5_的铝合金杆，同时向挤压出的铝合金杆喷洒室温的冷水2 分钟。将铝合金杆以15m/s的速度在高速拉丝机上进行冷拉拔，使用钢模经过15道次拉制， 最终获得Φ3. 05mm的硬铝单丝。将铝合金单丝在180°C的箱式炉中退火3小时，取出后空 冷至室温。经检测，所得硬铝单丝导电率为63. 01 % IACS，测试强度为163. 15MPa，延伸率为 2. 13%〇
[0032] 实施例2
[0033] 制备下述组分及其质量百分比的63% IACS导电率硬铝导线单丝：
[0034] Zr 0.03% B 0.05% Sc 0.15% Cr+Mn+V+Ti 0.012% Fe 0.135% Si 0.068% Al 余量。
[0035] 在熔炼炉中将纯度为99. 7%的铝锭，在720°C熔化后，升温至740°C，以中间合金 的方式，加入铝硼中间合金硼化，静置30分钟后，在750°C下，Zr、Sc合金元素，使分别达 其最终含量，合金元素是以中间合金的形式加入，待中间合金完全熔化后充分搅拌；通入N 2 除气、除渣15分钟，在750°C下精炼铝合金液，静置40min后浇铸。浇铸前将圆柱型低碳钢 模具放入箱式炉内加热至200°C，保温20min，并将铝液温度降至720°C，然后将铝液倒入模 具内，制备出尺寸为Φ45X 300mm长的硬铝圆棒。硬铝圆棒在450°C保温1小时后，在挤压 机上挤压成Φ9. 5_的铝合金杆，同时向挤压出的铝合金杆喷洒室温的冷水2分钟。将铝 合金杆以15m/s的速度在高速拉丝机上进行冷拉拔，使用钢模经过15道次拉制，最终获得 Φ3. 05mm的硬铝单丝。将铝合金单丝在160°C的箱式炉中退火4小时，取出后空冷至室温。 经检测，所得硬铝单丝导电率为63. 07 % IACS，测试强度为163. 52MPa，延伸率为2. 07 %。
[0036] 实施例3
[0037] 制备下述组分及其质量百分比的63% IACS导电率硬铝导线单丝：
[0038] Zr 0.01% B 0.()5% Sc 0 2%
[0039] Cr+Mn+V+Ti 0.012% Fe 0,135% Si 0.069% Al 余量。
[0040] 在熔炼炉中将纯度为99. 7的铝锭，在720°C下熔化，升至730°C时，以中间合金的 方式，加入铝硼中间合金硼化，静置30分钟后，在750°C下，加入Zr、Sc合金元素，使分别 达其最终含量，合金元素是以中间合金的形式加入，待中间合金完全熔化后充分搅拌；通入 N2除气、除渣20分钟，在730°C下精炼铝合金液，静置60分钟后浇铸。浇铸前将低碳钢模 具放入箱式炉内加热至220°C，将700°C的铝合金液浇铸到该圆柱型模具内，制备出尺寸为 Φ 45 X 300mm长的硬铝圆棒；硬铝圆棒在500°C保温40分钟后，在挤压机上挤压成Φ 9. 5mm 的铝合金杆，同时向挤压出的铝合金杆喷洒室温的冷水3分钟，以避免具有析出相析出。将 铝合金杆以15m/s的速度在拉丝机上进行冷拉拔，使用钢模经过15道次拉制，最终获得直 径为3. 05mm的硬铝单丝；将铝合金单丝在140°C的箱式炉中退火6h，取出后空冷至室温。 经检测，所得硬铝单丝导电率为63. 05 % IACS，测试强度为163. 36MPa，延伸率为2. 18 %。
[0041] 实施例4
[0042] 制备下述组分及其质量百分比的63% IACS导电率硬铝导线单丝：
[0043] Zr 0.03% B 0.0! % Sg 0.2% (^Mn-HVhTi 0 012% Fe 0,134% Si 0.069% Al 余量。
[0044] 在中频感应熔炼炉中加入纯度为99. 7%的铝锭，将温度保持在720°C将纯铝熔 化，待温度升至730°C时，开始以中间合金的方式，加入铝硼中间合金硼化，静置30分钟后， 在750°C，加入Zr、Sc合金元素，使它们的最终含量为如上所示，合金元素是以中间合金的 形式加入，待中间合金完全熔化后对铝合金液进行充分搅拌；通入N 2除气、除渣10分钟，在 750°C下精炼铝合金液，静置40min后进行浇铸。浇铸前将圆柱型低碳钢模具放入箱式炉 内加热至210°C，保温20min，并将铝液温度降至700°C，然后将铝液倒入模具内，制备出尺 寸为〇45X300mm长的硬铝圆棒。硬铝圆棒在480°C保温1. 5小时后，在挤压机上挤压成 Φ9. 5mm的铝合金杆，同时向挤压出的铝合金杆喷洒室温的冷水3分钟。将铝合金杆以15m/ s的速度在高速拉丝机上进行冷拉拔，使用钢模经过15道次拉制，最终获得Φ3. 05mm的硬 铝单丝。将铝合金单丝在140°C的箱式炉中退火6小时，取出后空冷至室温。经检测，所得 硬铝单丝导电率为63. 02 % IACS，测试强度为163. 05MPa，延伸率为2. 08 %。
[0045] 实施例5
[0046] 制备下述组分及其质量百分比的63% IACS导电率硬铝导线单丝：
[0047] Zr 0.03% B 0.05% 'Sc 0,05% Cr+Mn+V+'Ti 0.009% Fe 0.135% Si 0.068% Al 余量。
[0048] 在中频感应熔炼炉中加入纯度为99. 7%的铝锭，将温度保持在730°C将纯铝熔 化，待温度升至740°C时，开始以中间合金的方式，加入铝硼中间合金硼化，静置30分钟 后，在750°C下Zr、Sc合金元素，使它们的最终含量为如上所示，合金元素是以中间合金的 形式加入，待中间合金完全熔化后对铝合金液进行充分搅拌；通入N 2除气、除渣25分钟， 在750°C下精炼铝合金液，静置40min后进行浇铸。浇铸前将圆柱型低碳钢模具放入箱式 炉内加热至200°C，保温20min，并将铝液温度降至710°C，然后将铝液倒入模具内，制备出 尺寸为Φ45Χ300πιπι长的硬铝圆棒。硬铝圆棒在420°C保温1小时后，在挤压机上挤压成 Φ9. 5mm的铝合金杆，同时向挤压出的铝合金杆喷洒室温的冷水1分钟。将铝合金杆以15m/ s的速度在高速拉丝机上进行冷拉拔，使用钢模经过15道次拉制，最终获得Φ3. 05mm的硬 铝单丝。将铝合金单丝在150°C的箱式炉中退火5小时，取出后空冷至室温。经检测，所得 硬铝单丝导电率为63. 03 % IACS，测试强度为163. 09MPa，延伸率为2. 12 %。
[0049] 表格中为实施例的数据。
[0051] 以上仅仅是对本发明的较佳实施例进行的详细说明，但是本发明并不限于以上实 施例。应该理解的是，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员 做出的各种修改，仍属于本发明的范围。
【主权项】
1. 一种高导电率硬铝导线单丝，其特征在于所述硬铝导线单丝含按质量百分比的下述 成分：Zr :0· 01 ~0· 05%，B :0· 01 ~0· 05%，Sc :0· 05 ~0· 2%，Fe :0 ~0· 14%，Si :0 ~ 0. 07%，V+Ti+Cr+Mn :0~0. 012%，其余为A1和不可避免的微量杂质。2. 如权利要求1所述的硬铝导线单丝，其特征在于所述B的质量百分比为0. 03~ 0· 05%〇3. 如权利要求1所述的高导电率硬铝导线单丝的制备方法，其特征在于所述方法包括 下述步骤： (1) 冶炼：将纯度彡99. 7%的铝锭在720~750°C熔化后，在730~750°C下加入B、Zr、 Sc的中间合金，待中间合金完全熔化后搅拌铝合金液； (2) 精炼：吹入N2除气、除渣10~20分钟后，在730~750°C下精炼铝合金液，静置 30~60分钟； (3) 浇铸：将步骤（2)所得铝液温度降至700~720°C，浇铸到预热至200~250°C保 温的模具内，制得硬铝圆棒； ⑷制杆：硬铝圆棒在400~500°C保温0. 5~2h后，挤压成铝合金杆，同时向挤压出 的铝合金杆喷洒水； (5) 拉丝：用拉丝机将铝合金杆以15m/s的速度冷拉拔，使用钢模经10~20道次拉制， 得硬铝单丝； (6) 退火：将硬铝单丝退火，取出后空冷至室温。4. 如权利要求3所述的高导电率硬铝导线单丝的制备方法，其特征在于步骤（1)中加 入中间合金的顺序为在730~750°C下加入A1-B中间合金硼化，静置30min后，再于750°C 下加入Al-Zr、Al_Sc中间合金。5. 如权利要求3所述的高导电率硬铝导线单丝的制备方法，其特征在于步骤（4)中喷 洒水1~3分钟。6. 如权利要求3所述的高导电率硬铝导线单丝的制备方法，其特征在于步骤（5)中在 钢模中的拉制次数为15次。7. 如权利要求3所述的高导电率硬铝导线单丝的制备方法，其特征在于步骤（6)中于 140~180°C下退火3~6h。
【专利摘要】本发明公开了一种导电率≥63％IACS，抗拉强度≥163MPa的架空导线用硬铝合金导线单丝及其制备方法，按质量百分比铝合金单丝组成为：Zr：0.01～0.05％，B：0.01～0.05％，Sc：0.05～0.2％，Fe：0～0.14％，Si：0～0.07％，(V+Ti+Cr+Mn)：0～0.012％，其余为Al和不可避免的微量杂质。本发明还公开了该导线单丝的制备方法，采用了吹入N2除气除渣，无需加入精炼剂，从而简化了硬铝合金的制备工艺，由此制备出的电线电缆导体可以提高导电率(63％IACS，20℃)和增大工作强度(抗拉强度≥163MPa)。
【IPC分类】C22C21/00, H01B13/00, C22C1/06, H01B1/02, B21C37/04
【公开号】CN105609155
【申请号】CN201410669016
【发明人】陈保安, 韩钰, 祝志祥, 陈新, 张强, 冯砚厅, 刘东雨, 杨长龙, 张朝龙, 韩春成, 刘君, 戚雪, 佟明, 李青春, 王红梅, 杨孝天, 刘伟
【申请人】国家电网公司, 国网智能电网研究院, 国网河北省电力公司电力科学研究院, 华北电力大学, 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司, 沈阳沃瑞德复合技术有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2014年11月20日