一种添加Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料技术领域，特别是涉及一种添加 Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能 的工艺方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力、电器用电需求的急剧增长，输电线路已日益向高强度、高耐热、高载电 量方向发展，然而我国目前的输电线路基本上仍是W应用最广的普通架空铅导线为主，由 于送种导线强度低、耐热性差，使用受到限制。高强耐热铅合金导线是一种具备较高强度和 运行温度的特种导线，但提升强度和耐热性的同时势必导致导电率的降低。添加微量稀± 及Sc、Y元素是改善富镇Al-Mg合金综合性能的有效途径。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是；提供一种添加 Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工 艺方法，力学性能、导电性能和耐热性能综合性更好，W克服现有技术问题的不足。
[0004] 本发明采用的技术方案是；一种添加 Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方 法，包括W下步骤： (1) 配料；测化后质量分数为99. 7 %的工业纯铅，成分为；99. 685%A1、0. 020%B、 0. 067%Si、0. lll%Fe、0. 005%Mg、0. 001%Cr、0. 007%Ni、0. 033%Ti、其余 0. 071，所需添加 1. 9%Mg、0. 2%Υ 和 0. 12%Sc，Mg、Υ 和 Sc 为合金； (2) 烙炼铸造：用刚玉巧巧在井式电阻炉中进行烙炼，烙炼温度控制在78(TC，70(rC左 右将含Mg、Y和Sc的合金压入金属液，揽拌Η分钟，精炼，化渣后德注到预热至26(TC左右 的钢模中成型。
[0005] 所述步骤（2)中所采用M-5%Sc、A^10%Mg和M-10%Y中间合金加入。
[0006] 所述步骤（2)中采用六氯己焼（CzCle)精炼。
[0007] 本发明有益效果：与现有技术相比，效果如下： 在Al-Mg合金中加入定量稀± Y (0. 2%)后，抗拉强度和耐热性能升高。合金中加入Sc 后，组织继续细化，并形成AI3SC粒子分布于晶界处；当加入0. 12%Sc时，合金综合性能相对 良好，抗拉强度达到HlMPa，伸长率为36%，导电率为51. 12IACS%，耐热温度为118°C ;当加 入0. 18%Sc时，形成粗大AlsSc粒子并与其他稀±化合物相互交织在一起呈短柄或块状分 布，将附近α -A1基体挤压成层片状，导致力学性能下降。
【附图说明】
[000引图1为本发明的Al-Mg合金力学性能图； 图2为本发明的Al-Mg合金电学性能图。
【具体实施方式】
[0009] 一种添加 Υ和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方法，包括w下步骤： (1) 配料；测化后质量分数为99. 7 %的工业纯铅，成分为；99. 685%A1、0. 020%B、 0. 067%Si、0. lll%Fe、0. 005%Mg、0. 001%Cr、0. 007%Ni、0. 033%Ti、其余 0. 071，所需添加 1. 9%Mg、0. 2%Υ 和 0. 12%Sc，Mg、Υ 和 Sc 为合金； (2) 烙炼铸造：用刚玉巧巧在井式电阻炉中进行烙炼，烙炼温度控制在78(TC，70(rC左 右将含Mg、Y和Sc的合金压入金属液，揽拌Η分钟，精炼，化渣后德注到预热至26(TC左右 的钢模中成型。
[0010] 所述步骤（2)中所采用M-5%Sc、A^10%Mg和M-10%Y中间合金加入。
[0011] 所述步骤（2)中采用六氯己焼（CzCle)精炼。
[0012] 采用如下几种配料进行铸造合金，如表1所示。
[0013] 采用上述一种添加 Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方法，可W得出不同稀 ± Y、Sc元素添加量Al-Mg合金力学及电学性能的影响，如图广图2所示。由图可W看出， 加入定量Y后，各项性能得到提升；随着稀± Sc含量的增加，抗拉强度及伸长率都呈先增后 降趋势，导电率降低；2号试样有较好导电性能，导电率为51. 57IACS% ;4号试样有较好综合 力学性能，抗拉强度达到HlMPa，导电率为51. 12IACS%，伸长率为36. 5%。可见，适当添加量 的稀± Y、Sc能够在小幅度降低导电率的前提下，改善Al-Mg合金的力学性能。
[0014] 采用上述一种添加 Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方法，可W得出添加 Y 和Sc元素对Al-Mg合金耐热性能的影响，耐热温度是评价导体材料在较高温度工作时的性 能指标，指合金在该温度下保温一定时间后强度的残存率为90%时所对应的加热温度，导 电铅合金的耐热温度越高，其使用温度就越高，载流量也就越大。如表2所示为不同合金试 样的耐热温度，其中4号试样（A^l. 9Mg-0. 2Y-0. 12SC合金）耐热温度最高，达到118°C。
【主权项】
1. 一种添加 Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方法，其特征在于：包括以下步 骤： (1) 配料：硼化后质量分数为99. 7 %的工业纯铝，成分为：99. 685%A1、0. 020%B、 0· 067%Si、0. lll%Fe、0. 005%Mg、0. 001%Cr、0· 007%Ni、0. 033%Ti、其余 0· 071，所需添加 1. 9%Mg、0. 2%Y 和 0· 12%Sc，Mg、Y 和 Sc 为合金； (2) 熔炼铸造：用刚玉坩埚在井式电阻炉中进行熔炼，熔炼温度控制在78(TC，70(TC左 右将含Mg、Y和Sc的合金压入金属液，搅拌三分钟，精炼，扒渣后浇注到预热至260°C左右 的钢模中成型。2. 根据权利要求1所述的一种添加 Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方法，其特 征在于：所述步骤（2)中所采用Al-5%Sc、Al-10%Mg和A1-10%Y中间合金加入。3. 根据权利要求1所述的一种添加 Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方法，其特 征在于：所述步骤（2)中采用六氯乙烷（C2C1 6)精炼。
【专利摘要】本发明提供一种添加Y和Sc元素提高Al-Mg合金性能的工艺方法，本发明采用向Al-Mg合金中添加0.2%Y和0.12%Sc，通过熔炼，搅拌，采用六氯乙烷(C2Cl6)精炼，扒渣后浇注成型等工艺，在Al-Mg合金中加入定量稀土Y（0.2%）后，抗拉强度和耐热性能升高；合金中加入Sc后，组织继续细化，并形成Al3Sc粒子分布于晶界处；当加入0.12%Sc时，合金综合性能相对良好，抗拉强度达到141MPa，伸长率为36%，导电率为51.12IACS%，耐热温度为118℃。
【IPC分类】C22C1/03, C22C21/08
【公开号】CN105525163
【申请号】CN201410512016
【发明人】韩朔
【申请人】韩朔
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月29日