本发明涉及一种Al-Mg合金杆，尤其涉及一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法。
背景技术：
铝合金由于密度小、强度高以及塑性好等特点，广泛应用于汽车、船舶、航空航天等领域。随着科技的发展和政策的引导，在电力、信号传输板块正掀起一股“以铝节铜”的热潮，这进一步拓宽了铝合金的应用领域。
铝镁合金丝的原料是铝镁合金杆。通常的生产方法是将直径9.5mm的铝镁合金杆拉拔成直径8.5mm的铝镁合金杆后，对整圆后的铝杆在碱液中清洗凉干后，用弧焊机将一定厚度的铜带包覆在铝合金杆的表面，经过多次拉拔成不同直径的铜包铝镁合金丝。因此，铝镁合金杆质量的高低直接影响着铜包铝镁合金丝的质量。目前市场上也有一些厂家生产铝镁合金杆，大都使用引杆方式生产，这种工艺简单，加工成本低廉，但产品质量一致性差、含气含渣量大；也有一部分厂家使用国产连铸连轧生产，产能低、产品性能有波动。
目前市场上生产铝镁合金杆质量一致性较差，包括合金杆含气含渣量大、性能波动大，从而导致在拉拔细丝的过程中露铝、断丝率较高。
技术实现要素：
本发明提供一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，此制备方法获得的微合金化Al-Mg合金杆抗拉强度110~130MPa、断裂伸长率大于19%、电阻率不超过0.0355Ω∙m/m2。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，所述微合金化Al-Mg合金包括以下组分：Si 0.01～0.05wt%、Fe 0.05～0.15wt%、Mn0.04～0.10 wt%、Mg 0.85～1.00wt%、Cr 0.02～0.08 wt%，其余的为Al；所述制备方法包括以下步骤：
步骤一、将牌号为Al99.7的铝锭投入竖炉中熔炼，当炉内铝水加满后，进行一次扒渣，并在铝液温度达到780℃时，将其转移到保温炉内，一边放铝水，一边加入铝硼合金，待保温炉内铝液放好后依次加入铝铬合金、铝锰合金、镁锭；
步骤二、镁锭加完后，启动电磁搅拌器，采用正反转搅拌方式，对铝熔体搅拌30min；
步骤三、搅拌完毕后，当温度达到710~720℃时，进行低温精炼，采用氮气喷粉精炼，将无钠精炼剂装入喷粉精炼机罐内，打开气源，并将精炼管通入炉底，进行移动吹扫式喷粉精炼；
步骤四、铝合金液温度为700~730℃时出炉浇铸，浇铸应采用连续浇铸以避免轧制过程中出现裂纹，保持小浇包内铝液温度在685~695℃；浇铸过程中开启喂丝机，喂Al-Ti-C丝，速度设定为60~150cm/min；
步骤五、热轧：应采用连铸连轧机以便利用浇铸坯料的热效率，保持铸坯进入轧机的温度在470~520℃
步骤六、将步骤五获得的Al-Mg合金杆移入退火炉内进行退火处理，加温至300～450℃，保温2~8h后冷却获得所述微合金化Al-Mg合金杆。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
1. 上述方案中，所述步骤三中精炼剂加入量为3～5kg/tAl，精炼时间不少于30min。
2. 上述方案中，所述步骤二中正反转搅拌方式具体为：正向搅拌5min，反向搅拌5min，交替进行。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，其所得铝合金杆抗拉强度110~130MPa、断裂伸长率大于19%、电阻率不超过0.0355Ω∙m/m2，在生产铜包铝镁合金丝的过程中不易断丝、且不露铝，其抗拉强度达到190~220MPa、伸长率达到10%以上，电阻率小于0.034Ω∙m/m2；其次，其以铝为基体，添加0.80~1.1wt%的Mg和微量的Mn、Cr等，其中Mn和Cr都是起到晶粒细化、防止高温退火过程晶粒粗大的的作用，但两同时添加的效果是大于两者分别添加所得效果的叠加。各元素都不是孤立的起作用，其影响是交互的，如对合金的力学性能、铸造性能、晶粒细化均有一定的作用。
步骤三采用低温精炼（温度710~720℃）及使用无钠精炼剂，可以降低熔体氢含量至0.1ml/100g铝，保证在拉拔细丝的时候不断丝；步骤四和五采用连铸连轧设备及工艺，即可以利用铸坯余热，降低成本，又可以提高生产效率，达到8t/h，另外采用普洛佩兹连铸连轧设备可以保证产品性能的一致性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~4：一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，所述微合金化Al-Mg合金包括以下组分：Si 0.01～0.05wt%、Fe 0.05～0.15wt%、Mn0.04～0.10 wt%、Mg 0.85～1.00wt%、Cr 0.02～0.08 wt%，其余的为Al；所述制备方法包括以下步骤：
表1
步骤一、将牌号为Al99.7的铝锭投入竖炉中熔炼，当炉内铝水加满后，进行一次扒渣，并在铝液温度达到780℃时，将其转移到保温炉内，一边放铝水，一边加入铝硼合金，待保温炉内铝液放好后依次加入铝铬合金、铝锰合金、镁锭；
严禁其它混合物进入，在加入镁锭时应注意铝液温度控制在740～750℃，因为温度过高易造成镁烧损过大，另外镁锭的加入是用用自制的加镁器将镁锭摁入液面以下，避免镁锭漂浮在熔体表面；
步骤二、镁锭加完后，启动电磁搅拌器，采用正反转搅拌方式，对铝熔体搅拌30min；
步骤三、搅拌完毕后，当温度达到740~750℃时，进行精炼，采用氮气喷粉精炼，将无钠精炼剂装入喷粉精炼机罐内，打开气源，并将精炼管通入炉底，进行移动吹扫式喷粉精炼；
精炼时气泡不能太大，应避免铝合金液的激烈反应，以合金液呈轻微地沸腾状为宜；精炼结束用扒渣工具进行扒渣，扒渣时应先从炉里面将内部的浮渣扒向炉门口，聚集在炉门口处稍作停留，沉降片刻后再扒出炉外的渣盘内。渣扒出炉门时注意动作缓慢，以免将炉内铝液带出炉外；扒渣结束后用试样勺取2个样，样品送质量部用光谱分析仪快速分析Fe、Si、Cu、Mg、V、Ti、Mn、Cr、B、Ga、Zn等元素含量，合格后准备生产；取样后，在铝熔体均匀洒一层覆盖剂，在745～760℃温度下进行保温静置，保温静置时间不少于30分钟。
步骤四、铝合金液温度为740~760℃时出炉浇铸，保温炉倾动，炉内铝液流入在线腔内，在线转子的转速设定为300rpm；铝液流入过滤箱以及大浇包，开始时大浇包是被抬起，以便最初的金属可以从背侧排放槽排放至放铝箱内，当金属液达到680℃，放下大浇包，放入浮标，开始浇铸，保持小浇包内铝液温度在680~720℃；浇铸过程中开启喂丝机，喂Al-Ti-B丝，速度设定为60~150cm/min；
铝坯进轧前必须将铸坯冷头剪去30米以上，由工段长或当班班长根据铝坯外观质量、铝坯的温度确定是否满足进轧条件。
步骤五、热轧：启动感应加热炉，停止剪坯，在坯料进粗轧机前应测量铸锭的表面温度，并通过调节加热器的功率来保持铸坯温度在470～520℃；打开淬火水阀门，使合金杆经冷却水冷却后，杆温控制在100℃以下；
同时确保合金杆表面干燥、圆整，不允许有错圆、折边、裂纹及夹杂物；为达到本发明所述的最佳效果，采用意大利普洛佩兹连铸连轧生产线；
步骤六、将步骤五获得的Al-Mg合金杆移入退火炉内进行退火处理，加温至300～450℃，保温2~8h后冷却获得所述微合金化Al-Mg合金杆。
所述步骤三中精炼剂加入量为3～5kg/tAl，精炼时间不少于30min。
所述步骤二中正反转搅拌方式具体为：正向搅拌5min，反向搅拌5min，交替进行。
实施例制备铝合金的性能测试数据，如表2所示：
表2
采用上述制备方法获得的微合金化Al-Mg合金杆时，其所得铝合金杆抗拉强度110~130MPa、断裂伸长率大于19%、电阻率不超过0.0355Ω∙m/m2，在生产铜包铝镁合金丝的过程中不易断丝、且不露铝，其抗拉强度达到190~220MPa、伸长率达到10%以上，电阻率小于0.034Ω∙m/m2；其次，其以铝为基体，添加0.80~1.1wt%的Mg和微量的Mn、Cr等，其中Mn和Cr都是起到晶粒细化、提高再结晶温度的作用，但两同时添加的效果是大于两者分别添加所得效果的叠加。各元素都不是孤立的起作用，其影响是交互的，如对合金的力学性能、铸造性能、晶粒细化均有一定的作用。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。