一种含稀土铝镁合金电磁屏蔽丝用圆线的制作方法

本发明涉及一种含稀土铝镁合金电磁屏蔽丝用圆线，属于铝合金制备领域，主要应用于制备电磁屏蔽用铝合金丝材。

背景技术：

我国是电子通信材料生产大国，随着科学技术发展，电磁波对通信、网络的干扰以及对人体的影响越加严重，为此需采用具备屏蔽功能的金属材料，传统通信线缆屏蔽用镀锡纯铜圆线，目前正被屏蔽用铝镁合金圆线所替代，铝镁合金圆线具有四个方面的优点：1、减轻了重量；2、降低了制造成本；3、提高了使用寿命；4、节约了铜资源。

然而，屏蔽用铝镁合金圆线的开发与应用经历了一个困难的过程，国内第一代屏蔽用铝镁圆线是在铆钉用铝合金圆线基础上改进而来的，工艺落后，产品极不稳定，然随着用户对产品性能和质量要求的不断提高，国产铝镁合金圆线产品已经不能满足电磁屏蔽圆线的要求，或只能用于低档次通信线缆，而高档次通信线缆所需的高性能铝镁合金圆线主要从欧美等发达国家进口，国产铝镁合金圆线在后续拉丝过程中，容易出现断丝现象，严重影响了产品质量及生产效率。

在铝镁合金中加入Sc元素，能降低合金的应力松弛速率，减少合金中的残余应力的影响，细化铸态合金的晶粒，产生细晶强化；合金在凝固过程中形成Al₃Sc粒子既可以抑制再结晶、形成非常细小的弥散的亚结构，又能通过析出强化效应而使合金强度大幅度提高，Sc元素是目前最常用的铝合金微合金化元素，可以显著地改善铝合金的力学性能，然而Sc的价格昂贵，寻找一种价格相对便宜的微合金化元素应用具有十分重要的意义，研究表明在5A03合金中添加微量Er，其铸态显微组织中枝晶网胞尺寸明显减小，网胞间共晶化合物也更稀薄，在高铝镁合金中加入La，可显著提高合金的抗海洋腐蚀能力，铝合金中加入一定的Ce可以对α-Al进行变质，细化晶粒，去除有害杂质。

本发明在铝镁合金中加入适量的混合稀土，可以提高原国产铝镁合金圆线的强度、耐蚀性、导电率以及延展性能，提高产品质量及生产效率。

技术实现要素：

本发明旨在为制作铝镁合金电磁屏蔽丝提供一种具有高强度、具有良好延展性，优秀耐蚀性和导电性的铝镁合金圆线，提高产品质量及生产效率，改善电磁屏蔽丝电磁屏蔽性能及耐蚀性，降低丝材的更换率及成本。

本发明技术方案：

1.一种含稀土铝镁合金电磁屏蔽丝用圆线，其特征在于所述稀土铝镁合金圆线的成分配比为：3.1～4.5wt.％Mg、0.1～0.5wt.％B、0.05～0.15wt.％Cr、0.1～0.3wt.％混合稀土，余量为Al，所述混合稀土由37.3wt.％La，61.5wt.％Ce及杂质组成。

2.所述的稀土铝镁合金圆线，其特征在于所述稀土铝镁合金平均晶粒尺寸为d≤350μm。

3.所述的稀土铝镁合金圆线，其特征在于稀土铝镁合金圆线的抗拉强度Rm为220～245MPa，断后伸长率A为23～31％，电阻率≤0.052Ω·mm²/m。

本发明的有益效果：

1.本发明可以提高铝镁合金圆线的强度和延展性，改善铝镁合金圆线拉丝性能，从而提高圆线的拉丝生产效率，降低制造成本。

2.本发明可降低铝镁合金圆线电阻率，提高其导电性能，从而改善制成铝镁电磁屏蔽丝的屏蔽性能。

3.本发明可提高铝镁合金圆线耐蚀性能，延长使用寿命和更换周期，降低使用成本。

附图说明

附图1：实施例1制备Al-3.1Mg-0.1B-0.05Cr-0.2R_E合金圆线的X射线衍射图谱，

附图2：实施例2制备Al-3.9Mg-0.3B-0.1Cr-0.2R_E合金圆线微观形貌，a-光学显微镜下合金微观形貌，b-扫描电镜下合金微观形貌，

附图3：实施例3制备合金拉伸试样尺寸图，

附图4：实施例3制备Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.1R_E、Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.2R_E、Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.3R_E合金圆线抗拉强度、断后伸长率曲线，

附图5：实施例3制备Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.1R_E、Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.2R_E、Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.3R_E合金圆线电阻率曲线，

附图6：实施例3制备Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.1R_E、Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.2R_E、Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.3R_E合金圆线极化曲线。

具体实施方式

实施例1：Al-3.1Mg-0.1B-0.05Cr-0.2R_E合金圆线制备

将高纯铝锭熔化，熔化温度为720℃，待铝锭全部熔化后，加入3.1wt.％Mg，0.1wt.％B，0.05wt.％Cr，0.2wt.％R_E，其中Mg以高纯镁锭的形式加入，R_E为R6535富铈混合稀土，Cr及B以中间合金的形式加入，搅拌均匀后进行除气处理，扒渣并静止片刻后，采用连续铸造法制备本发明合金圆线，熔炼过程中使用的除气剂为氩气。

用RIGAKU DMAX-RB型X射线衍射仪测试合金的X射线衍射图谱，如附图1所示，发明的Al-3.1Mg-0.1B-0.05Cr-0.2R_E合金圆线主要为αAl相，并有少量的Al₁₂Mg₁₇和Al₄Ce/Al₄La相。

实施例2：Al-3.9Mg-0.3B-0.1Cr-0.2R_E合金圆线制备

将高纯铝锭熔化，熔化温度为720℃，待铝锭全部熔化后，加入3.9wt.％Mg，0.3wt.％B，0.1wt.％Cr，0.2wt.％R_E，其中Mg以高纯镁锭的形式加入，R_E为R6535富铈混合稀土，Cr及B以中间合金的形式加入，搅拌均匀后进行除气处理，扒渣并静止片刻后，采用连续铸造法制备本发明合金圆线，熔炼过程中使用的除气剂为氩气。

将制备好的合金圆线试样用4％HF腐蚀，在Olympus-BX51M光学显微镜和S-3400N扫描电子显微镜下观察，合金微观组织如附图2所示，平均晶粒尺寸d≤348μm，有少量的球状和条状第二相。

实施例3：Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.1R_E，Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.2R_E，Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.3R_E合金圆线制备

将高纯铝锭熔化，熔化温度为720℃，待铝锭全部熔化后，加入4.5wt.％Mg，0.5wt.％B，0.15wt.％Cr，0.1，0.2，0.3wt.％R_E，其中Mg以高纯镁锭的形式加入，R_E为R6535富铈混合稀土，Cr及B以中间合金的形式加入，搅拌均匀后进行除气处理，扒渣并静止片刻后，浇铸到金属型，制成所需试样，熔炼过程中使用的除气剂为氩气。

将Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.1R_E，Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.2R_E，Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.3R_E合金加工成如附图3所示的拉伸试样，用INSTRON-3367材料拉伸试验机，以2mm/min速率拉伸，直到拉断，记录合金试样抗拉强度及断后伸长率，结果见图4，抗拉强度Rm为220～245MPa，断后伸长率为23～31％。

用直流四探针法测试合金的电阻率(试样尺寸为20mm×5mm×5mm)，结果见附图5，发明合金电阻率最低ρ≤0.052Ω·mm²/m。

用PARSTAT 2273型电化学工作站Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.1R_E，Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.2R_E，Al-4.5Mg-0.5B-0.15Cr-0.3R_E合金的极化曲线，合金试样电极为工作电极，饱和氯化钾/甘汞电极为参比电极、铂电极为辅助电极，质量浓度为3.5wt％NaCl溶液为电解质溶液，Tafel极化测试的扫描速率0.5mV/s，结果如附图5所示，其腐蚀电位为-0.795～-0.888V，腐蚀电流密度为16.37-23.93μA/cm²。铝合金为钝化体系，极化曲线出现范围较大的钝化区，发明的铝镁合金圆线具有高的击破电压说明其耐蚀性优异。