CN107190182A

CN107190182A - 一种铝合金电线及其制备方法

Info

Publication number: CN107190182A
Application number: CN201710445520.7A
Authority: CN
Inventors: 何飞
Original assignee: Hefei Bo Chuang Machinery Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Hefei Bo Chuang Machinery Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2017-09-22

Abstract

本发明公开了一种铝合金电线及其制备方法，涉及电线制造领域，包括以下按重量百分数计的原料：Si 1.64‑2.48％、Fe 1.23‑2.05％、Cu 0.81‑1.37％、Mg 0.42‑0.60％、Zn 0.25‑0.69％、Ca 0.18‑0.38％、Ni 0.15‑0.26％、Mo 0.09‑0.15％、Co 0.08‑0.16％、Mn 0.06‑0.12％、Cr 0.07‑0.11％、Sn 0.03‑0.07％、Ti 0.02‑0.06％,剩余量为Al和不可避免的杂质。其制备方法是先将原料输送至熔炼炉中进行熔炼，搅拌至熔清，静置后进行扒渣，得铝合金溶液，再将铝合金溶液进行铸造制成铝合金棒材，铸造后对铝合金棒材进行均匀化退火处理，之后通过挤压成型制得线材毛料，最后经拉伸即可。本发明的铝合金电线抗拉强度高、导电性优良、抗腐蚀性强，经久耐用，成本低，适宜推广应用。

Description

一种铝合金电线及其制备方法

技术领域

本发明属于电线制造领域，具体涉及一种铝合金电线及其制备方法。

背景技术

在近年来的移动体的轻质化进程中，使用比铜或铜合金更轻的铝或铝合金作为电气配线体的导体技术发展迅猛。

众所周知，铝的比重为铜的约1/3，而铝的导电率为铜的约2/3(以纯铜为100％IACS的基准时，纯铝为约66％IACS)。因此，为了使纯铝导体线材中流过与纯铜导体线材相同的电流，纯铝导体线材的截面积需要为纯铜导体线材的约1.5倍，即便如此，在重量方面铝仅为铜的约一半，这就是铝的优势。而纯铝的强度、抗疲劳性能、韧性等均较铜低，因此纯铝不能单独做为导线使用，特别是在要求导线的截面较小的领域内。现有技术中，使用铝合金来制造导线已经非常普遍，甚至在人们寻常生活的周边就能发现有铝合金制品及导线的存在，这主要是因为掺和了其他元素的铝合金材料具有密度低、强度高、塑性好、优良的导电性、导热性和抗蚀性等特性，一些铝合金材料的强度甚至接近或超过优质钢，如今，工业上铝合金已广泛使用，其使用量仅次于钢。而掺和的铝合金元素普遍包括有铁、镁、硅、锰、铬、钛、镍、铜等等。

铝合金电线作为导线线材的一种，具有优越的导电性、耐腐蚀性、重量轻及良好的导热性、优越的强度与耐疲劳的性能，得到当前社会的普遍的广泛应用。例如室外的传输电线，基本上都是采用铝合金线材传输电能的，因此研发出一种铝合金电线，使其具有更高的强度，优良的导电性能，耐高温耐磨以及寿命高的特质尤为重要，而这种不断完善的铝合金电线对能源消耗具有重大意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铝合金电线及其制备方法，该铝合金电线抗拉强度高、导电性优良、抗腐蚀性强，经久耐用，成本低，适宜推广应用。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种铝合金电线，包括以下按重量百分数计的原料：Si 1.64-2.48％、Fe 1.23-2.05％、Cu 0.81-1.37％、Mg 0.42-0.60％、Zn 0.25-0.69％、Ca 0.18-0.38％、Ni 0.15-0.26％、Mo 0.09-0.15％、Co 0.08-0.16％、Mn 0.06-0.12％、Cr 0.07-0.11％、Sn 0.03-0.07％、Ti 0.02-0.06％,剩余量为Al和不可避免的杂质。

进一步地，所述铝合金电线包括以下按重量百分数计的原料：Si 2.04％、Fe1.65％、Cu 1.13％、Mg 0.51％、Zn 0.44％、Ca 0.28％、Ni 0.21％、Mo 0.12％、Co 0.12％、Mn 0.09％、Cr 0.09％、Sn 0.05％、Ti 0.04％,剩余量为Al和不可避免的杂质，且所述杂质所含重量百分数≤0.05％。

上述的一种铝合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)按上述重量百分数比例称取原料，输送至熔炼炉中进行熔炼；

(2)搅拌至熔清，静置后进行扒渣，得铝合金溶液；

(3)将铝合金溶液进行铸造制成φ105-125mm铝合金棒材；

(4)铸造后对铝合金棒材进行均匀化退火处理；

(5)将均匀化退火处理后的铝合金棒材放入挤压机中进行挤压处理，制得线材毛料；

(6)将制得的线材毛料在温度为360-420℃条件下保温1-2h，再以25℃/h的降温速度冷却至260℃，然后在氮气或者氩气的保护下，出炉空冷至室温，之后进行毛料的第一次拉拔，拉伸直径为6-10mm，再将第一次拉拔的线材进行中间退火处理，退火温度为420-460℃，保温时间为1-2h，再以20℃/h的降温速度冷却至250℃，然后氮气或者氩气的保护下，出炉空冷至室温，再将线材进行第二次拉伸，拉伸至直径为1-3mm，即可。

进一步地，在步骤(1)中，所述熔炼炉的熔炼温度为780-860℃，熔炼时间为2-4h。

进一步地，在步骤(2)中，所述静置的时间为1-2h。

进一步地，在步骤(3)中，所述铸造温度640-680℃、铸造速度为85-105mm/min、冷却水温度为15-25℃以及冷却水强度为0.11-0.13MPa。

进一步地，在步骤(4)中，所述均匀化退火处理的温度设定为360-420℃，保温时间为2-3h。

进一步地，在步骤(5)中，所述挤压处理的压力为680-760MPa，温度为360-420℃。

本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明的电线相比市售的铝合金电线具有更高强度和更优良导电性能，经科研部长期实验测得其抗拉强度达到302-317Mpa，导电率可达到86.2％IACS；

(2)本发明的电线耐高温高压，该种电线可在260℃状态下和交流电压1500V以上或直流电压在2000V以上的高压下正常工作3年以上，且抗腐蚀性能强、经久耐用，并且其制备方法简便，适宜推广应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种铝合金电线，包括以下按重量百分数计的原料：Si 1.64％、Fe 1.23％、Cu0.81％、Mg 0.42％、Zn 0.25％、Ca 0.18％、Ni 0.15％、Mo 0.09％、Co 0.08％、Mn 0.06％、Cr 0.07％、Sn 0.03％、Ti 0.02％,剩余量为Al和不可避免的杂质，且所述杂质所含重量百分数≤0.05％。

上述的一种铝合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)按上述重量百分数比例称取原料，输送至熔炼炉中进行熔炼，熔炼炉的熔炼温度为780℃，熔炼时间为2h；

(2)搅拌至熔清，静置1-2h后进行扒渣，得铝合金溶液；

(3)将铝合金溶液进行铸造制成φ105mm铝合金棒材，铸造温度640℃、铸造速度为85mm/min、冷却水温度为15℃以及冷却水强度为0.11MPa；

(4)铸造后对铝合金棒材进行均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度设定为360℃，保温时间为2h；

(5)将均匀化退火处理后的铝合金棒材放入挤压机中进行挤压处理，制得线材毛料，挤压处理的压力设定为680MPa，温度控制在360℃；

(6)将制得的线材毛料在温度为360℃条件下保温1h，再以25℃/h的降温速度冷却至260℃，然后在氩气的保护下，出炉空冷至室温，之后进行毛料的第一次拉拔，拉伸直径为6mm，再将第一次拉拔的线材进行中间退火处理，退火温度为420℃，保温时间为1-2h，再以20℃/h的降温速度冷却至250℃，然后氩气的保护下，出炉空冷至室温，再将线材进行第二次拉伸，拉伸至直径为1mm，即制得本发明的铝合金电线。

实施例2

一种铝合金电线，包括以下按重量百分数计的原料：Si 2.04％、Fe 1.65％、Cu1.13％、Mg 0.51％、Zn 0.44％、Ca 0.28％、Ni 0.21％、Mo 0.12％、Co 0.12％、Mn 0.09％、Cr 0.09％、Sn 0.05％、Ti 0.04％,剩余量为Al和不可避免的杂质，且所述杂质所含重量百分数≤0.05％。

上述的一种铝合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)按上述重量百分数比例称取原料，输送至熔炼炉中进行熔炼，熔炼炉的熔炼温度为820℃，熔炼时间为3h；

(2)搅拌至熔清，静置1.5h后进行扒渣，得铝合金溶液；

(3)将铝合金溶液进行铸造制成φ115mm铝合金棒材，铸造温度660℃、铸造速度为95mm/min、冷却水温度为20℃以及冷却水强度为0.12MPa；

(4)铸造后对铝合金棒材进行均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度设定为390℃，保温时间为2.5h；

(5)将均匀化退火处理后的铝合金棒材放入挤压机中进行挤压处理，制得线材毛料，挤压处理的压力设定为720MPa，温度控制在390℃；

(6)将制得的线材毛料在温度为390℃条件下保温1.5h，再以25℃/h的降温速度冷却至260℃，然后在氮气的保护下，出炉空冷至室温，之后进行毛料的第一次拉拔，拉伸直径为8mm，再将第一次拉拔的线材进行中间退火处理，退火温度为440℃，保温时间为1.5h，再以20℃/h的降温速度冷却至250℃，然后氮气的保护下，出炉空冷至室温，再将线材进行第二次拉伸，拉伸至直径为2mm，即制得本发明的铝合金电线。

实施例3

一种铝合金电线，包括以下按重量百分数计的原料：Si 2.48％、Fe 2.05％、Cu1.37％、Mg 0.60％、Zn 0.69％、Ca 0.38％、Ni 0.26％、Mo 0.15％、Co 0.16％、Mn 0.12％、Cr 0.11％、Sn 0.07％、Ti 0.06％,剩余量为Al和不可避免的杂质，且所述杂质所含重量百分数≤0.05％。

上述的一种铝合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)按上述重量百分数比例称取原料，输送至熔炼炉中进行熔炼，熔炼炉的熔炼温度为860℃，熔炼时间为4h；

(2)搅拌至熔清，静置2h后进行扒渣，得铝合金溶液；

(3)将铝合金溶液进行铸造制成φ125mm铝合金棒材，铸造温度680℃、铸造速度为105mm/min、冷却水温度为25℃以及冷却水强度为0.13MPa；

(4)铸造后对铝合金棒材进行均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度设定为420℃，保温时间为3h；

(5)将均匀化退火处理后的铝合金棒材放入挤压机中进行挤压处理，制得线材毛料，挤压处理的压力设定为760MPa，温度控制在420℃；

(6)将制得的线材毛料在温度为420℃条件下保温2h，再以25℃/h的降温速度冷却至260℃，然后在氮气的保护下，出炉空冷至室温，之后进行毛料的第一次拉拔，拉伸直径为10mm，再将第一次拉拔的线材进行中间退火处理，退火温度为460℃，保温时间为2h，再以20℃/h的降温速度冷却至250℃，然后氮气的保护下，出炉空冷至室温，再将线材进行第二次拉伸，拉伸至直径为3mm，即制得本发明的铝合金电线。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铝合金电线，其特征在于，包括以下按重量百分数计的原料：Si 1.64-2.48％、Fe 1.23-2.05％、Cu 0.81-1.37％、Mg 0.42-0.60％、Zn 0.25-0.69％、Ca 0.18-0.38％、Ni0.15-0.26％、Mo 0.09-0.15％、Co 0.08-0.16％、Mn 0.06-0.12％、Cr 0.07-0.11％、Sn0.03-0.07％、Ti 0.02-0.06％,剩余量为Al和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金电线，其特征在于，包括以下按重量百分数计的原料：Si 2.04％、Fe 1.65％、Cu 1.13％、Mg 0.51％、Zn 0.44％、Ca 0.28％、Ni 0.21％、Mo0.12％、Co 0.12％、Mn 0.09％、Cr 0.09％、Sn 0.05％、Ti 0.04％,剩余量为Al和不可避免的杂质，且所述杂质所含重量百分数≤0.05％。

3.一种如权利要求1-2任意一项所述的铝合金电线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)搅拌至熔清，静置后进行扒渣，得铝合金溶液；

(3)将铝合金溶液进行铸造制成φ105-125mm铝合金棒材；

(4)铸造后对铝合金棒材进行均匀化退火处理；

4.根据权利要求3所述的一种铝合金电线的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述熔炼炉的熔炼温度为780-860℃，熔炼时间为2-4h。

5.根据权利要求3所述的一种铝合金电线的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述静置的时间为1-2h。

6.根据权利要求3所述的一种铝合金电线的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述铸造温度640-680℃、铸造速度为85-105mm/min、冷却水温度为15-25℃以及冷却水强度为0.11-0.13MPa。

7.根据权利要求3所述的一种铝合金电线的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述均匀化退火处理的温度设定为360-420℃，保温时间为2-3h。

8.根据权利要求3所述的一种铝合金电线的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述挤压处理的压力为680-760MPa，温度为360-420℃。