导电率为55%iacs的高强度铝合金线及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种导电率55%IACS高强度铝合金线及其制造方法，属于合金制造【技术领域】。合金元素重量百分比计配方比例：铁0.16%-0.22%，硅0.48%-0.54%，镁0.62%-0.67%，硼0.01%-0.02%，镱0.02%-0.05%，其余为铝。其经过材料选择、铝液熔炼、铝液成分调整、净化处理、扒渣、保温静置、除气处理、保温过滤、浇铸结晶、铝杆轧制、拉拔、时效等工艺处理得到产品导电率≥55%IACS，抗拉强度≥315MPa的高强度铝合金线。利用该铝合金生产的电线电缆，可继续使用传统的施工工艺架设；在线路运行过程中，降低线路损耗，节省施工费用，给输变电行业带来巨大的经济效益和社会效益。
【专利说明】导电率为55%IACS的高强度铝合金线及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导电率55%IACS高强度铝合金线及其制造方法，具体地说是一种涉及高强度高导电率铝合金电导体及其制造技术，属于合金制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]导线的开发、应用已有100多年的历史，铝合金导线的开发、应用已有80多年的历史。
[0003]自从1898年美国正式使用纯铝线做架空绞线和1921年出现Aldrey铝合金以来，铝作为导体在电气工业中被大量应用。铝合金克服了纯铝绞线的强度底、蠕变性、耐热性能差等缺点，使导电用铝合金发展更为迅速。铝合金芯铝绞线(ACAR)在北美的美国、加拿大等国得以大量应用。
[0004]近年来我国在电力建设中贯彻采用“两型三新”产品与技术，全铝合金绞线、铝合金芯铝绞线等铝合金产品得以大量的应用。但目前我国大量使用的高强度铝合金线种LHAU LHA2，铝合金导电率分别为52.5%IACS和53%IACS，与普通硬铝线导电率61%IACS有一定提升空间。因此，在保证铝合金机械性能的前提下进一步提高导电率，是各国研究者努力的方向。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于开发一种能导电率55%IACS以上、工艺宽容性更好的高强度铝合金线；本发明的另一目的是提供该铝合金线的制备方法。
[0006]按照本发明提供的技术方案，一种导电率为55%IACS的高强度铝合金线，按重量百分比计配方比例如下:铁0.16%-0.22%,硅0.48%-0.54%,镁0.62%_0.67%,硼0.01%-0.02%，镱 0.02%-0.05%，其余为铝。
[0007]所述铝合金线直径≤3.5mm，抗拉强度≤315MPa，单线直径< 3.5mm，抗拉强度≤325MPa，导电率≤55%IACS，延伸率≤3%以上。
[0008]所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法如下:
(I)材料选择:按重量百分比计:
a、铝锭的选择:由铝锭熔炼而成的铝液中Si( 0.16% ；Fe ( 0.20% ；Cu ( 0.01%;Ti+Mn+Cr+V ( 0.02% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
b、铝铁中间合金:Fe5% ；Si ( 0.2% ；Cu ( 0.1% ；Ti+Mn+Cr+V ( 0.1% ;其它杂质含量(0.03% ;其余均为铝；
C、铝硅中间合金=Si 10% ；Fe ( 0.2% ；Cu ( 0.1% ；Ti+Mn+Cr+V ( 0.1% ;其它杂质含量(0.03% ;其余均为铝；
d、铝硼中间合金:B3% ；Si ( 0.2% ；Fe ( 0.4% ；Cu ( 0.01% ;其余杂质含量≤0.03% ；其余均为铝；
e、铝镱稀土中间合金:Yb5% ；Si ( 0.2% ；Fe ( 0.2% ；Cu ( 0.1%;其余杂质含量(0.03% ;其余均为铝；
f>镁锭:所选用的纯镁锭中Si≤0.005% ；Fe ( 0.004% ；Cu ( 0.003% ；Ti+Mn+Cr+V ( 0.02% ;其余杂质含量≤0.03% ;其余均为镁；
(2)铝液熔炼:按重量份计:取步骤(1)选择的铝锭93.55-95.25份、铝铁中间合金
0.1-0.8份、铝硅中间合金3.25-4.75份加入熔铝炉中进行熔化；熔化温度为690_730°C，熔炼时间为l_3h ;取铝硼中间合金0.42-0.65份和铝镱稀土中间合金0.68-0.98份，从熔铝炉至保温炉淌槽内连续均匀加入；
铝液熔化完全结束后，将保温炉中的铝液温度控制在730-750°C，当铝液温度稳定730-750°C时开始加入镁锭0.62-0.69份；
(3)铝液成分调整:按重量百分比计:用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制:铁0.16%-0.22%，硅 0.48%-0.54%,镁 0.62%-0.67%,硼 0.01%-0.02%,镱 0.02%_0.05%,其余为铝；
(4)净化处理:将步骤(3)所得铝液温度升温至730-750°C，对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体用不锈钢管往保温炉底部铝液中吹入用量为炉料总质量0.1%-0.5%的精炼剂；控制氮气流量，以轻微沸腾为度；所述氮气流速为0.7-lm3/h，充氮气时间为5-10min ；
(5)扒渣:步骤(4)对铝液进行净化处理结束后，使温度控制在720-750°C，静置5-10min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
(6)保温静置:在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为730-750°C，时间不小于20min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
(7)除气处理:铝液从保温炉经淌槽进入除气箱，除气箱传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
(8)保温过滤:步骤(7)所得铝液从除气箱中流出，经淌槽进入保温过滤装置，铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30 μ m以上渣核；
(9)浇铸结晶:铝液流入结晶轮启动连轧机进行水平浇铸，浇铸温度为690-710°C，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮浇铸再冷却成招合金锭；
(10)铝杆轧制:步骤(9)铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器，将铝合金锭的进轧温度控制在490-520°C的范围内，铝合金杆的出轧温度在350°C以上，出轧后立即进行淬火处理；
(11)铝杆处理:
a、绕杆收线:对轧制后的铝杆通过绕杆装置绕杆；
b、强化处理:对收排好的铝合金杆进行时效热强化处理，温度控制在145-160°C，强化时间3-5h后取出；
C、铝线拉拨:将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，延伸率控制在
1.2-1.3之间，根据不同的线径进行合理配模；
d、时效处理:拉制的铝合金线进行时效强化，时效温度145-160°C，时效时间3-5小时，即得产品导电率为55%IACS的高强度铝合金线。
[0009]所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
[0010]步骤(4)所述精炼剂配方按重量百分比计如下:18%_22%的氟化钙、32%_36%的氯化钾、8%-12%的六氯甲烷、5%-6%的氟硼酸钾、12%-16%的氟化镁、10%_15%的木炭粉混合而成。
[0011]步骤(8)所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
[0012]步骤(2)中，当铝锭的熔炼结束时，加入镁锭前，若保温炉中铝液化满后，铝硼中间合金、铝镱稀土中间合金仍未加完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌。
[0013]步骤(2)中，在加入镁锭时，将镁锭切割成小块，再分4-8批放入钟罩中；并在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入铝液中，然后前后左右做“米”字型移动，直至镁锭小块完全熔化。分批加镁锭时要注意保温炉内各位置加镁量的均匀，同时还要注意钟罩不要拖着炉底移动、要在稍高炉底铝液处移动，以防拖坏炉底，更不能在铝液的上部移动以防镁锭烧损。
[0014]本申请所述的其余杂质是指在铝锭、铝铁中间合金、铝硅中间合金、铝硼中间合金、铝镱稀土中间合金及镁锭中不可避免的杂质。
[0015]本发明的铝合金线添加了稀土镱元素，可以提高导线强度，同时，导电率下降的幅度减小，可制得直径≥3.5mm，抗拉强度≥315MPa，单线直径< 3.5mm，抗拉强度≥325MPa，导电率≥55%IACS，延伸率≥3%的高强度铝合金线。
[0016]铝基体应采用牌号AL99.60或以上牌号的铝锭进行熔炼；镁锭选用牌号Mg99.95
以上纯镁锭。
[0017]分批加镁时要注意保温炉内各位置加镁量的均匀，同时还要注意钟罩不要拖着炉底移动、要在稍高炉底铝液处移动，以防拖坏炉底，更不能在铝液的上部移动以防镁锭烧损。
[0018]控制氮气流量，不要让铝液翻腾特别猛烈，流量控制以轻微沸腾为度。氮气流量时间可稍长些，有利于保温炉的铝液除气。
[0019]铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器，将铝合金锭的进轧温度控制在490_520°C的范围内，确保各合金元素的在铝中具有较高的溶解度。
[0020]轧制成型的铝合金杆要立即进行淬火处理，提高各元素在铝中的固溶度。
[0021]本发明的有益效果:本发明与现有技术相比，其优点为用重稀土元素镱(Yb)微合金化的方法，其一、可促进铝合金中Mg、Fe、Si等固溶元素的脱溶，提高铝合金的导电性能；其二、可促进第二相球化，减小铝合金强化相对导电性能的影响；其三、可提高铝合金线的显微硬度，提高铝合金线的强度；其四、低温时效过程中更容易促进Mg5Si6合金强化相的析出。重稀土镱(Yb)元素的加入在保证强化效果的前提下，减小了合金元素对铝导电率的影响。同时，严格控制Mg、Fe、Si含量及其比例，并经过硼化、精炼，时效等工艺处理，可制得导电率≥55%IACS，抗拉强度≥315MPa，延伸率≥3%的高强度铝合金线。利用该铝合金生产的电线电缆，可继续使用传统的施工工艺架设；在线路运行过程中，降低线路损耗，节省施工费用，给输变电行业带来巨大的经济效益和社会效益。【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明生产工艺流程图。
[0023]图2本发明设备图。
[0024]1、淌槽；2、保温炉；3、熔铝炉；4、除气箱；5、保温过滤箱；6、结晶轮；7、中频加热器；8、轧机；9、绕杆装置。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0026]实施例1
一种导电率为55%IACS的高强度铝合金线，按重量百分比计配方比例如下:铁0.16%-0.22%,硅 0.48%-0.54%,镁 0.62%_0.67%,硼 0.01%-0.02%,镱 0.02%_0.05%,其余为招。
[0027]所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，步骤如下:
(1)材料选择:按重量百分比计:
a、铝锭的选择:选用8吨牌号A199.70的铝锭，Si 0.08% ；Fe 0.15% ；Cu 0.002% ；Ti+Mn+Cr+V ≤0.015% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
b、铝铁中间合金:铝铁中间合金52kg，Fe5% ；Si 0.16% ；Cu 0.008% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.03% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
C、铝硅中间合金:铝硅中间合金335kg，Si 10% ；Fe 0.18% ；Cu 0.004% ；Ti+Mn+Cr+V ≤0.052% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
d、铝硼中间合金:铝硼中间合金40kg,B 2.89% ；Si 0.16% ；Fe 0.24% ；Cu 0.01% ;其他余每种杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
e、铝镱稀土中间合金:铝镱稀土中间合金60kg，Yb5% ；Si 0.12% ；Fe 0.15% ；Cu0.045% ;其它杂质含量≤ 0.03% ;其余均为铝；
f、镁锭:牌号Mg99.95镁锭55kg，所选用的纯镁锭中Si 0.0007% ；Fe 0.0015% ；Cu0.002% ；Ti+Mn+Cr+V 0.0001% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为镁；
(2)铝液熔炼:取步骤(1)选择的铝锭、铝铁中间合金、铝硅中间合金加入熔铝炉中进行熔化；熔化温度为730°C，熔炼时间为Ih ;取铝硼中间合金和铝镱稀土中间合金，从熔铝炉(3)至保温炉(2)的淌槽(I)内连续均匀加入；
当招徒的溶炼结束时，若保温炉(2)中招液化?两后，招砸中间合金、招镜稀土中间合金仍未加完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌；
铝液熔化完全结束后，将保温炉(2)中的铝液温度控制在745°C，当铝液温度稳定745°C时开始加入镁锭55kg ;将镁锭分7批放入钟罩中，镁锭切割成小块；在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入招液中，然后如后左右做“米”子型移动，直至续徒小块完全溶化；
(3)铝液成分调整:按重量百分比计:用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制；Fe 0.182%, Si0.513%, Mg 0.625%, B 0.014%, Yb 0.035%, Ti+Mn+Cr+V 0.021%，其它杂质含量≤ 0.03%，其余为铝。满足导电率55%IACS高强度铝合金线成分要求。[0028](4)净化处理:将步骤(3)所得铝液温度升温至740°C，对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体用直径18mm的不锈钢管往保温炉(2)底部铝液中吹入用量为炉料总质量14kg的精炼剂；控制氮气流量，以轻微沸腾为度；所述氮气流速为lm3/h，充氮气时间为5min ；
(5)扒渣:步骤(4)对铝液进行净化处理结束后，使温度控制在745°C，静置8min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
(6)保温静置:在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为745°C，时间不小于20min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
(7)除气处理:铝液从保温炉(2)经淌槽进入除气箱(4)，除气箱(4)传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
(8)保温过滤:步骤(7)所得铝液从除气箱(4)中流出，经淌槽进入保温过滤箱(5)，铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30 μ m以上渣核；
(9)浇铸结晶:铝液流入结晶轮(6)启动轧机(8)进行水平浇铸，浇铸温度为700°C，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮(6 )浇铸再冷却成招合金徒;
(10)铝杆轧制:步骤(9)铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器(7)，将铝合金锭的进轧温度控制在500°C，铝合金杆的出轧温度在380°C，出轧后立即进行淬火处理；
(11)铝杆处理:
a、绕杆收线:对轧制后的铝杆通过绕杆装置(9)绕杆；
b、强化处理:对收排好的铝合金杆进行时效热强化处理，温度控制在155°C，强化时间3h后取出；铝杆强度达到220MPa，导电率为54.5%IACS。
[0029]C、铝线拉拨:将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，在拉丝机上将起成直径为3.22mm和4.53mm的铝合金单线，拉制配模的延伸率控制在1.2-1.3之间。
[0030]d、时效处理:拉制的铝合金线进行时效强化,时效温度150°C,时效时间4.5小时，即得产品导电率为55%IACS的高强度铝合金线。
[0031]经检测铝合金线性能:直径3.22mm单线:单线强度33(T345MPa，导电率55.8-56.6%，伸长率5-7% ;直径4.53mm单线:单线强度320~336MPa，导电率56.1-56.8%，伸长率5-7%。
[0032]所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
[0033]步骤(4)所述精炼剂配方按重量份计如下:18份的氟化钙、32份的氯化钾、8份的六氯甲烷、5份的氟硼酸钾、12份的氟化镁、10份的木炭粉混合而成。
[0034]步骤(8)所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。 [0035]实施例2
一种导电率为55%IACS的高强度铝合金线，按重量百分比计配方比例如下:铁0.16%-0.22%,硅 0.48%-0.54%,镁 0.62%_0.67%,硼 0.01%-0.02%,镱 0.02%_0.05%,其余为招。
[0036]所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，步骤如下:
(1)材料选择:按重量百分比计:
a、招徒的选择:选用7.5吨牌号A199.60的招徒，保证由招徒溶炼而成的招液中:Si0.12% ；Fe 0.19% ；Cu 0.009% ；Ti+Mn+Cr+V 0.02% ;其它杂质含量≤ 0.03% ;其余均为铝；
b、铝铁中间合金:铝铁中间合金10kg，Fe5% ；Si 0.18% ；Cu 0.008% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.03% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
C、铝硅中间合金:铝硅中间合金305kg，Si 10% ；Fe 0.18% ；Cu 0.004% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.052% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
d、铝硼中间合金:铝硼中间合金50kg,B 3% ；Si 0.08% ；Fe 0.15% ；Cu 0.045% ;其他余每种杂质含量≤ 0.03% ;其余均为铝；
e、铝镱稀土中间合金:铝镱稀土中间合金72kg, Yb 5% ；Si ^ 0.2% ；Fe ^ 0.2% ；Cu ≤ 0.1% ;其它杂质含量≤ 0.03% ;其余均为铝；
f、镁锭:牌号Mg99.95镁锭52kg，所选用的纯镁锭中Si 0.0007% ；Fe 0.0015% ；Cu
0.002% ；Ti+Mn+Cr+V 0.0001% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为镁；
(2)铝液熔炼:取步骤(1)选择的铝锭、铝铁中间合金、铝硅中间合金加入熔铝炉(3)中进行熔化；熔化温度为730°C，熔炼时间为Ih ;取铝硼中间合金和铝镱稀土中间合金，从熔铝炉(3)至保温炉(2)的淌槽(I)内连续均匀加入；
当招徒的溶炼结束时，若保温炉(2)中招液化?两后，招砸中间合金、招镜稀土中间合金仍未加完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌；
铝液熔化完全结束后，将保温炉(2)中的铝液温度控制在740°C，当铝液温度稳定740°C时开始加入镁锭52kg ;将镁锭分4批放入钟罩中，镁锭切割成小块；在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入招液中，然后如后左右做“米”子型移动，直至续徒小块完全溶化；
(3)铝液成分调整:按重量百分比计:用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制；Fe 0.193%，Si0.535%, Mg 0.652%, B 0.018%, Yb 0.047%, Ti+Mn+Cr+V 0.021%，其它杂质含量≤ 0.03%，其余为招。
[0037](4)净化处理:将步骤(3)所得铝液温度升温至740°C，对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体用直径18_的不锈钢管往保温炉(2)底部铝液中吹入用量为炉料总质量14kg的精炼剂；控制氮气流量，以轻微沸腾为度；所述氮气流速为0.9m3/h，充氮气时间为7min ；
(5)扒渣:步骤(4)对铝液进行净化处理结束后，使温度控制在720-750°C，静置5-10min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
(6)保温静置:在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为745°C，时间不小于20min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉(2)倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
(7)除气处理:铝液从保温炉(2)经淌槽进入除气箱(4)，除气箱(4)传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
(8)保温过滤:步骤(7)所得铝液从除气箱(4)中流出，经淌槽进入保温过滤箱(5)，铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30 μ m以上渣核；
(9)浇铸结晶:铝液流入结晶轮(6)启动轧机(8)进行水平浇铸，浇铸温度为710°C，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮(6 )浇铸再冷却成招合金徒;
(10)铝杆轧制:步骤(9)铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器(7)，将铝合金锭的进轧温度控制在510°C的范围内，铝合金杆的出轧温度在360°C以上，出轧后立即进行淬火处理；
(11)铝杆处理:
a、绕杆收线:对轧制后的铝杆通过绕杆装置(9)绕杆；
b、强化处理:对收排好的铝合金杆进行时效热强化处理，温度控制在150°C，强化时间4h后取出；铝杆强度达到225MPa，导电率为54.3%IACS。
[0038]C、铝线拉拨:将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，在拉丝机上将起成直径为3.22mm和4.53mm的铝合金单线，拉制配模的延伸率控制在1.2-1.3之间。
[0039]d、时效处理:拉制的铝合金线进行时效强化,时效温度145°C,时效时间5小时，即得产品导电率为55%IACS的高强度铝合金线。
[0040]经检测铝合金线性能:直径3.22mm单线:单线强度328~346MPa，导电率55.4-56.5%，伸长率 5-7.2% ;直径 4.53mm 单线:单线强度 322~340MPa，导电率 55.7-56.9%,伸长率6-8%。
[0041]所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
[0042]步骤(4)所述精炼剂配方按重量份如下:22份的氟化钙、36份的氯化钾、12份的六氯甲烷、6份的氟硼酸钾、16份的氟化镁、15份的木炭粉混合而成。
[0043]步骤(8)所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
[0044]实施例3
一种导电率为55%IACS的高强度铝合金线，按重量百分比计配方比例如下:铁0.2%，硅
0.51%,镁 0.66%,硼 0.015%,镱 0.04%,其余为铝。
[0045]所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，步骤如下:
(1)材料选择:按重量百分比计:
a、铝锭的选择:保证由铝锭熔炼而成的铝液中Si≤0.16% ；Fe ≤ 0.20% ；Cu ≤0.01% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.02% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
b、铝铁中间合金:Fe5% ；Si≤ 0.2% ；Cu ≤0.1% ；Ti+Mn+Cr+V ≤0.1% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
C、铝硅中间合金=Si 10% ；Fe ≤0.2% ；Cu≤0.1% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.1% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝；
d、铝硼中间合金:B 3% ；Si ≤ 0.2% ；Fe ≤0.4% ；Cu ≤ 0.01% ;其他余每种杂质含量(0.03% ;其余均为铝；
e、铝镱稀土中间合金:Yb 5% ；Si ( 0.2% ；Fe ( 0.2% ；Cu≤0.1% ;其它杂质含量(0.03% ;其余均为铝；
f>镁锭:所选用的纯镁锭中Si≤0.005% ；Fe ( 0.004% ；Cu ( 0.003% ；Ti+Mn+Cr+V ( 0.02% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为镁；
(2)铝液熔炼:按重量份计:取步骤(1)选择的铝锭94.85份、铝铁中间合金0.4份、铝硅中间合金4.35份加入熔铝炉中进行熔化；熔化温度为710°C，熔炼时间为2h ;取铝硼中间合金0.55份和铝镱稀土中间合金0.8份，从熔铝炉(3)至保温炉(2)的淌槽(I)内连续均匀加入；
当招徒的溶炼结束时，若保温炉(2)中招液化?两后，招砸中间合金、招镜稀土中间合金仍未加完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌；
铝液熔化完全结束后，将保温炉(2)中的铝液温度控制在730°C，当铝液温度稳定730°C时开始加入镁锭0.65份；将镁锭分8批放入钟罩中，镁锭切割成小块；在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入招液中，然后如后左右做“米”子型移动，直至续徒小块完全溶化；
(3)铝液成分调整:按重量百分比计:用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制:铁0.21%，硅
0.53%，镁 0.65%，硼 0.015%,镱 0.04%,其余为铝；
(4)净化处理:将步骤 (3)所得铝液温度升温至740°C，对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体用不锈钢管往保温炉(2)底部铝液中吹入用量为炉料总质量0.45%的精炼剂；控制氮气流量，以轻微沸腾为度；所述氮气流速为0.9m3/h，充氮气时间为6min ；
(5)扒渣:步骤(4)对铝液进行净化处理结束后，使温度控制在740°C，静置lOmin，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；
(6)保温静置:在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为740°C，时间不小于20min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；
(7)除气处理:铝液从保温炉(2)经淌槽进入除气箱(4)，除气箱(4)传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化；
(8)保温过滤:步骤(7)所得铝液从除气箱(4)中流出，经淌槽(I)进入保温过滤箱(5)，铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30 μ m以上渣核；
(9)浇铸结晶:铝液流入结晶轮(6)启动轧机(8)进行水平浇铸，浇铸温度为700°C，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮(6)浇铸再冷却成招合金徒;
(10)铝杆轧制:步骤(9)铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器(7)，将铝合金锭的进轧温度控制在520°C的范围内，铝合金杆的出轧温度在380°C以上，出轧后立即进行淬火处理；(11)铝杆处理:
a、绕杆收线:对轧制后的铝杆通过绕杆装置绕杆；
b、强化处理:对收排好的铝合金杆进行时效热强化处理，温度控制在160°C，强化时间3h后取出；
C、铝线拉拨:将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，延伸率控制在
1.2之间，根据不同的线径进行合理配模；
d、时效处理:拉制的铝合金线进行时效强化，时效温度160°C，时效时间3小时，即得产品导电率为55%IACS的高强度铝合金线。
[0046]所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
[0047]步骤(4)所述精炼剂配方按重量份计如下:19份的氟化钙、34份的氯化钾、11份的六氯甲烷、5份的氟硼酸钾、15份的氟化镁、13份的木炭粉混合而成。
[0048]步骤(8)所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
[0049]上述仅是对本发明的简述及展示。该发明并不局限于此，除非所附的要求有所界定，本领域技术人员在本说明书的指导下，显然可以调整产品配方、工艺参数和删减部分工艺环节，从而制出适合其它`领域用的线材产品，这些都在本发明的保护之内。
【权利要求】
1.一种导电率为55%IACS的高强度铝合金线，其特征是按重量百分比计配方比例如下:铁 0.16%-0.22%,硅 0.48%-0.54%,镁 0.62%_0.67%,硼 0.01%-0.02%,镱 0.02%_0.05%,其余为招。
2.如权利要求1所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线，其特征是:所述铝合金线直径≥3.5mm，抗拉强度≥315MPa，单线直径< 3.5mm，抗拉强度≥325MPa，导电率≥55%IACS，延伸率≥3%以上。
3.权利要求1所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，其特征是步骤如下: (1)材料选择:按重量百分比计: a、铝锭的选择:由铝锭熔炼而成的铝液中Si≤ 0.16% ；Fe ≤ 0.20% ；Cu ≤ 0.01% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.02% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝； b、铝铁中间合金:Fe5% ；Si ≤ 0.2% ；Cu ≤ 0.1% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.1% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝； C、铝硅中间合金=Si 10% ；Fe ≤ 0.2% ；Cu ≤ 0.1% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.1% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为铝； d、铝硼中间合金:B3% ；Si ≤ 0.2% ；Fe ≤ 0.4% ；Cu ≤ 0.01% ;其余杂质含量≤0.03% ；其余均为铝； e、铝镱稀土中间合金:Yb5% ；Si ≤ 0.2% ；Fe ≤ 0.2% ；Cu≤0.1% ;其余杂质含量≤0.03% ;其余均为铝； f>镁锭:所选用的纯镁锭中Si≤0.005% ；Fe ≤ 0.004% ；Cu ≤ 0.003% ；Ti+Mn+Cr+V ≤ 0.02% ;其它杂质含量≤0.03% ;其余均为镁； (2)铝液熔炼:按重量份计:取步骤(1)选择的铝锭93.55-95.25份、铝铁中间合金.0.1-0.8份、铝硅中间合金3.25-4.75份加入熔铝炉中进行熔化；熔化温度为690_730°C，熔炼时间为l_3h ;取铝硼中间合金0.42-0.65份和铝镱稀土中间合金0.68-0.98份，从熔铝炉至保温炉淌槽内连续均匀加入； 铝液熔化完全结束后，将保温炉中的铝液温度控制在730-750°C，当铝液温度稳定730-750°C时开始加入镁锭0.62-0.69份； (3)铝液成分调整:按重量百分比计:用直读光谱仪对铝液进行快速炉前分析，予以监测和调整各元素含量，确保整炉铝液成分均匀，各元素的含量得到控制:铁0.16%-0.22%，硅 0.48%-0.54%,镁 0.62%-0.67%,硼 0.01%-0.02%,镱 0.02%_0.05%,其余为铝； (4)净化处理:将步骤(3)所得铝液温度升温至730-750°C，对铝液进行精炼处理；用高纯氮气为载体用不锈钢管往保温炉底部铝液中吹入用量为炉料总质量0.1%-0.5%的精炼剂；控制氮气流量，以轻微沸腾为度；所述氮气流速为0.7-lm3/h，充氮气时间为5-10min ； (5)扒渣:步骤(4)对铝液进行净化处理结束后，使温度控制在720-750°C，静置5-10min，让铝渣漂浮致铝液表面，打开扒渣门，用扒渣器将液面表面的浮渣扒去，扒渣时由内到外、扒到炉门口内斜坡时稍作停留，让带出的铝液回流入炉内，然后将渣扒出炉外；(6)保温静置:在上述各工序完成后，对铝溶液进行保温静置处理，静置保温的温度为730-750°C，时间不小于20min，静置保温时不得在搅拌铝合金溶液；控制保温炉倾斜速度，使与浇铸速度相匹配，避免忽快、忽慢；(7)除气处理:铝液从保温炉经淌槽进入除气箱，除气箱传动系统带动石墨转子作旋转运动，使用氮/氩气经由转子杆、喷头吹入铝液；高速旋转的石墨转子把进入铝液的氮/氩气打散形成很多小气泡，使其分散在金属液中，同时旋转的转子也促使铝熔体内的氢、非金属夹杂物扩散，使之与气泡接触，气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使铝液得以净化； (8)保温过滤:步骤(7)所得铝液从除气箱中流出，经淌槽进入保温过滤装置，铝液经过陶瓷纤维过滤板过滤，滤除30 μ m以上渣核； (9)浇铸结晶:铝液流入结晶轮启动连轧机进行水平浇铸，浇铸温度为690-710°C，水平浇铸机配置水平组合浇堡及水平浇嘴，避免涡流提高铸胚质量，铝液经结晶轮浇铸再冷却成招合金锭； (10)铝杆轧制:步骤(9)铸锭成型的铝合金锭通过中频加热器，将铝合金锭的进轧温度控制在490-520°C的范围内，铝合金杆的出轧温度在350°C以上，出轧后立即进行淬火处理； (11)铝杆处理: a、绕杆收线:对轧制后的铝杆通过绕杆装置绕杆； b、强化处理:对收排好的铝合金杆进行时效热强化处理，温度控制在145-160°C，强化时间3-5h后取出； C、铝线拉拨:将经强化处理的铝合金杆强度在拉制道次配模中拉拨，延伸率控制在·1.2-1.3之间，根据不同的线径进行合理配模；· d、时效处理:拉制的铝合金线进行时效强化，时效温度145-160°C，时效时间3-5小时，即得产品导电率为55%IACS的高强度铝合金线。
4.如权利要求3所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，其特征是:所述高纯氮气的含氮率为99.99%及以上。
5.如权利要求3所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，其特征是:步骤(4)所述精炼剂配方按重量百分比计如下:18%-22%的氟化钙、32%-36%的氯化钾、8%_12%的六氯甲烷、5%_6%的氟硼酸钾、12%-16%的氟化镁、10%-15%的木炭粉混合而成。
6.如权利要求3所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，其特征是:步骤(8)所述陶瓷纤维过滤板为40pp陶瓷过滤板。
7.如权利要求3所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，其特征是:步骤(2)中，当铝锭的熔炼结束时，加入镁锭前，若保温炉中铝液化满后，铝硼中间合金、铝镱稀土中间合金仍未加完，则余下的用加料铲均匀的投入铝液的中心和四角，待熔化后均匀搅拌。
8.如权利要求3所述导电率为55%IACS的高强度铝合金线的制备方法，其特征是:步骤(2)中，在加入镁锭时，将镁锭切割成小块，再分4-8批放入钟罩中；并在炉内稍加预热后迅速将钟罩压入铝液中，然后前后左右做“米”字型移动，直至镁锭小块完全熔化。
【文档编号】C22C21/08GK103820686SQ201410057973
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】杨怀, 鞠霖, 周瑾, 徐俊, 刘军 申请人:无锡华能电缆有限公司