本发明属于铝合金带材制备领域，具体涉及一种gil外壳用中等强度铝合金带材及其制备方法。
背景技术：
随着国内特高压输电的快速发展以及特高压输电带来电磁辐射的环境问题，gil（气体绝缘金属封闭输电线路）作为大容量、损耗小、占地少、极少电磁辐射理想的超特高压输电线路，市场需求逐步上升。gil外壳一般采用铝板带卷筒后焊接成型，焊合后的密封管路内需通入sf6或sf6-n2气体作为绝缘介质，因此外壳管需要承压，这就要求制作管道的铝合金材质具有良好的强度和可焊接性。此外，gil内部导体导电时会在金属外壳感应出同值反向电流，因此，为降低gil金属外壳导电发热，需要金属外壳体具有高的导电率。
目前国内外一般采用5754-o态铝合金板材作为大管径、大长度的gil外壳材料，但5754铝合金材料的导电率仅为37-39%iacs，屈服强度为90-110mpa。因此有必要开发一种中等强度、又具有较高导电率的可作为gil外壳用铝合金带材。本发明以铝-镁-硅系铝合金为基础，进行成分优化和制备工艺的创新，生产出导电率达到57%iacs以上，屈服强度达到130mpa以上，可应用于gil外壳用的铝合金带材。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种gil外壳用中等强度铝合金带材及其制备方法。该铝合金带材的导电率达到57%iacs以上，屈服强度超过130mpa，可作为gil外壳用金属材料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种gil外壳用中等强度铝合金带材，按重量百分数之和为100%计，其所含各化学成分的重量百分数为：si0.90~1.10%，fe0.10~0.20%，cu≤0.05%，mg0.60~0.90%，ti≤0.01%，cr≤0.03%，mn≤0.03%，zn≤0.03%，余量为al。
mg和si作为该材料的两个主要合金元素，在合金中以mg5si6析出相为主，可以提高合金的导电性能与强度，mg5si6粒子中mg元素和si元素质量比约为0.81。由于mg元素对合金导电率的影响大于si元素，余量si的存在可以促进mg元素的脱溶，因此控制mg质量百分数范围为0.60~0.90%，si0.90~1.10%。fe元素可以提高合金的强度，但过量fe元素会降低材料的塑形和导电率，因此fe的质量百分数范围为0.10~0.20%。其他元素含量质量百分数单独小于0.05%，不会对材料性能产生负面影响。
所述gil外壳用中等强度铝合金带材的制备方法包含以下步骤：
（1）将纯铝锭、镁锭、铝-硅中间合金及铝-铁中间合金加入到熔炼炉中，加热熔化成金属液体后，在炉内采用氩气和四氯化碳的混合气液（氩气与四氯化碳的质量比为8-9:1）通过炉底铝液净化系统对铝液精炼20-30分钟，再静置5-10分钟；之后将静置后的铝液通过除气装置去除铝液中溶解的气体，再依次通过深床过滤器和管式过滤器导入半连续铸造装置，铸造成扁铸锭；
（2）将所得扁铸锭经锯切、铣面后投入加热炉，于440-480℃加热处理2-10h，然后出炉热轧；
（3）将热轧后的铝材经可逆式热粗轧机轧成28-32mm厚的中间坯，中间坯温度控制在400-430℃，再通过精轧机连轧成4.0-10mm厚的热轧带材，精轧机终轧温度控制在260-290℃，收卷后于保温炉中缓慢冷却至室温；
（4）将热轧卷材纵向分条卷取，即得到gil外壳用中等强度铝合金带材。
进一步地，步骤（1）加热熔化时，使用底置式永磁搅拌器对铝液进行充分搅拌；过滤后铝液中h<0.13m1/100ga1、夹渣含量≤0.15mm2/1kgal。
进一步地，步骤（3）中所用热粗轧机的出入口辊道上下方带有隔热保温罩，以减少中间坯的热量散失。
进一步地，步骤（3）收卷后，冷却至室温的速度不超过15℃/h。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明通过对铝合金化学成分优化和制备工艺的创新，促进mg2si相、铝铁硅化合物的形成，使不利于导电的元素从固溶体中析出，进而提高合金导电性能，实现短流程、高效率，生产出的铝合金带材导电率达到57%iacs以上，屈服强度超过130mpa，可作为gil外壳用金属材料。
（2）本发明中通过减少铝熔体中的夹渣物含量，即限定过滤后铝熔体中h<0.15m1/100ga1、夹渣含量≤0.15mm2/1kgal，可以大幅度减少材料中气孔、夹渣含量，从而提高材料的强度和导电率。
（3）本发明中将扁铸锭的加热温度控制在440-480℃、中间坯的温度控制在400-430℃以及热轧卷缓慢冷却，均是为了促进mg2si相的析出，促使镁元素的脱溶，提高合金材料的导电率。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
一种gil外壳用中等强度铝合金带材，按重量百分数之和为100%计，其所含成分的重量百分数为：si1.03%，fe0.18%，cu0.02%，mg0.65%，ti0.01%，cr0.01%，mn0.01%，zn0.01%，余量为al。
其制备方法包含以下步骤：
（1）将纯铝锭、镁锭、铝-硅、铝-铁等中间合金加入到熔炼炉中，加热熔化成金属液体后，使用底置式永磁搅拌器对铝液进行充分搅拌，同时在炉内采用氩气和四氯化碳的混合气液（氩气与四氯化碳的质量比为8:1）通过炉底铝液净化系统对铝液精炼26分钟，再静置10分钟；之后将静置后的铝液通过除气装置去除铝液中溶解的气体，再依次通过深床过滤器和管式过滤器，此时铝液检测h0.12m1/100ga1、夹渣含量0.14mm2/1kgal，经半连续铸造成扁铸锭；
（2）将所得扁铸锭经锯切、铣面后投入加热炉，对铸锭进行加热处理，金属温度为480℃，保温4h，然后出炉热轧；
（3）将热轧后的铝材经可逆式热粗轧机轧成32mm厚的中间坯，热粗轧机出入口辊道上下方带有隔热保温罩，使中间坯温度控制在420℃，再通过精轧机连轧成8mm厚的热轧带材，精轧机终轧温度控制在280℃，热轧板收卷后进入保温炉缓慢冷却至室温，冷却速度为12℃/h；
（4）将热轧卷材纵向分条卷取，即得到gil外壳用中等强度铝合金带材。
经测试，该铝合金带材的抗拉强度为162mpa，屈服强度为135mpa，延伸率20%，导电率57.5%iacs。
实施例2
一种gil外壳用中等强度铝合金带材，按重量百分数之和为100%计，其所含成分的重量百分数为：si0.95%，fe0.17%，cu0.01%，mg0.72%，ti0.01%，cr0.01%，mn0.01%，zn0.01%，余量为al。
其制备方法包含以下步骤：
（1）将纯铝锭、镁锭、铝-硅、铝-铁等中间合金加入到熔炼炉中，加热熔化成金属液体后，使用底置式永磁搅拌器对铝液进行充分搅拌，同时在炉内采用氩气和四氯化碳的混合气液（氩气与四氯化碳的质量比为8.5:1）通过炉底铝液净化系统对铝液精炼25分钟，再静置9分钟；之后将静置后的铝液通过除气装置去除铝液中溶解的气体，再依次通过深床过滤器和管式过滤器，此时铝液检测h0.11m1/100ga1、夹渣含量0.135mm2/1kgal，经半连续铸造成扁铸锭；
（2）将所得扁铸锭经锯切、铣面后投入加热炉，对铸锭进行加热处理，金属温度为470℃，保温6h，然后出炉热轧；
（3）将热轧后的铝材经可逆式热粗轧机轧成30mm厚的中间坯，热粗轧机出入口辊道上下方带有隔热保温罩，使中间坯温度控制在410℃，再通过精轧机连轧成7mm厚的热轧带材，精轧机终轧温度控制在260℃，热轧板收卷后进入保温炉缓慢冷却至室温，冷却速度为10℃/h；
（4）将热轧卷材纵向分条卷取，即得到gil外壳用中等强度铝合金带材。
经测试，该铝合金带材的抗拉强度为198mpa，屈服强度为163mpa，延伸率18%，导电率58%iacs。
实施例3
一种gil外壳用中等强度铝合金带材，按重量百分数之和为100%计，其所含成分的重量百分数为：si1.06%，fe0.177%，cu0.01%，mg0.81%，ti0.01%，cr0.01%，mn0.01%，zn0.01%，余量为al。
其制备方法包含以下步骤：
（1）将纯铝锭、镁锭、铝-硅、铝-铁等中间合金加入到熔炼炉中，加热熔化成金属液体后，使用底置式永磁搅拌器对铝液进行充分搅拌，同时在炉内采用氩气和四氯化碳的混合气液（氩气与四氯化碳的质量比为9:1）通过炉底铝液净化系统对铝液精炼30分钟，再静置10分钟；之后将静置后的铝液通过除气装置去除铝液中溶解的气体，再依次通过深床过滤器和管式过滤器，此时铝液检测h0.12m1/100ga1、夹渣含量0.13mm2/1kgal，经半连续铸造成扁铸锭；
（2）将所得扁铸锭经锯切、铣面后投入加热炉，对铸锭进行加热处理，金属温度为450℃，保温6h，然后出炉热轧；
（3）将热轧后的铝材经可逆式热粗轧机轧成28mm厚的中间坯，热粗轧机出入口辊道上下方带有隔热保温罩，使中间坯温度控制在400℃，再通过精轧机连轧成6mm厚的热轧带材，精轧机终轧温度控制在270℃，热轧板收卷后进入保温炉缓慢冷却至室温，冷却速度为14℃/h；
（4）将热轧卷材纵向分条卷取，即得到gil外壳用中等强度铝合金带材。
经测试，该铝合金带材的抗拉强度为174mpa，屈服强度为142mpa，延伸率19%，导电率57.5%iacs。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。