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一種中高強度鋁合金導線材料及其制備方法與流程

文檔序號:12414553閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種中高強度鋁合金導線材料,其特征在于:由0.1~0.4wt%Si,0.035~0.1wt%Er,0.05~0.11wt%Ni,0.06~0.18wt%Se,0.15~0.3Zrwt%,余量為Al的元素成分組成,且滿足:

Er:Ni原子比為2.0~2.5:1,

Zr:Se原子比為2.0~3.0:1,

質量百分量滿足:2Ni+2Er+3Se=Zr+2Si;

本鋁合金導線材料在室溫下的維氏硬度不小于80HV,室溫抗拉強度不小于240Mpa,伸長率不小于8%,導電率不小于57%IACS。

2.根據權利要求1所述的一種中高強度鋁合金導線材料,其特征在于:本產物在20℃的導電率為57.5%IACS~58.5%IACS之間;維氏硬度在80~110HV之間;抗拉強度在240~330MPa之間;拉重比在7.52~8.67km之間。

3.制備權利要求1或2所述的一種中高強度鋁合金導線材料的方法,其特征在于:按照如下步驟進行制備:

步驟1:將20.00Kg工業用鋁、0.50~2.00kg的Al-Si中間合金、0.111~0.330Kg 的Al2(SeO3)3粉末均勻混合后加熱,直至充分熔化,得到一次合金化鋁合金熔體;

步驟2:將20.00Kg工業用鋁、0.350~1.000Kg的Al-Er中間合金均勻混合后加熱,直至充分熔化,得到二次合金化鋁合金熔體;

步驟3:將20.00Kg工業用鋁、0.50~1.10Kg的Al-Ni中間合金均勻混合后加熱,直至充分熔化,得到三次合金化鋁合金熔體;

步驟4:將步驟2得到的二次合金化鋁合金熔體,加入步驟3得到的三次合金化鋁合金熔體中,加熱并攪拌,得到四次合金化鋁合金熔體;

步驟5:將20.00~36.00Kg工業用鋁、1.50~3.00Kg的Al-Zr中間合金均勻混合后加熱,直至充分熔化,得到五次合金化鋁合金熔體;

步驟6:將步驟4得到的四次合金化鋁合金熔體,加入步驟5得到的五次合金化鋁合金熔體中,加熱爐體并攪拌,得到六次合金化鋁合金熔體;

步驟7:將步驟6得到的六次合金化鋁合金熔體,加入步驟1得到的一次合金化鋁合金熔體中,加熱并攪拌,得到七次合金化鋁合金熔體;

步驟8:向步驟7得到的七次合金化鋁合金熔體加入1.50~3.00kg Al-Zr中間合金均勻混合后,加熱并攪拌,得到變質的合金化鋁合金熔體;

步驟9:變質的合金化鋁合金熔體進行攪拌和保溫;隨后,加入六氯乙烷精煉劑進行精煉并除渣,得到精煉后鋁合金熔體;

步驟10:將步驟9所得的精煉后鋁合金熔體在710℃保溫靜置30min后,緩慢倒入圓柱形模具型腔中,空冷后得到圓柱形鋁合金鑄錠;

步驟11:將步驟10所得的圓柱形鋁合金鑄錠進行退火處理,隨后置于空氣中自然冷卻,得到退火鑄錠;

步驟12:將步驟11所得的退火鋁合金鑄錠進行表面切削處理,得到鋁合金鑄錠;

步驟13:將步驟12所得的鋁合金鑄錠進行熱擠壓,得到鋁合金圓桿;

步驟14:將步驟13所得的鋁合金圓桿進行固溶處理和淬火處理,得到一次固溶圓桿;

步驟15:將步驟14所得的一次固溶圓桿,進行時效處理和淬火處理,得到一次時效圓桿;

步驟16:將步驟15所得的一次時效圓桿進行固溶處理和淬火處理,得到二次固溶圓桿;

步驟17:將步驟16所得的二次固溶圓桿,進行時效處理并置于空氣中自然冷卻,得到成品。

4.根據權利要求3所述的制備一種中高強度鋁合金導線材料的方法,其特征在于:具體的步驟為:

步驟1:將20.00Kg工業用鋁、0.50~2.00 Kg的Al-Si中間合金、0.111~0.330Kg Al2(SeO3)3粉末均勻混合后,裝入熔煉爐爐膛,加熱爐體至760~800℃使物料充分熔化后,將鋁合金熔體降溫至730~750℃,保溫10min后,停止加熱,得到一次合金化鋁合金熔體;

步驟2:將20.00Kg工業用鋁、0.350~1.000Kg的Al-Er中間合金均勻混合后,裝入熔煉爐爐膛,加熱爐體至830~850℃使物料充分熔化,后將鋁合金熔體降溫,750~780℃,保溫10min后,停止加熱,得到二次合金化鋁合金熔體;

步驟3:將20.00Kg工業用鋁、0.500~1.100Kg的Al-Ni中間合金均勻混合后,裝入熔煉爐爐膛,加熱爐體至880~900℃使物料充分熔化,后將鋁合金熔體降溫,760~800℃,保溫10min后,停止加熱,得到三次合金化鋁合金熔體;

步驟4:將步驟2得到的二次合金化鋁合金熔體,通過漏斗加入步驟3得到的三次合金化鋁合金熔體中,加熱爐體,使爐體在760~800℃保溫10min后,開啟電磁攪拌器,攪拌,15min后,得到四次合金化鋁合金熔體;

步驟5:將20.00Kg工業用鋁、1.50~3.00Kg的Al-Zr中間合金均勻混合后,裝入熔煉爐爐膛,加熱爐體至850~880℃使物料充分熔化,后將鋁合金熔體降溫,760~780℃,保溫10min后,停止加熱,得到五次合金化鋁合金熔體;

步驟6:將步驟4得到的四次合金化鋁合金熔體,通過漏斗加入步驟5得到的五次合金化鋁合金熔體中,加熱爐體,使爐體在760~800℃保溫10min后,開啟電磁攪拌器,攪拌,15min后,得到六次合金化鋁合金熔體;

步驟7:將步驟6得到的六次合金化鋁合金熔體,通過漏斗加入步驟1得到的一次合金化鋁合金熔體中,加熱爐體,使爐體在730~750℃保溫10min后,開啟電磁攪拌器,攪拌,15min后,得到七次合金化鋁合金熔體;

步驟8:向步驟7得到的七次合金化鋁合金熔體加入1.50~3.00KgAl-Zr中間合金均勻混合后,加熱爐體至850~880℃使新加入Al-Zr中間合金完全融化,后將鋁合金熔體降溫至760~800℃,保溫10min后,開啟電磁攪拌器,攪拌15min,本步驟加入的Al-Zr中間合金起到變質處理的作用,并充分合金化,由此得到變質的合金化鋁合金熔體;

步驟9:在750℃下,開啟電磁攪拌器,經過15min的電磁攪拌,加熱熔煉爐,使爐體在730~760℃保溫10min后,加入0.500Kg六氯乙烷精煉劑進行精煉并除渣,得到精煉后鋁合金熔體;

步驟10:將步驟9所得的精煉后鋁合金熔體在700~720℃保溫靜置30min后,緩慢倒入圓柱形模具型腔中,空冷后得到圓柱形鋁合金鑄錠;

步驟11:將步驟10所得的圓柱形鋁合金鑄錠放入熱處理爐中進行退火處理,保溫溫度為400~500℃,保溫時間為12~24h,取出鋁合金鑄錠,置于空氣中使之自然冷卻,得到退火鑄錠;

步驟12:將步驟11所得的退火鋁合金鑄錠進行表面切削處理,去除鑄錠表面缺陷,得到鋁合金鑄錠;

步驟13:將步驟12所得的鋁合金鑄錠加熱至500~550℃,保溫2~4h,在臥式擠壓機上進行熱擠壓,得到鋁合金圓桿;

步驟14:將步驟13所得的鋁合金圓桿放入熱處理爐中進行固溶處理,固溶溫度為500~550℃,保溫時間為2~4h,取出鋁合金圓桿,立即丟入水中,淬火處理,得到一次固溶圓桿;

步驟15:將步驟14所得的一次固溶圓桿,立即放入鼓風干燥箱中進行時效處理,在300℃條件下保溫4~6h后,取出立即丟入水中,淬火處理,得到一次時效圓桿;

步驟16:將步驟15所得的一次時效圓桿放入熱處理爐中進行二次固溶處理,固溶溫度為550~600℃,保溫時間為2~4h,取出鋁合金圓桿,立即丟入水中,淬火處理,得到二次固溶圓桿;

步驟17:將步驟16所得的二次固溶圓桿,立即放入鼓風干燥箱中進行二次時效處理,在180℃條件下保溫6~8h后,取出鋁合金圓桿,取出后置于空氣中自然冷卻,得到成品。

5.根據權利要求3或4所述的制備一種中高強度鋁合金導線材料的方法,其特征在于:

在步驟1中,工業用鋁的純度為99.7wt%;Al-Si中間合金的成分為20wt%Si與80wt%Al;Al2(SeO3)3為粉末;

在步驟2中,工業用鋁的純度為99.7wt%;Al-Er中間合金的成分為10wt%Er與90wt%Al;在步驟3中,工業用鋁的純度為99.7wt%;Al-Ni中間合金的成分為10wt%Ni與90wt%Al;

在步驟5和步驟8中,工業用鋁的純度為99.7wt%;Al-Zr中間合金的成分為5wt%Zr與95wt%Al。

6.根據權利要求3或4所述的制備一種中高強度鋁合金導線材料的方法,其特征在于:在步驟10中,圓柱形模具型腔的規格為Φ100.0mm;由步驟12獲得的鋁合金鑄錠的規格為Φ90.0~95.0mm。

7.根據權利要求4所述的制備一種中高強度鋁合金導線材料的方法,其特征在于:在步驟13中,臥式擠壓機的壓力不小于800t;且臥式擠壓機具有加熱的功能,臥式擠壓機在擠壓模具的同時加熱至500~550℃;由臥式擠壓機制得的鋁合金圓桿的規格為Φ15.0mm。

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