本發明涉及鋁合金電纜技術領域，具體涉及一種中強高導鋁合金單線及其制備方法。
背景技術：
隨著“西電東送、南北互供、全國聯網”的戰略部署，輸電線路向遠距離化、高壓化、大容量化發展，因此對于輸電導線提出了更高的要求。目前，我國高壓、超高壓和特高壓架空輸電線路常用鋼芯鋁絞線，該種導線的生產和應用技術基本成熟，但其輸電線損高、耐腐蝕性能差，載流量低。較常規鋼芯鋁導線，中強度全鋁合金導線具有眾多優點：①拉重比大，弧垂性好，投資低；②延伸率高，抗過載能力及疲勞特性好；③高溫性能好，強度損失少；④與ACSR相比，水平荷載相當時，垂直荷載減少10%；⑤接續金具簡單，施工方便。⑥硬度高、耐損傷；⑦電能損失少；⑧耐腐蝕性能和耐振性能好。因此，在輸電線路中使用中強度鋁合金導線符合建設“資源節約型，環境友好型”社會的發展要求，具備很好的社會效益，對自然環境的保護、電網建設的經濟效益和安全運行有著重要意義。
中強鋁合金單線主要有兩中：非熱處理型中強度鋁合金單線和熱處理型中強度鋁合金單線。盡管國內近些年對中強鋁合金單線有大量研究和重視，與國外相比，在加工工藝和合金化上仍有很大差距。國內主要針對熱處理型中強度鋁合金單線進行了很多研究，合金開發主要還是Al-Mg-Si-X系的熱處理型。
經檢索，公開號為104805321A的中國發明專利，該發明涉及一種中強高導鋁合金單線及其制備方法，其中：“該單線由下列重量百分比的元素組成: 鐵Fe為0.3~0.5%，鎂Mg 為0.2~0.3%，硅Si 為0.1~0.2%，混合稀土為0.03~0.5%，鈹Be 為0.08~0.12%其余為鋁。”該單線的制備方法為：“配制原材料放入熔煉爐中、升溫、攪拌、除氣熔煉、除渣、連鑄連軋成鋁合金桿材、拉絲機拉制成鋁合金單線。” 該鋁合金單線的抗拉強度達到240-255MPa，導電率可達到59.2%IACS以上，伸長率達到2.0%-3.5%。該專利的缺點是鈹的毒性、脆性、價格昂貴等限制了含鈹的鋁合金線的生產和應用。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有技術的不足，而提供一種抗拉強度高、電導率高的中強高導鋁合金單線及其制備方法。
本發明的目的是這樣實現的：一種中強高導鋁合金單線，所述的中強高導鋁合金單線的組分按照質量百分比為：鎂Mg為0.30~0.50%，硅Si為0.30~0.60%，混合稀土RE為0.10~0.30%，鉺Er為0.05~0.30%，鍶Sr為0.01~0.05%，硼B為0.06~0.10%，鈦、釩、鉻、錳雜質元素總和小于0.01%其他雜質元素含量≤0.10%；其余為鋁。
2、如權利要求1所述的一種中強高導鋁合金單線，其特征在于：所述的混合稀土RE由下列元素組成：Ce:30~40%；La:60~70%。
3、一種中強高導鋁合金單線的制備方法，包括如下步驟：
步驟一：將預熱的重熔純鋁錠放入電阻爐內，加熱使其熔化，并在720-750℃之間保溫；
步驟二：加入預熱好的純鎂和Al-Si中間合金，攪拌不低于10min；隨后加入預熱好的Al-B中間合金，攪拌不低于10min，并扒去浮渣；然后依次加入預熱好的Al-RE、Al-Er和Al-Sr中間合金，攪拌時間不低于20min；
步驟三：將爐內溫度降溫至720℃，對熔體精煉3~5min；
步驟四：靜置10min，除去熔體表面的氧化物，對熔體施加脈沖電流，之后澆鑄制成鑄棒；
步驟五：將步驟四種制得的鑄棒均勻化處理，然后用立式擠壓機對均勻化態的鑄棒進行擠壓，所述的擠壓機的溫度設置為400~440℃，制成合金棒材；
步驟六：用拉絲機將合金棒材拉制成直徑為3.55mm的鋁合金線，然后將鋁合金線進行時效處理。
所述的步驟二中添加的Al-Si、Al-B、Al-RE、Al-Er和Al-Sr中間合金分別為Al-20Si、Al-3B 、Al-10RE、Al-6Er和Al-5Sr中間合金。
所述的步驟四中脈沖電流的參數設置為電壓200-300V，頻率10-15Hz。
所述的步驟五中的均勻化處理工藝為550℃下保溫7-10h。
所述的步驟六中時效處理工藝為175~200℃下保溫5~9h。
本發明的有益效果是：本發明所公開的中強高導鋁合金單線及其制備方法，在中強系Al-Mg-Si合金的基礎上加入B和RE元素，利用B、RE與雜質元素的相互作用，除氣，除雜，實現熔體的凈化；RE還可以與AL、Fe、Si等形成化合物，可作為異質形核核心細化晶粒；添加微量的Er可以細化合金鑄態晶粒，可以在保持合金的伸長率基本不變的前提下，大幅度提高其室溫強度；Sr可以改變AL-Fe-Si相的形式，進而影響元素在基體中的狀態，提高強度和導電率；同時對熔融態合金施加脈沖電流，可以提高形核率，從而使晶粒細化，還能使溶質場趨于均勻，減少熔體形成氣孔和缺陷的幾率，提高組織致密性；通過對合金均勻化、固溶、時效溫度和時間進一步優化，對時效析出相的有效控制，從而制備出強度大于245MPa，導電率大于60.5%IACS，伸長率大于3.9%的鋁合金單線。
具體實施例
下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1
一種中強高導鋁合金導線的制備方法：
以下列組分質量百分比為例：鎂Mg為0.32%；硅Si為0.35%；混合稀土RE為0.10%；鉺Er為0.1%；鍶Sr為0.05%；硼B為0.06%；鈦、釩、鉻、錳雜質元素總和小于 0.01%，其他雜質元素含量≤0.10%，其余為鋁。
步驟一、將預熱的重熔純鋁錠放入電阻爐內，加熱使其熔化，并在720-750℃之間保溫；
步驟二、加入預熱好的純鎂和Al-Si中間合金，攪拌不低于10min；隨后加入預熱好的Al-B中間合金，攪拌不低于10min，并扒去浮渣；加入預熱好的Al-RE、Al-Er和Al-Sr中間合金，攪拌時間不低于10min；降溫至720℃，對熔體精煉3~5min；
步驟三、靜置10min，除去熔體表面的氧化物，對熔體施加脈沖電流（脈沖電流參數為：電壓200V，頻率10Hz），之后澆鑄制成鑄棒；
步驟四、對鑄棒進行均勻化處理（550℃下保溫7h）；用立式擠壓機對均勻化態的鑄棒進行擠壓；擠壓溫度為430℃，制成棒材，之后對擠出的棒材進行固溶處理制成合金棒；用拉絲機將合金棒拉制成直徑為3.55mm的鋁合金線，之后對鋁合金線進行時效處理（180℃下保溫7h）。
實施例2
一種中強高導鋁合金導線的其制備方法：
以下列組分質量百分比為例：鎂Mg為0.35%；硅Si為0.42%；混合稀土RE為0.20%；鉺Er為0.2%；鍶Sr為0.03%；硼B為0.08%；鈦、釩、鉻、錳雜質元素總和小于 0.01%，其他雜質元素含量≤0.10%，其余為鋁。
步驟同實施例1，其中脈沖電流工藝參數為：300V，10Hz；均勻化工藝參數為：550℃下保溫8h；時效工藝參數為：190℃下保溫8h。
實施例3
一種中強高導鋁合金導線的制備方法：
以下列組分質量百分比為例：鎂Mg為0.38%；硅Si為0.45%；混合稀土RE為0.30%，鉺Er為0.4%；鍶Sr為0.01%；硼B為0.10%；鈦、釩、鉻、錳雜質元素總和小于 0.01%，其他雜質元素含量≤0.10%，其余為鋁。
步驟同實施例1，其中脈沖電流工藝參數為：300V，15Hz；均勻化工藝參數為：550℃下保溫9h；時效工藝參數為：200℃下保溫9h。
本專利采用D60K型數字金屬電導率測量儀測出電導率，每個狀態試樣測5 次取其平均值；采用島津SHIMADZU/50KN電子萬能拉伸試驗機測試各試樣的拉伸性能，測定的拉伸強度取5 個試樣的平均值。測試結果如三種鋁合金導線性能對比表1所示。
表1 三種鋁合金導線性能對比
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。