本发明属于铝合金导线
技术领域：
，具体涉及一种高强度铝合金导线的生产工艺。
背景技术：
我国现有长距离、大跨越架空输电线路的电缆主要是由纯铝导线加工而成的钢芯铝绞线，这种钢芯铝绞线的电能损耗较大。为了降低输电线路的电能损耗，迫切需要开发高强度、高导电率的铝合金导线来制造全铝合金绞线，代替传统的钢芯铝绞线。但高强度、高导电率铝合金导线的生产难度较大，原因是铝合金导线的强度和导电率很难同时达到较高值。对文献资料检索发现，为了提高铝合金导线的强度，现有技术通常添加大量的fe、cu、zn、zr、sc、cr、ti、mn等元素来增强铝合金导线的强度。但是，添加大量的这些合金元素会使铝合金导线的导电率大幅下降，导电率很难达到较高值。授权公告号cn104781433b的发明专利公开了一种铝合金导体，其特征在于，具有如下组成：mg：0.1～1.0质量％、si：0.1～1.0质量％、fe：0.01～1.40质量％、ti：0.000～0.100质量％、b：0.000～0.030质量％、cu：0.00～1.00质量％、ag：0.00～0.50质量％、au：0.00～0.50质量％、mn：0.00～1.00质量％、cr：0.00～1.00质量％、zr：0.00～0.50质量％、hf：0.00～0.50质量％、v：0.00～0.50质量％、sc：0.00～0.50质量％、co：0.00～0.50质量％、ni：0.00～0.50质量％、余量：al以及不可避免的杂质，粒径为0.5～5.0μm的mg2si化合物的分散密度为3.0×10-3个/μm2以下，母相的晶粒之间的晶界中的si以及mg的浓度均在2.00质量％以下。技术实现要素：本发明提供了一种高强度铝合金导线的生产工艺，解决了上述
背景技术：
中的问题，本发明所述高强度铝合金导线的生产工艺制备得到的高强度铝合金导线具有较高的导电率、柔韧性，并且强度高，重量轻，耐氧化，使用安全，稳定性高。为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：一种高强度铝合金导线的生产工艺，包括以下步骤：（1）将al和ag两种原料按比例加入至熔化炉中，加热至800～1000℃，保温搅拌60～90分钟；（2）向步骤（2）所得的产物中加入fe、si、co及be四种原料，升温至1700～1800℃，保温搅拌30～50分钟，然后降温至1250～1370℃，加入cu和y两种原料，保温搅拌20～40分钟；（3）向步骤（2）所得的产物中依次加入la、mg、sc及ti三种原料，升温至1750～1830℃，搅拌混合35～55分钟；（4）将步骤（3）所得的产物降温至750～800℃，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣，然后将熔体倒入保温炉，控制保温炉中熔体温度在720～750℃时，进行加入精炼剂，进行第二次精炼，静置30～50分钟后扒渣，得铝合金熔体；（5）将步骤（4）所得的铝合金熔体进行浇铸，得铝锭，然后进行均匀化处理；（6）将步骤（5）均匀化处理后的铝锭导入轧机制成铝合金杆，导入轧机的温度为470～530℃，终轧温度为260～300℃；（7）将步骤（6）所得的铝合金杆置于退火炉中进行退火处理，然后自然冷却至室温；（8）将铝合金杆送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，得到所要求的导电线芯；（9）将步骤（8）所得的导线线芯进行时效处理，即得所述高强度铝合金导线。优选的，所述高强度铝合金导线中各组分的质量百分比含量是：ag：0.5～1.2；fe：0.6～1.2；si：0.2～0.4；co：0.5～0.9；be：0.06～0.1；cu：2～6；y：0.01～0.03；la：0.02～0.07；mg：0.2～0.38；sc：0.4～0.8；ti：0.39～0.48；余量为al及不可以避免的杂质。优选的，所述高强度铝合金导线中各组分的质量百分比含量是：ag：0.7～1.1；fe：0.8～1.0；si：0.26～0.34；co：0.6～0.8；be：0.07～0.09；cu：3～5；y：0.015～0.024；la：0.03～0.06；mg：0.25～0.31；sc：0.5～0.7；ti：0.41～0.47；余量为al及不可以避免的杂质。优选的，所述高强度铝合金导线中各组分的质量百分比含量是：ag：0.9；fe：0.9；si：0.32；co：0.7；be：0.08；cu：4；y：0.022；la：0.04；mg：0.28；sc：0.6；ti：0.43；余量为al及不可以避免的杂质。优选的，所述步骤（4）中精炼剂由na2sif6、c2cl6和naf混合构成，所述na2sif6、c2cl6和naf的质量比为1:3:0.1。优选的，所述步骤（4）中第一次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.05%，第二次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.03%。优选的，所述步骤（5）中均匀化处理的工艺如下：先置于400～500℃环境中，保温处理1～2小时，再置于520～580℃环境中，保温处理2～3小时，然后置于440～490℃的环境中，保温处理1～2小时。优选的，所述步骤（6）中退火处理的时间为3～6小时，温度为530～570℃。优选的，所述步骤（8）中挤出机的挤出速度为20～25m/min。优选的，所述步骤（9）中时效处理处理的过程如下：第一阶段：时效处理温度为200～230℃，时效处理时间为3～5小时；第二阶段：时效处理温度为180～200℃，时效处理时间为6～9小时；第三阶段：时效处理温度为190～210℃，时效处理时间为2～4小时。本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：本发明所述高强高强度铝合金导线的生产工艺制备得到的铝合金导体具有较高的导电率、柔韧性，并且强度高，耐氧化，耐疲劳，导电性强，比已有导体线芯铝合金的延伸性、抗疲劳性、抗蠕变性皆有提高，同时它重量轻，耐磨，耐腐蚀，使用安全，稳定性高，制造成本低，具体如下：（1）本发明先对原材料进行熔融、浇铸、均匀化处理、轧机、退火、挤出导线及时效处理，制备出的导线具有较高的导电率、柔韧性，并且强度高；（2）本发明在原料中添加了cu，可以改善导电体的机械强度，提高抗拉强度和提高伸长率，cu还可以提高高温时电阻的热稳定性；（3）本发明在原料中添加了ag，可以提高导电体的机械强度，改善导电率。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1本实施例涉及一种高强度铝合金导线的生产工艺，包括以下步骤：（1）将al和ag两种原料按比例加入至熔化炉中，加热至800℃，保温搅拌60分钟；（2）向步骤（2）所得的产物中加入fe、si、co及be四种原料，升温至1700℃，保温搅拌30分钟，然后降温至1250℃，加入cu和y两种原料，保温搅拌20分钟；（3）向步骤（2）所得的产物中依次加入la、mg、sc及ti三种原料，升温至1750℃，搅拌混合35分钟；（4）将步骤（3）所得的产物降温至750℃，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣，然后将熔体倒入保温炉，控制保温炉中熔体温度在720℃时，进行加入精炼剂，进行第二次精炼，静置30分钟后扒渣，得铝合金熔体；（5）将步骤（4）所得的铝合金熔体进行浇铸，得铝锭，然后进行均匀化处理；（6）将步骤（5）均匀化处理后的铝锭导入轧机制成铝合金杆，导入轧机的温度为470℃，终轧温度为260℃；（7）将步骤（6）所得的铝合金杆置于退火炉中进行退火处理，然后自然冷却至室温；（8）将铝合金杆送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，得到所要求的导电线芯；（9）将步骤（8）所得的导线线芯进行时效处理，即得所述高强度铝合金导线。其中，所述高强度铝合金导线中各组分的质量百分比含量是：ag：0.5；fe：0.6；si：0.2；co：0.5；be：0.06；cu：2；y：0.01；la：0.02；mg：0.2；sc：0.4；ti：0.39；余量为al及不可以避免的杂质。其中，所述步骤（4）中精炼剂由na2sif6、c2cl6和naf混合构成，所述na2sif6、c2cl6和naf的质量比为1:3:0.1。其中，所述步骤（4）中第一次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.05%，第二次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.03%。其中，所述步骤（5）中均匀化处理的工艺如下：先置于400℃环境中，保温处理1小时，再置于520℃环境中，保温处理2小时，然后置于440℃的环境中，保温处理1小时。其中，所述步骤（6）中退火处理的时间为3小时，温度为530℃。其中，所述步骤（8）中挤出机的挤出速度为20m/min。其中，所述步骤（9）中时效处理处理的过程如下：第一阶段：时效处理温度为200℃，时效处理时间为3小时；第二阶段：时效处理温度为180℃，时效处理时间为6小时；第三阶段：时效处理温度为190℃，时效处理时间为2小时。实施例2本实施例涉及一种高强度铝合金导线的生产工艺，包括以下步骤：（1）将al和ag两种原料按比例加入至熔化炉中，加热至1000℃，保温搅拌90分钟；（2）向步骤（2）所得的产物中加入fe、si、co及be四种原料，升温至1800℃，保温搅拌50分钟，然后降温至1370℃，加入cu和y两种原料，保温搅拌40分钟；（3）向步骤（2）所得的产物中依次加入la、mg、sc及ti三种原料，升温至1830℃，搅拌混合55分钟；（4）将步骤（3）所得的产物降温至800℃，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣，然后将熔体倒入保温炉，控制保温炉中熔体温度在750℃时，进行加入精炼剂，进行第二次精炼，静置50分钟后扒渣，得铝合金熔体；（5）将步骤（4）所得的铝合金熔体进行浇铸，得铝锭，然后进行均匀化处理；（6）将步骤（5）均匀化处理后的铝锭导入轧机制成铝合金杆，导入轧机的温度为530℃，终轧温度为300℃；（7）将步骤（6）所得的铝合金杆置于退火炉中进行退火处理，然后自然冷却至室温；（8）将铝合金杆送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，得到所要求的导电线芯；（9）将步骤（8）所得的导线线芯进行时效处理，即得所述高强度铝合金导线。其中，所述高强度铝合金导线中各组分的质量百分比含量是：ag：1.2；fe：1.2；si：0.4；co：0.9；be：0.1；cu：6；y：0.03；la：0.07；mg：0.38；sc：0.8；ti：0.48；余量为al及不可以避免的杂质。其中，所述步骤（4）中精炼剂由na2sif6、c2cl6和naf混合构成，所述na2sif6、c2cl6和naf的质量比为1:3:0.1。其中，所述步骤（4）中第一次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.05%，第二次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.03%。其中，所述步骤（5）中均匀化处理的工艺如下：先置于500℃环境中，保温处理2小时，再置于580℃环境中，保温处理3小时，然后置于490℃的环境中，保温处理2小时。其中，所述步骤（6）中退火处理的时间为6小时，温度为570℃。其中，所述步骤（8）中挤出机的挤出速度为25m/min。其中，所述步骤（9）中时效处理处理的过程如下：第一阶段：时效处理温度为230℃，时效处理时间为5小时；第二阶段：时效处理温度为200℃，时效处理时间为9小时；第三阶段：时效处理温度为210℃，时效处理时间为4小时。实施例3本实施例涉及一种高强度铝合金导线的生产工艺，包括以下步骤：（1）将al和ag两种原料按比例加入至熔化炉中，加热至850℃，保温搅拌75分钟；（2）向步骤（2）所得的产物中加入fe、si、co及be四种原料，升温至1720℃，保温搅拌35分钟，然后降温至1280℃，加入cu和y两种原料，保温搅拌25分钟；（3）向步骤（2）所得的产物中依次加入la、mg、sc及ti三种原料，升温至1780℃，搅拌混合40分钟；（4）将步骤（3）所得的产物降温至760℃，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣，然后将熔体倒入保温炉，控制保温炉中熔体温度在730℃时，进行加入精炼剂，进行第二次精炼，静置35分钟后扒渣，得铝合金熔体；（5）将步骤（4）所得的铝合金熔体进行浇铸，得铝锭，然后进行均匀化处理；（6）将步骤（5）均匀化处理后的铝锭导入轧机制成铝合金杆，导入轧机的温度为480℃，终轧温度为270℃；（7）将步骤（6）所得的铝合金杆置于退火炉中进行退火处理，然后自然冷却至室温；（8）将铝合金杆送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，得到所要求的导电线芯；（9）将步骤（8）所得的导线线芯进行时效处理，即得所述高强度铝合金导线。其中，所述高强度铝合金导线中各组分的质量百分比含量是：ag：0.7；fe：0.8；si：0.26；co：0.6；be：0.07；cu：3；y：0.015；la：0.03；mg：0.25；sc：0.5；ti：0.41；余量为al及不可以避免的杂质。其中，所述步骤（4）中精炼剂由na2sif6、c2cl6和naf混合构成，所述na2sif6、c2cl6和naf的质量比为1:3:0.1。其中，所述步骤（4）中第一次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.05%，第二次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.03%。其中，所述步骤（5）中均匀化处理的工艺如下：先置于420℃环境中，保温处理1.2小时，再置于530℃环境中，保温处理2.2小时，然后置于450℃的环境中，保温处理1.3小时。其中，所述步骤（6）中退火处理的时间为4小时，温度为540℃。其中，所述步骤（8）中挤出机的挤出速度为21m/min。其中，所述步骤（9）中时效处理处理的过程如下：第一阶段：时效处理温度为205℃，时效处理时间为3.5小时；第二阶段：时效处理温度为185℃，时效处理时间为7小时；第三阶段：时效处理温度为195℃，时效处理时间为2.5小时。实施例4本实施例涉及一种高强度铝合金导线的生产工艺，包括以下步骤：（1）将al和ag两种原料按比例加入至熔化炉中，加热至900℃，保温搅拌75分钟；（2）向步骤（2）所得的产物中加入fe、si、co及be四种原料，升温至1750℃，保温搅拌40分钟，然后降温至1300℃，加入cu和y两种原料，保温搅拌30分钟；（3）向步骤（2）所得的产物中依次加入la、mg、sc及ti三种原料，升温至1800℃，搅拌混合45分钟；（4）将步骤（3）所得的产物降温至770℃，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣，然后将熔体倒入保温炉，控制保温炉中熔体温度在735℃时，进行加入精炼剂，进行第二次精炼，静置40分钟后扒渣，得铝合金熔体；（5）将步骤（4）所得的铝合金熔体进行浇铸，得铝锭，然后进行均匀化处理；（6）将步骤（5）均匀化处理后的铝锭导入轧机制成铝合金杆，导入轧机的温度为500℃，终轧温度为280℃；（7）将步骤（6）所得的铝合金杆置于退火炉中进行退火处理，然后自然冷却至室温；（8）将铝合金杆送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，得到所要求的导电线芯；（9）将步骤（8）所得的导线线芯进行时效处理，即得所述高强度铝合金导线。其中，所述高强度铝合金导线中各组分的质量百分比含量是：ag：1.1；fe：1.0；si：0.34；co：0.8；be：0.09；cu：5；y：0.024；la：0.06；mg：0.31；sc：0.7；ti：0.47；余量为al及不可以避免的杂质。其中，所述步骤（4）中精炼剂由na2sif6、c2cl6和naf混合构成，所述na2sif6、c2cl6和naf的质量比为1:3:0.1。其中，所述步骤（4）中第一次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.05%，第二次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.03%。其中，所述步骤（5）中均匀化处理的工艺如下：先置于450℃环境中，保温处理1.5小时，再置于550℃环境中，保温处理2.5小时，然后置于470℃的环境中，保温处理1.5小时。其中，所述步骤（6）中退火处理的时间为4.5小时，温度为550℃。其中，所述步骤（8）中挤出机的挤出速度为23m/min。其中，所述步骤（9）中时效处理处理的过程如下：第一阶段：时效处理温度为215℃，时效处理时间为4小时；第二阶段：时效处理温度为190℃，时效处理时间为7.5小时；第三阶段：时效处理温度为200℃，时效处理时间为3小时。实施例5本实施例涉及一种高强度铝合金导线的生产工艺，包括以下步骤：（1）将al和ag两种原料按比例加入至熔化炉中，加热至950℃，保温搅拌85分钟；（2）向步骤（2）所得的产物中加入fe、si、co及be四种原料，升温至1780℃，保温搅拌45分钟，然后降温至1350℃，加入cu和y两种原料，保温搅拌35分钟；（3）向步骤（2）所得的产物中依次加入la、mg、sc及ti三种原料，升温至1820℃，搅拌混合50分钟；（4）将步骤（3）所得的产物降温至790℃，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣，然后将熔体倒入保温炉，控制保温炉中熔体温度在745℃时，进行加入精炼剂，进行第二次精炼，静置45分钟后扒渣，得铝合金熔体；（5）将步骤（4）所得的铝合金熔体进行浇铸，得铝锭，然后进行均匀化处理；（6）将步骤（5）均匀化处理后的铝锭导入轧机制成铝合金杆，导入轧机的温度为520℃，终轧温度为290℃；（7）将步骤（6）所得的铝合金杆置于退火炉中进行退火处理，然后自然冷却至室温；（8）将铝合金杆送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，得到所要求的导电线芯；（9）将步骤（8）所得的导线线芯进行时效处理，即得所述高强度铝合金导线。其中，所述高强度铝合金导线中各组分的质量百分比含量是：ag：0.9；fe：0.9；si：0.32；co：0.7；be：0.08；cu：4；y：0.022；la：0.04；mg：0.28；sc：0.6；ti：0.43；余量为al及不可以避免的杂质。其中，所述步骤（4）中精炼剂由na2sif6、c2cl6和naf混合构成，所述na2sif6、c2cl6和naf的质量比为1:3:0.1。其中，所述步骤（4）中第一次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.05%，第二次精炼，精炼剂的添加量为所述铝合金铝合金熔体重量的0.03%。其中，所述步骤（5）中均匀化处理的工艺如下：先置于480℃环境中，保温处理1.9小时，再置于570℃环境中，保温处理2.8小时，然后置于480℃的环境中，保温处理1.7小时。其中，所述步骤（6）中退火处理的时间为5小时，温度为560℃。其中，所述步骤（8）中挤出机的挤出速度为24m/min。其中，所述步骤（9）中时效处理处理的过程如下：第一阶段：时效处理温度为225℃，时效处理时间为4.5小时；第二阶段：时效处理温度为195℃，时效处理时间为8小时；第三阶段：时效处理温度为205℃，时效处理时间为3.5小时。对比例授权公告号cn104781433b的发明专利公开的一种铝合金导体。分别对实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施5及对比例制得的铝合金导线的性能进行测试，测试结果如下：导电率抗拉伸强度断裂伸长率实施例158%iacs198mpa13%实施例257%iacs210mpa12%实施例359%iacs203mpa11%实施例460%iacs212mpa15%实施例558%iacs213mpa14%对比例45%iacs150mpa8%从上述实施例可以看出，本发明制备得到的导线性能优于对比例。本发明所述高强高强度铝合金导线的生产工艺制备得到的铝合金导体具有较高的导电率、柔韧性，并且强度高，耐氧化，耐疲劳，导电性强，比已有导体线芯铝合金的延伸性、抗疲劳性、抗蠕变性皆有提高，同时它重量轻，耐磨，耐腐蚀，使用安全，稳定性高，制造成本低，具体如下：（1）本发明先对原材料进行熔融、浇铸、均匀化处理、轧机、退火、挤出导线及时效处理，制备出的导线具有较高的导电率、柔韧性，并且强度高；（2）本发明在原料中添加了cu，可以改善导电体的机械强度，提高抗拉强度和提高伸长率，cu还可以提高高温时电阻的热稳定性；（3）本发明在原料中添加了ag，可以提高导电体的机械强度，改善导电率。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页12