一种中高强度铝合金导线材料及其制备方法与流程

文档序号:12414553阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种中高强度铝合金导线材料,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%,余量为Al的元素成分组成,且满足:

Er:Ni原子比为2.0~2.5:1,

Zr:Se原子比为2.0~3.0:1,

质量百分量满足:2Ni+2Er+3Se=Zr+2Si;

本铝合金导线材料在室温下的维氏硬度不小于80HV,室温抗拉强度不小于240Mpa,伸长率不小于8%,导电率不小于57%IACS。

2.根据权利要求1所述的一种中高强度铝合金导线材料,其特征在于:本产物在20℃的导电率为57.5%IACS~58.5%IACS之间;维氏硬度在80~110HV之间;抗拉强度在240~330MPa之间;拉重比在7.52~8.67km之间。

3.制备权利要求1或2所述的一种中高强度铝合金导线材料的方法,其特征在于:按照如下步骤进行制备:

步骤1:将20.00Kg工业用铝、0.50~2.00kg的Al-Si中间合金、0.111~0.330Kg 的Al2(SeO3)3粉末均匀混合后加热,直至充分熔化,得到一次合金化铝合金熔体;

步骤2:将20.00Kg工业用铝、0.350~1.000Kg的Al-Er中间合金均匀混合后加热,直至充分熔化,得到二次合金化铝合金熔体;

步骤3:将20.00Kg工业用铝、0.50~1.10Kg的Al-Ni中间合金均匀混合后加热,直至充分熔化,得到三次合金化铝合金熔体;

步骤4:将步骤2得到的二次合金化铝合金熔体,加入步骤3得到的三次合金化铝合金熔体中,加热并搅拌,得到四次合金化铝合金熔体;

步骤5:将20.00~36.00Kg工业用铝、1.50~3.00Kg的Al-Zr中间合金均匀混合后加热,直至充分熔化,得到五次合金化铝合金熔体;

步骤6:将步骤4得到的四次合金化铝合金熔体,加入步骤5得到的五次合金化铝合金熔体中,加热炉体并搅拌,得到六次合金化铝合金熔体;

步骤7:将步骤6得到的六次合金化铝合金熔体,加入步骤1得到的一次合金化铝合金熔体中,加热并搅拌,得到七次合金化铝合金熔体;

步骤8:向步骤7得到的七次合金化铝合金熔体加入1.50~3.00kg Al-Zr中间合金均匀混合后,加热并搅拌,得到变质的合金化铝合金熔体;

步骤9:变质的合金化铝合金熔体进行搅拌和保温;随后,加入六氯乙烷精炼剂进行精炼并除渣,得到精炼后铝合金熔体;

步骤10:将步骤9所得的精炼后铝合金熔体在710℃保温静置30min后,缓慢倒入圆柱形模具型腔中,空冷后得到圆柱形铝合金铸锭;

步骤11:将步骤10所得的圆柱形铝合金铸锭进行退火处理,随后置于空气中自然冷却,得到退火铸锭;

步骤12:将步骤11所得的退火铝合金铸锭进行表面切削处理,得到铝合金铸锭;

步骤13:将步骤12所得的铝合金铸锭进行热挤压,得到铝合金圆杆;

步骤14:将步骤13所得的铝合金圆杆进行固溶处理和淬火处理,得到一次固溶圆杆;

步骤15:将步骤14所得的一次固溶圆杆,进行时效处理和淬火处理,得到一次时效圆杆;

步骤16:将步骤15所得的一次时效圆杆进行固溶处理和淬火处理,得到二次固溶圆杆;

步骤17:将步骤16所得的二次固溶圆杆,进行时效处理并置于空气中自然冷却,得到成品。

4.根据权利要求3所述的制备一种中高强度铝合金导线材料的方法,其特征在于:具体的步骤为:

步骤1:将20.00Kg工业用铝、0.50~2.00 Kg的Al-Si中间合金、0.111~0.330Kg Al2(SeO3)3粉末均匀混合后,装入熔炼炉炉膛,加热炉体至760~800℃使物料充分熔化后,将铝合金熔体降温至730~750℃,保温10min后,停止加热,得到一次合金化铝合金熔体;

步骤2:将20.00Kg工业用铝、0.350~1.000Kg的Al-Er中间合金均匀混合后,装入熔炼炉炉膛,加热炉体至830~850℃使物料充分熔化,后将铝合金熔体降温,750~780℃,保温10min后,停止加热,得到二次合金化铝合金熔体;

步骤3:将20.00Kg工业用铝、0.500~1.100Kg的Al-Ni中间合金均匀混合后,装入熔炼炉炉膛,加热炉体至880~900℃使物料充分熔化,后将铝合金熔体降温,760~800℃,保温10min后,停止加热,得到三次合金化铝合金熔体;

步骤4:将步骤2得到的二次合金化铝合金熔体,通过漏斗加入步骤3得到的三次合金化铝合金熔体中,加热炉体,使炉体在760~800℃保温10min后,开启电磁搅拌器,搅拌,15min后,得到四次合金化铝合金熔体;

步骤5:将20.00Kg工业用铝、1.50~3.00Kg的Al-Zr中间合金均匀混合后,装入熔炼炉炉膛,加热炉体至850~880℃使物料充分熔化,后将铝合金熔体降温,760~780℃,保温10min后,停止加热,得到五次合金化铝合金熔体;

步骤6:将步骤4得到的四次合金化铝合金熔体,通过漏斗加入步骤5得到的五次合金化铝合金熔体中,加热炉体,使炉体在760~800℃保温10min后,开启电磁搅拌器,搅拌,15min后,得到六次合金化铝合金熔体;

步骤7:将步骤6得到的六次合金化铝合金熔体,通过漏斗加入步骤1得到的一次合金化铝合金熔体中,加热炉体,使炉体在730~750℃保温10min后,开启电磁搅拌器,搅拌,15min后,得到七次合金化铝合金熔体;

步骤8:向步骤7得到的七次合金化铝合金熔体加入1.50~3.00KgAl-Zr中间合金均匀混合后,加热炉体至850~880℃使新加入Al-Zr中间合金完全融化,后将铝合金熔体降温至760~800℃,保温10min后,开启电磁搅拌器,搅拌15min,本步骤加入的Al-Zr中间合金起到变质处理的作用,并充分合金化,由此得到变质的合金化铝合金熔体;

步骤9:在750℃下,开启电磁搅拌器,经过15min的电磁搅拌,加热熔炼炉,使炉体在730~760℃保温10min后,加入0.500Kg六氯乙烷精炼剂进行精炼并除渣,得到精炼后铝合金熔体;

步骤10:将步骤9所得的精炼后铝合金熔体在700~720℃保温静置30min后,缓慢倒入圆柱形模具型腔中,空冷后得到圆柱形铝合金铸锭;

步骤11:将步骤10所得的圆柱形铝合金铸锭放入热处理炉中进行退火处理,保温温度为400~500℃,保温时间为12~24h,取出铝合金铸锭,置于空气中使之自然冷却,得到退火铸锭;

步骤12:将步骤11所得的退火铝合金铸锭进行表面切削处理,去除铸锭表面缺陷,得到铝合金铸锭;

步骤13:将步骤12所得的铝合金铸锭加热至500~550℃,保温2~4h,在卧式挤压机上进行热挤压,得到铝合金圆杆;

步骤14:将步骤13所得的铝合金圆杆放入热处理炉中进行固溶处理,固溶温度为500~550℃,保温时间为2~4h,取出铝合金圆杆,立即丢入水中,淬火处理,得到一次固溶圆杆;

步骤15:将步骤14所得的一次固溶圆杆,立即放入鼓风干燥箱中进行时效处理,在300℃条件下保温4~6h后,取出立即丢入水中,淬火处理,得到一次时效圆杆;

步骤16:将步骤15所得的一次时效圆杆放入热处理炉中进行二次固溶处理,固溶温度为550~600℃,保温时间为2~4h,取出铝合金圆杆,立即丢入水中,淬火处理,得到二次固溶圆杆;

步骤17:将步骤16所得的二次固溶圆杆,立即放入鼓风干燥箱中进行二次时效处理,在180℃条件下保温6~8h后,取出铝合金圆杆,取出后置于空气中自然冷却,得到成品。

5.根据权利要求3或4所述的制备一种中高强度铝合金导线材料的方法,其特征在于:

在步骤1中,工业用铝的纯度为99.7wt%;Al-Si中间合金的成分为20wt%Si与80wt%Al;Al2(SeO3)3为粉末;

在步骤2中,工业用铝的纯度为99.7wt%;Al-Er中间合金的成分为10wt%Er与90wt%Al;在步骤3中,工业用铝的纯度为99.7wt%;Al-Ni中间合金的成分为10wt%Ni与90wt%Al;

在步骤5和步骤8中,工业用铝的纯度为99.7wt%;Al-Zr中间合金的成分为5wt%Zr与95wt%Al。

6.根据权利要求3或4所述的制备一种中高强度铝合金导线材料的方法,其特征在于:在步骤10中,圆柱形模具型腔的规格为Φ100.0mm;由步骤12获得的铝合金铸锭的规格为Φ90.0~95.0mm。

7.根据权利要求4所述的制备一种中高强度铝合金导线材料的方法,其特征在于:在步骤13中,卧式挤压机的压力不小于800t;且卧式挤压机具有加热的功能,卧式挤压机在挤压模具的同时加热至500~550℃;由卧式挤压机制得的铝合金圆杆的规格为Φ15.0mm。

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