一种新型铝合金导线及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型铝合金导线及其制备方法，其中，其组分及重量百分数为：Mg：0.45~0.9%；Si：0.2~0.6%；Re：0.1%~1%；C：0.0004%~0.002%；Ti：0.006%~0.03%；Sr：0.02%~0.1%；其余为纯铝。本发明在Al-Mg-Si合金中加入Re、Ti、C和Sr，细化晶粒，变质Mg2Si相，提高合金的导电性能、机械性能，同时改善其铸造性能。元素Re、Ti、C、Sr以中间合金Al-10Re和Al-3Ti-0.2C-10Sr的形式加入，熔化快，吸收率高，因此制备工艺简单，实施方便。
【专利说明】一种新型铝合金导线及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型铝合金导线及其制备方法。
【背景技术】[0002]铜的导电性能、强度和高温抗蠕变优良，所以是传统电线电缆的主要材料。但我国铜资源稀缺，目前我国80%的铜依靠进口，导致铜价飙升。我国铝资源相对丰富，并且铝合金具有导电性良好、密度小、耐腐蚀等优点，能满足大容量、远距离输电的要求。因此以铝代替铜作为电线电缆材料具有重要意义。导线材料除了要有良好的导电性外，还要有一定的强度以支持其自身的重量和外来的自然载重。目前国内使用的高强铝合金导线主要是Al-Mg-Si系铝合金导线。但Al-Mg-Si系铝合金导线仍存在一些问题:1)电导率有待提高。
2)Si在合金中形成的Mg2Si相往往以粗大的汉字块形态出现，使合金的室温性能特别是延伸率下降，同时也会限制Mg2Si相对合金高温性能的贡献。3)铸态组织晶粒粗大，机械性能有待提闻。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种新型铝合金导线及其制备方法，通过在Al-Mg-Si合金中加入适量的稀土和Al-T1-C-Sr合金，对其细化、变质处理，在提高合金导电性的同时，进一步提闻机械性能。
[0004]一种新型铝合金导线，其中，其组分及重量百分数为:Mg:0.45^0.9%；Si:
0.2~0.6% ；Re:0.1%~1% ；C:0.0004%~0.002% ；T1:0.006%~0.03% ；Sr:0.02%~0.1% ;其余为纯招。
[0005]作为优选，所述稀土元素Re为混合稀土，其百分含量为Ce:3(T70% ；La:20^50% ;其它0~20%。
[0006]一种新型铝合金导线的制备方法，包括如下步骤:
第一步，准备；
1)备料；准备炉料:工业纯铝、纯镁、Al-20S1、Al-10Re、Al-3T1-0.2C_10Sr中间合金；所述炉料经预处理，除去油、水和表面的氧化物；采用金属型模具，模具内壁、扒渣及精炼工具除锈并涂上氧化铝涂料；
2)预热将纯镁、Al-S1、Al-Re、Al-T1-C-Sr中间合金在烘干箱中15(T250°C温度下预热2(T60min ;模具及所配炉料在电阻炉中250°C预热；
第二步，熔炼；
1)将石墨坩埚置于电阻炉中，升温至400°C，加入工业纯铝；
2)升温至720°C，待纯铝全部熔化后，扒去熔体表面氧化渣；
3)升温至750°C,加入预热好的纯镁和Al-Si中间合金,并保温3(T50min,每lOmin搅拌一次；随后加入预热好的Al-Re和Al-T1-C-Sr中间合金,并保温15~40min,每lOmin搅拌一次；4)降温至720°C，取出坩埚，通入干燥氩气对熔体精炼3~5min；
5)将坩埚放入电阻炉，静置lOmin，除去熔体表面的氧化物，浇铸到预热好的金属模具
中；
第三步，挤压与拉拔；
1)采用立式挤压机对Al-Mg-S1-Re-C-T1-Sr合金进行挤压；挤压筒内径为90mm，坯料直径为88mm ;挤压后的直径为8mm，挤压温度为42(T480°C，金属流出模孔速度为1.5~3m/min ；
2)将挤压后的合金棒，在拉丝机上，拉制成直径2.5mm的铝合金线。
[0007]作为优选，所述氧化铝涂料用A1(0H)3、水、偏硅酸钠配制，配比为:3:1:200。
[0008]作为优选，所述Al-S1、Al-Re、Al-T1-C-Sr 中间合金分别为 Al_20S1、Al-lORe、Α1-3Τ?-0.2C-10Sr 中间合金。
[0009]本发明的有益效果为:
本发明在Al-Mg-Si合金中加入Re、T1、C和Sr，细化晶粒，变质Mg2Si相，提高合金的导电性能、机械性能，同时改善其铸造性能。元素Re、T1、C、Sr以中间合金Al-lORe和Α1-3Τ?-0.2C-10Sr的形式加入，熔化快，吸收率高，因此制备工艺简单，实施方便。【具体实施方式】
[0010]下面结合实施例对本发明作进一步描述:
实施例 1:以 Al-ο.45Mg-0.2S1-0.lRe-0.0004C-0.006Τ?-0.02Sr 合金为例
1)、准备:准备炉料:工业纯铝、纯镁、Al-20S1、Al-10Re、Al-3T1-0.2C-10Sr中间合金；采用金属型模具，直径为88_ ;用A1 (0H)3、水、偏硅酸钠3:1:200配制成氧化铝涂料；模具内壁、扒渣及精炼工具除锈并涂上氧化铝涂料；炉料应经预处理除去油、水和表面的氧化物等；模具及所配炉料在电阻炉中250°C预热；
添加合金预热:将纯镁、Al-20S1、Al-lORe、Α1-3Τ?-0.2C_10Sr中间合金在烘干箱中15(TC温度下预热20min ；
选择纯镁，用量为炉料重量的0.45% ;
选择Al-20Si中间合金，其成分为:Si20%，A180%，用量为炉料重量的1% ；
选择Al-10Re中间合金，其成分为:A190%，Rel0%，用量为炉料重量的1%;所述Re为混合稀土，其组成及质量百分含量为:Ce:30% ；La:50% ;其它20%。
[0011]选择 Al-3T1-0.2C-10Sr 中间合金，其成分为:A186.8%,Ti3%,C0.2%，SrlO%，用量为炉料重量的0.2% ；
准备坩埚:先用熔剂熔8小时以上，如果不漏，方用来熔化铝合金。
[0012]2)、熔炼:
(1)将石墨坩埚置于电阻炉中，升温至400°C，加入工业纯铝；
(2)升温至720°C，待纯铝全部熔化后，扒去熔体表面氧化渣；
(3)升温至750V，将预热好的纯镁和Al-20Si中间合金分别按0.45 %和1%的比例加入铝液，并保温30min，期间每lOmin搅拌一次；随后将预热好的Al-lORe和Α1-3Τ?-0.2C-10Sr中间合金分别按1%和0.2%的比例加入铝液，并保温15min，中间搅拌一次；(4)降温至720°C，取出坩埚，通入干燥氩气对熔体精炼3min；
(5)将坩埚放入电阻炉，静置lOmin，除去熔体表面的氧化物，浇铸到预热好的金属模具中；浇铸时，浇口尽量靠近模具口，浇铸应平稳，避免涡流和飞溅。
[0013]3)挤压与拉拔:
(6)采用挤压机对Al-Mg-S1-Re-C-T1-Sr合金进行挤压；挤压筒内径为90mm，坯料直径为88mm ;挤压后的直径为8mm ;挤压温度为42(TC ;金属流出模孔速度为1.5m/min ；
(7)将挤压后的合金棒，在拉拔丝上，按照表1的参数拉制成直径4mm的铝合金线。然后进行中间退火，温度300°C，时间50min，以消除加工硬化，恢复合金塑性。再拉制成直径
2.5mm的铝合金导线。经检测，其电导率为55%，抗拉强度为285MPa，伸长率11%。
[0014]表1拉拔工艺参数
【权利要求】
1.一种新型铝合金导线，其特征在于:其组分及重量百分数为:Mg:0.45^0.9% ；Si:0.2~0.6% ；Re:0.1%~1% ；C:0.0004%~0.002% ；T1:0.006%~0.03% ；Sr:0.02%~0.1% ;其余为纯招。
2.根据权利要求1所述的一种新型铝合金导线，其特征在于:所述稀土元素Re为混合稀土,其百分含量为Ce:3(T70% ；La:20^50% ;其它0~20%。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型铝合金导线的制备方法，包括如下步骤:第一步，准备； 1)备料；准备炉料:工业纯铝、纯镁、Al-20S1、Al-10Re、Al-3T1-0.2C_10Sr中间合金；所述炉料经预处理，除去油、水和表面的氧化物；采用金属型模具，模具内壁、扒渣及精炼工具除锈并涂上氧化铝涂料；2)预热将纯镁、Al-S1、Al-Re、Al-T1-C-Sr中间合金在烘干箱中15(T250°C温度下预热2(T60min ;模具及所配炉料在电阻炉中250°C预热；第二步，熔炼；1)将石墨坩埚置于电阻炉中，升温至400°C，加入工业纯铝；2)升温至720°C，待纯铝全部熔化后，扒去熔体表面氧化渣；3)升温至750°C,加入预热好的纯镁和Al-Si中间合金,并保温3(T50min,每lOmin搅拌一次；随后加入预热好的Al-Re和Al-T1-C-Sr中间合金,并保温15~40min,每lOmin搅拌一次；4)降温至720°C，取出坩埚，通入干燥氩气对熔体精炼3~5min；5)将坩埚放入电阻炉，静置lOmin，除去熔体表面的氧化物，浇铸到预热好的金属模具中；第三步，挤压与拉拔；1)采用立式挤压机对Al-Mg-S1-Re-C-T1-Sr合金进行挤压；挤压筒内径为90mm，坯料直径为88mm ;挤压后的直径为8mm，挤压温度为42(T480°C，金属流出模孔速度为1.5~3m/min ；2)将挤压后的合金棒，在拉丝机上，拉制成直径2.5mm的铝合金线。
4.根据权利要求3所述的一种新型铝合金导线的制备方法，其特征在于:所述氧化铝涂料用A1(0H)3、水、偏硅酸钠配制，配比为:3:1:200。
5.根据权利要求3所述的一种新型铝合金导线的制备方法，其特征在于:所述Al-S1、Al-Re、Al-T1-C-Sr 中间合金分别为 Al_20S1、Al-lORe、Al-3Ti_0.2C_10Sr 中间合金。
【文档编号】C22C21/00GK103667804SQ201310661085
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】刘俊英, 赵红亮, 刘西永, 李静, 孔亚萍, 申林, 郭国立, 李艳艳, 朱燕, 刘保方 申请人:河南融博新型材料有限公司