專利名稱：一種高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金導(dǎo)線，具體涉及一種電工用高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前用于電力傳輸?shù)碾姽び脤?dǎo)電材料大多采用銅材，但由于國內(nèi)銅資源緊缺，銅精礦的供應(yīng)不到30%，有超過70%以上的比例都需要進(jìn)口，而且隨著國際銅價的節(jié)節(jié)攀升，使得導(dǎo)電材料的投資成本越來越高，對銅材的資源消耗也過大。我國是個多鋁少銅的國家，放著國內(nèi)大量的鋁資源不用，是極大的浪費?，F(xiàn)在國家倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型社會，行業(yè)內(nèi)也在鼓勵采用以“鋁節(jié)銅”。目前一般常用的鋁合金導(dǎo)線導(dǎo)電率均小于53%IACS ;常用的符合GB/T 3955-2009規(guī)定的LY4型電工圓鋁線，其導(dǎo)電率為61%IACS，抗拉強度為95 125MPa，斷裂伸長率一般小于15%，而且其在高溫壓力情況下，會發(fā)生10%以上的蠕變變形。由于電工用純鋁線材料的導(dǎo)電率低，屈服強度低，蠕變變形量大，伸長率相對較小，用于電力傳輸時，會因為長期的運行或電流過載后發(fā)生較大蠕變變形，從而造成接頭松動、接觸電阻增大，產(chǎn)生安全問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗蠕變性能優(yōu)良、延伸率高，彎曲性能好，易于加工成型，能確保電氣連接穩(wěn)定性的一種電工用高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線。本發(fā)明的第二目的在于提供一種高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線的制造方法。本發(fā)明所述的一種高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線，其化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比Cu
O.05 O. 30%, Fe 0. 25 I. 00%, Mg 0. 001 O. 22%, Si 0. 001 O. 15%, Zn 0. 001
O.10%, B :0. 001 O. 04%，其余為Al和不可避免的其它雜質(zhì)元素，所述不可避免的其它雜質(zhì)元素中每種元素的含量均不超過O. 03%,不可避免的其它雜質(zhì)元素的總量不超過O. 10%。依據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的各組分的重量百分比為Cu :0· 15 O. 30%, Fe :0· 35
O.80%, Mg 0. 001 O. 05%, Si 0. 001 O. 10%, Zn 0. 001 O. 05%, B 0. 001 O. 04%，其余為Al和不可避免的其它雜質(zhì)元素，所述不可避免的其它雜質(zhì)元素中每種元素的含量均不超過O. 03%，不可避免的其它雜質(zhì)元素的總量不超過O. 10%。所述的制備方法包括純鋁錠高溫熔化、鋁溶液“硼化”處理、鋁溶液的精煉、鋁溶液的合金化處理和二次精煉、鋁合金桿的連鑄連軋、拉制鋁合金單線、鋁合金單線的穩(wěn)定化退火處理。所述純鋁液需要“硼化”處理，所述的硼化處理是將經(jīng)高溫熔煉的鋁液降溫至700 750°C并均溫后，加Al-B中間合金使之化清，隨之升高鋁熔體溫度至780 900°C，保溫10 40分鐘，然后將鋁熔體重新降溫至700 750°C。所述鋁液精煉是將硼化處理后的鋁液加入適量精煉劑，并通入干燥的氬氣(Ar)對鋁液進(jìn)行精煉，并靜置保溫20 40分鐘。所述經(jīng)過“硼化”處理和精煉并合金化處理后的鋁液，需要進(jìn)行二次精煉，進(jìn)一步降低鋁熔體中的含氣量和夾雜物，改善隨后所制備鋁合金圓桿的導(dǎo)電性能和機械性能。所述經(jīng)過二次精煉的鋁合金熔體通過直接水冷連鑄連續(xù)軋制的方式制備直徑8 20mm的招合金圓桿。所述拉制的鋁合金單線需進(jìn)行穩(wěn)定化退火處理，退火溫度以280_330°C，保溫5-48小時為宜。本發(fā)明有益效果在于
本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)線與現(xiàn)有的純鋁材料相比，大幅度提高了耐溫抗壓蠕變性，其在常 溫及高溫下的蠕變伸長率遠(yuǎn)低于電工鋁導(dǎo)線，接近于銅導(dǎo)線，故當(dāng)本導(dǎo)線在長期運行及長時間過載時，能保證電氣連接的穩(wěn)定性。本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)線斷裂伸長率遠(yuǎn)優(yōu)于電工圓鋁線，其耐彎曲性能優(yōu)于鋁導(dǎo)線和銅導(dǎo)線，反彈性遠(yuǎn)低于銅導(dǎo)線，便于產(chǎn)品加工和安裝敷設(shè)。


圖I是本發(fā)明的制造流程圖。
具體實施例方式電工用高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線的具體實施例成分見表I，制備直徑為3. Omm鋁合金圓單線。表I電工用高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金成分(單位wt%)
實例|Cu [Fe [Mg [Si [Zn [B |不保避免雜質(zhì)(單個) |不保避免雜質(zhì)(總量) |A1實例 Γθ· 21 O. 46 Τ Γο. 08 075^0. 01 Ζ~0· 01^ O. 08余量
實例 2 |θ· 22|θ· 43|θ· 0 |0· 07|0· 02|0· 02|< O. 01O. 06I余量
實施例I :
如圖I所示，按照以下步驟制備
I、純鋁錠高溫熔化將所需的99. 7%國標(biāo)重熔鋁錠按一定比例稱量好，放入熔煉爐進(jìn)行高溫熔化，待出現(xiàn)鋁液后，加入表面覆蓋劑，防止鋁液氧化和吸氣。等全部鋁錠化清后，升高鋁熔體溫度至870 900°C，在此溫度下保溫30分鐘，然后將鋁熔體降溫至700°C，除去鋁液表面的覆蓋劑及產(chǎn)生的爐渣。2、鋁溶液的“硼化”處理將稱量好的高純Al-B中間合金加入鋁液中，進(jìn)行“硼化”處理，等Al-B中間合金化清后，重新加入覆蓋劑并升高鋁液溫度至800°C，保溫30分鐘，隨后降溫至700°C并均溫10分鐘。3、鋁液的精煉將覆蓋在硼化處理后鋁液表面的覆蓋劑及產(chǎn)生的爐渣扒去，加入適量精煉劑，并通入干燥的氬氣(Ar)對鋁液進(jìn)行精煉。精煉結(jié)束后，鋁液靜置30分鐘，然后將鋁液表面的精煉劑和產(chǎn)生的浮渣扒去。4、鋁溶液的合金化處理及二次精煉將稱量好的Al-Cu，Al-Fe和Al-Mg中間合金依次加入精煉后的鋁液中。待所添加中間合金化清后，升高鋁液溫度至800°C，保溫40分鐘，然后降低鋁液溫度至700°C，再次進(jìn)行鋁合金熔體精煉除雜脫氣。
5、鋁合金桿的連鑄連軋對完成合金化、精煉并獲得達(dá)到成分要求的鋁合金熔體進(jìn)行直接水冷連鑄、經(jīng)過軋機連續(xù)軋制，制備直徑為9. 5mm的鋁合金圓桿。6、拉制鋁合金單線在潤滑的條件下，對連鑄連軋的鋁合金圓桿使用多模非滑動式鋁合金拉絲機，進(jìn)行多道次多模拉制，并拉至要求尺寸的鋁合金單線，拉制延伸率為5-20%ο7、鋁合金線的穩(wěn)定化退火處理將拉制的鋁合金單線進(jìn)行退火處理，退火溫度為300°C，退火保溫為18小時。實施例2
引用表I中實施例2的合金成分，按照以下步驟制備
I、純鋁錠高溫熔化將所需的99. 7%國標(biāo)重熔鋁錠按一定比例稱量好，放入熔煉爐進(jìn)
行高溫熔化，待出現(xiàn)鋁液后，加入表面覆蓋劑，防止鋁液氧化和吸氣。等全部鋁錠化清后，升高鋁熔體溫度至870 900°C，在此溫度下保溫30分鐘，然后將鋁熔體降溫至730°C，除去鋁液表面的覆蓋劑及產(chǎn)生的爐渣。2、鋁溶液的“硼化”處理將稱量好的高純Al-B中間合金加入鋁液中，進(jìn)行“硼化”處理，等Al-B中間合金化清后，重新加入覆蓋劑并升高鋁液溫度至850°C，保溫30分鐘，隨后降溫至730°C并均溫10分鐘。3、鋁液的精煉將覆蓋在硼化處理后鋁液表面的覆蓋劑及產(chǎn)生的爐渣扒去，加入適量精煉劑，并通入干燥的氬氣(Ar)對鋁液進(jìn)行精煉。精煉結(jié)束后，鋁液靜置30分鐘，然后將鋁液表面的精煉劑和產(chǎn)生的浮渣扒去。4、鋁溶液的合金化處理及二次精煉將稱量好的Al-Cu，Al-Fe和Al-Mg中間合金依次加入精煉后的鋁液中。待所添加中間合金化清后，升高鋁液溫度至850°C，保溫40分鐘，然后降低鋁液溫度至730°C，再次進(jìn)行鋁合金熔體精煉除雜脫氣。5、鋁合金桿的連鑄連軋對完成合金化、精煉并獲得達(dá)到成分要求的鋁合金熔體進(jìn)行直接水冷連鑄、經(jīng)過軋機連續(xù)軋制，制備直徑為9. 5mm的鋁合金圓桿。6、拉制鋁合金單線在潤滑的條件下，對連鑄連軋的鋁合金圓桿使用多模非滑動式鋁合金拉絲機，進(jìn)行多道次多模拉制，并拉至要求尺寸的鋁合金單線，拉制延伸率為5-20%ο7、鋁合金線的穩(wěn)定化退火處理將拉制的鋁合金單線進(jìn)行退火處理，退火溫度為280°C，退火保溫為20小時。表2為實施實例1-2制成的成品性能測試結(jié)果。表2直徑為3. Omm電工用高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線與電工純鋁線性能對比
權(quán)利要求
1.一種高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，其特征在于所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比Cu 0. 05 O. 30%,Fe :0. 25 I. 00%, Mg :0. 001 O. 22%, Si 0. 001 O. 15%, Zn 0. 001 O. 10%, B 0. 001 O. 04%，其余為 Al 和不可避免的其它雜質(zhì)元素，所述不可避免的其它雜質(zhì)元素中每種元素的含量均不超過O. 03%，不可避免的其它雜質(zhì)元素的總量不超過O. 10%O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，其特征在于所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比Cu 0. 15 O. 30%, Fe :0. 35 O. 80%, Mg 0. 001 O. 05%, Si 0. 001 O. 10%, Zn 0. 001 O. 05%, B 0. 001 O. 04%，其余為Al和不可避免的其它雜質(zhì)元素，所述不可避免的其它雜質(zhì)元素中每種元素的含量均不超過O. 03%，不可避免的其它雜質(zhì)元素的總量不超過O. 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，其特征在于所述的制備方法包括純鋁錠高溫熔化、鋁溶液“硼化”處理、鋁溶液的精煉、鋁溶液的合金化處理和二次精煉、鋁合金桿的連鑄連軋、拉制鋁合金單線、鋁合金單線的穩(wěn)定化退火處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，其特征在于所述純鋁液需要“硼化”處理，所述的硼化處理是將經(jīng)高溫熔煉的鋁液降溫至700 750°C并均溫后，加Al-B中間合金使之化清，隨之升高鋁熔體溫度至780 900°C，保溫10 40分鐘，然后將鋁熔體重新降溫至700 750°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，其特征在于所述鋁液精煉是將硼化處理后的鋁液加入適量精煉劑，并通入干燥的氬氣(Ar)對鋁液進(jìn)行精煉，并靜置保溫20 40分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，其特征在于所述經(jīng)過“硼化”處理和精煉并合金化處理后的鋁液，需要進(jìn)行二次精煉，進(jìn)一步降低鋁熔體中的含氣量和夾雜物，改善隨后所制備鋁合金圓桿的導(dǎo)電性能和機械性能。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，其特征在于所述經(jīng)過二次精煉的鋁合金熔體通過直接水冷連鑄連續(xù)軋制的方式制備直徑8 20_的鋁合金圓桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，其特征在于所述拉制的鋁合金單線需進(jìn)行穩(wěn)定化退火處理，退火溫度以280-330°C，保溫5-48小時為宜。
全文摘要
本發(fā)明所述的一種高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，所述的高導(dǎo)電抗蠕變鋁合金導(dǎo)線的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比Cu0.05～0.30%，F(xiàn)e0.25～1.00%，Mg0.001～0.22%，Si0.001～0.15%，Zn0.001～0.10%，B0.001～0.04%，其余為Al和不可避免的其它雜質(zhì)元素，所述不可避免的其它雜質(zhì)元素中每種元素的含量均不超過0.03%，不可避免的其它雜質(zhì)元素的總量不超過0.10%。本發(fā)明通過“硼化”處理和二次精煉嚴(yán)格控制鋁錠的雜質(zhì)含量，保證了鋁合金圓桿的導(dǎo)電性能，抗蠕變性能，滿足了行業(yè)對鋁合金導(dǎo)線的性能要求，尤其適于制作成高導(dǎo)電性抗蠕變電纜。
文檔編號C22C1/02GK102912193SQ20121040366
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者王義林, 王勤仙, 林愛華 申請人:江蘇長峰電纜有限公司