加入鋁硅中間合金、鋁稀土中間合金及鋁鎂中間合金/鎂錠，攪拌均勻獲得合金熔液，所述合金熔液的組成為硅 0. 40wt% 0. 60wt%,鎂 0. 30wt% 0. 50wt%,鐵 0. 10wt% 0. 20wt%,銅 < 0. 04wt%,稀土 < 0. 12wt%，其他每種雜質(zhì)元素含量< 0. 03wt%，雜質(zhì)含量合計< 0. 10wt%，余量為鋁； 2)精煉加入精煉劑對保溫爐中的合金熔液進(jìn)行精煉，扒渣，靜置不少于35分鐘； 3)爐前分析調(diào)整對步驟2)精煉后的合金熔液進(jìn)行取樣分析，含量偏離時進(jìn)行調(diào)整，確認(rèn)合金熔液的組成為硅0. 40wt% 0. 60wt%,鎂0. 30wt% 0. 50wt%,鐵0. 10wt% 0.20wt%,銅< 0. 04wt%,稀土 < 0. 12wt%，其他每種雜質(zhì)元素含量< 0. 03wt%,雜質(zhì)含量合計< 0. 10wt%，余量為鋁； 4)二次精煉對步驟3)分析調(diào)整后的合金熔液進(jìn)行變質(zhì)處理，爐外除氣和爐外除渣； 5)鑄造對步驟4)二次精煉后的合金熔液進(jìn)行連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度為690°C 700°C，所得的鑄坯溫度為470°C 490°C之間； 6)軋制對步驟5)制得的鑄坯進(jìn)行校直，進(jìn)軋機(jī)前對鑄坯進(jìn)行加熱，保持進(jìn)軋溫度在515°C 535°C之間，軋制過程中采用乳化液潤滑，軋制得到鋁合金桿； 7)淬火對步驟6)軋制所得的鋁合金桿進(jìn)行淬火處理； 8)自然時效對步驟7)所得的鋁合金桿進(jìn)行自然時效處理，獲得中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟I)所述鋁硅中間合金中硅含量為9wt% 20wt% ;所述招稀土合金中含混合稀土 8wt% 10wt%,并且混合稀土中鋪的含量不低于混合稀土總量的45wt% ;鋁鎂中間合金中鎂含量為50wt%。
3.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述精煉劑選自固體精煉劑或固氣混合精煉劑，所述精煉劑用量為全部爐料質(zhì)量的2%。 4%。。
4.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟2)精煉過程中合金熔體的溫度控制在 730 °C~ 750 0C o
5.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟5)中澆鑄溫度為690°C 695°C，鑄機(jī)的結(jié)晶輪轉(zhuǎn)速為I. 8轉(zhuǎn)/分 2. 5轉(zhuǎn)/分。
6.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟6)軋制過程中乳化液溫度為40°C 65°C,壓力為2. Okg/cm2 2. 5kg/cm2,軋制所得的招合金桿的規(guī)格為直徑9. 5 12. 7mm0
7.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟7)淬火處理的條件為水溫為25。。 30°C，水壓為 2. 5kg/cm2 4. Okg/cm2。
8.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，步驟8)所述自然時效的時間為7天以上。
9.一種自然時效的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線的制備方法，步驟如下 A.鋁鎂硅合金桿的制備采用權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿的制備方法制備獲得中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿； B.鋁鎂硅合金成品線的制備將上一步的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿通過拉絲機(jī)拉制成所需形狀和直徑的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線；拉絲速度4m/s lOm/s，每道次截面變化率16% 24%。
10.權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述方法制備的電工用自然時效的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿，其合金組成如下娃 0. 40wt% 0. 60wt%鎂 0. 30wt% 0. 50wt%鐵 0. 10wt% 0. 20wt%銅 < 0. 04wt% 稀土 < 0. 12wt% 其他每種雜質(zhì)元素< 0. 03wt%,雜質(zhì)合計< 0. 10wt% 余量為招。
全文摘要
本發(fā)明涉及導(dǎo)線材料領(lǐng)域，具體公開了一種自然時效處理的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金桿和合金線的制備方法，其工藝包括1)合金化處理；2)精煉；3)爐前分析調(diào)整；4)二次精煉；5)鑄造；6)軋制；7)淬火；8)自然時效等步驟。相對于其他鋁鎂硅合金桿的制備方法，本發(fā)明工藝制得的鋁鎂硅合金桿后，以及在合金桿拉制成合金線后一般不需要進(jìn)行人工時效處理，只需要自然時效就可獲得符合架空輸電導(dǎo)線使用要求的中強(qiáng)度鋁鎂硅合金線，在完全滿足架空導(dǎo)線用鋁合金線使用要求的前提下，大大降低了鋁鎂硅合金線的生產(chǎn)成本。
文檔編號C22F1/05GK102766788SQ201210283158
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者黨朋, 劉斌, 曾偉, 王晨生, 蔡西川, 鄭秋 申請人:上海電纜研究所