CN113096854A - 一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体，芯体的外部固定安装有绕包层，绕包层的外部固定安装有绝缘层，绝缘层的外部固定安装有外护层。通过对铝合金软线的工艺制备，使铝合金软线可以形成更细的单丝，生产铝合金软线的直径在0.08‑0.15mm的范围内，从而能生产6类导线，进一步满足生产需求，在本发明中的工艺制备下，20℃时导体电阻率不大0.02801Ω·mm2/m，抗拉强度98‑159MPa，伸长率不小于10％，有利于产业化实施和应用，通过在原料中加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率，本发明通过Si与Fe、Cu、Y、B等元素的配合，使得铝合金软线具有较高的抗拉强度与延伸率，并且在铝合金软线具有较好的性能同时具有高强度和高导电率。
Description
技术领域
本发明属于铝合金软线加工技术领域，具体涉及一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺。
背景技术
目前用于电力传输的电工用导电材料大多采用铜材，但由于国内铜资源紧缺，有70％左右的铜材需要进口，而且随着国际铜价的节节攀升，使得导电材料的投资成本越来越高，对铜材的资源消耗也过大。我国是个富铝贫铜的国家，国内拥有大量的铝资源但却得不到充分利用，是极大的浪费。现在国家倡导建设节约型社会，行业内也在鼓励采用以“铝节铜”。
对于通讯电缆中使用的铝合金线，不仅要保证铝合金线具有很好的拉伸性能，还要保证铝合金线形成更细的单丝，目前GB/T30552-2014标准中，线的最小拉丝线径为0.300mm，不能生产6类导线，对于0.08-0.15mm细线生产时无法满足，而且现有的铝合金线导电率低，延伸性差，无法用作电缆导体和电磁线材。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，解决了不能生产更细的单丝以及导电率低、延伸性差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体，所述芯体的外部固定安装有绕包层，所述绕包层的外部固定安装有绝缘层，所述绝缘层的外部固定安装有外护层。
一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，所述制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：≤0.06％；Fe：0.3％-1.0％；Cu：≤0.03％；Y：0.01％-0.5％；B：0.01％-0.3％；余量为Al。
S2：高温熔炼：精选铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，随后将铝合金软线进行退火处理。
优选的，所述S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度、而使延伸率降低。
优选的，所述S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭。
优选的，所述S2中熔炉内加热的温度为780-850℃之间，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为400-550r/min。
优选的，所述S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为280-320r/min，所述S3中静置的时间为18-25min。
优选的，所述S5中铸造的温度为690-740℃，浇铸速度为10-16m/min。
优选的，所述S7中粗轧温度为570-590℃，精轧温度为480-520℃，终轧温度为350-380℃。
优选的，所述S7中退火的温度为240-340℃，退火时间为4-10h。
优选的，所述S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过对铝合金软线的工艺制备，使铝合金软线可以形成更细的单丝，生产铝合金软线的直径在0.08-0.15mm的范围内，从而能生产6类导线，进一步满足生产需求，在本发明中的工艺制备下，20℃时导体电阻率不大0.02801Ω·mm2/m，抗拉强度98-159MPa，伸长率不小于10％，有利于产业化实施和应用。
2、通过在原料中加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率，本发明通过Si与Fe、Cu、Y、B等元素的配合，使得铝合金软线具有较高的抗拉强度与延伸率，并且在铝合金软线具有较好的性能同时具有高强度和高导电率，可以有效增加导线输电能力。
附图说明
图1为本发明的铝合金线剖视结构示意图。
图中：1、芯体；2、绕包层；3、绝缘层；4、外护层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明提供一种技术方案：一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体1，芯体1的外部固定安装有绕包层2，绕包层2的外部固定安装有绝缘层3，绝缘层3的外部固定安装有外护层4。
一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：0.06％；Fe：1.0％；Cu：0.03％；Y：0.5％；B：0.3％；余量为Al，S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率。
S2：高温熔炼：精选铝锭，S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液，S2中熔炉内加热的温度为850℃，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为550r/min。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣，S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为320r/min，S3中静置的时间为25min。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯，S5中铸造的温度为740℃，浇铸速度为16m/min。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆，S6中粗轧温度为590℃，精轧温度为520℃，终轧温度为380℃。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm，随后将铝合金软线进行退火处理，S7中退火的温度为340℃，退火时间为10h。
实施例二：
本发明提供一种技术方案：一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体1，芯体1的外部固定安装有绕包层2，绕包层2的外部固定安装有绝缘层3，绝缘层3的外部固定安装有外护层4。
一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：0.05％；Fe：0.9％；Cu：0.025％；Y：0.4％；B：0.2％；余量为Al，S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率。
S2：高温熔炼：精选铝锭，S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液，S2中熔炉内加热的温度为840℃，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为5400r/min。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣，S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为310r/min，S3中静置的时间为23min。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯，S5中铸造的温度为725℃，浇铸速度为15m/min。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆，S6中粗轧温度为585℃，精轧温度为520℃，终轧温度为375℃。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm，随后将铝合金软线进行退火处理，S7中退火的温度为320℃，退火时间为9h。
实施例三：
本发明提供一种技术方案：一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体1，芯体1的外部固定安装有绕包层2，绕包层2的外部固定安装有绝缘层3，绝缘层3的外部固定安装有外护层4。
一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：0.04％；Fe：1.0％；Cu：0.01％；Y：0.25％；B：0.1％；余量为Al，S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率。
S2：高温熔炼：精选铝锭，S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液，S2中熔炉内加热的温度为800℃，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为400r/min。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣，S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为300r/min，S3中静置的时间为25min。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯，S5中铸造的温度为700℃，浇铸速度为10m/min。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆，S6中粗轧温度为570℃，精轧温度为500℃，终轧温度为360℃。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm，随后将铝合金软线进行退火处理，S7中退火的温度为300℃，退火时间为10h。
实施例四：
本发明提供一种技术方案：一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体1，芯体1的外部固定安装有绕包层2，绕包层2的外部固定安装有绝缘层3，绝缘层3的外部固定安装有外护层4。
一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：0.02％；Fe：0.3％％；Cu：0.03％；Y：0.01％；B：0.01％；余量为Al，S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率。
S2：高温熔炼：精选铝锭，S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液，S2中熔炉内加热的温度为790℃，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为420r/min。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣，S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为295r/min，S3中静置的时间为20min。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯，S5中铸造的温度为710℃，浇铸速度为12m/min。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆，S6中粗轧温度为575℃，精轧温度为480℃，终轧温度为355℃。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm，随后将铝合金软线进行退火处理，S7中退火的温度为280℃，退火时间为5h。
实施例五：
本发明提供一种技术方案：一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体1，芯体1的外部固定安装有绕包层2，绕包层2的外部固定安装有绝缘层3，绝缘层3的外部固定安装有外护层4。
一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：0.03％；Fe：0.5％；Cu：0.02％；Y：0.09％；B：0.038％；余量为Al，S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率。
S2：高温熔炼：精选铝锭，S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液，S2中熔炉内加热的温度为810℃，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为455r/min。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣，S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为290r/min，S3中静置的时间为21min。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯，S5中铸造的温度为710℃，浇铸速度为14m/min。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆，S6中粗轧温度为585℃，精轧温度为490℃，终轧温度为360℃。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm，随后将铝合金软线进行退火处理，S7中退火的温度为280℃，退火时间为6h。
实施例六：
本发明提供一种技术方案：一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体1，芯体1的外部固定安装有绕包层2，绕包层2的外部固定安装有绝缘层3，绝缘层3的外部固定安装有外护层4。
一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：0.04％；Fe：0.6％；Cu：0.25％；Y：0.3％；B：0.15％；余量为Al，S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率。
S2：高温熔炼：精选铝锭，S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液，S2中熔炉内加热的温度为800℃，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为420r/min。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣，S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为300r/min，S3中静置的时间为19min。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯，S5中铸造的温度为715℃，浇铸速度为12m/min。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆，S6中粗轧温度为580℃，精轧温度为500℃，终轧温度为375℃。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm，随后将铝合金软线进行退火处理，S7中退火的温度为280℃，退火时间为8h。
实施例七：
本发明提供一种技术方案：一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体1，芯体1的外部固定安装有绕包层2，绕包层2的外部固定安装有绝缘层3，绝缘层3的外部固定安装有外护层4。
一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：0.01％；Fe：0.3％；Cu：0.01％；Y：0.01％；B：0.01％；余量为Al，S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率。
S2：高温熔炼：精选铝锭，S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液，S2中熔炉内加热的温度为780℃，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为400r/min。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣，S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为280r/min，S3中静置的时间为18min。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯，S5中铸造的温度为690℃，浇铸速度为10m/min。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆，S6中粗轧温度为570℃，精轧温度为480℃，终轧温度为350℃。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm，随后将铝合金软线进行退火处理，S7中退火的温度为240℃，退火时间为4h。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高延伸高导电铝合金软线，包括芯体(1)，其特征在于：所述芯体(1)的外部固定安装有绕包层(2)，所述绕包层(2)的外部固定安装有绝缘层(3)，所述绝缘层(3)的外部固定安装有外护层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述制作工艺包括如下步骤：
S1：原料选择：Si：≤0.06％；Fe：0.3％-1.0％；Cu：≤0.03％；Y：0.01％-0.5％；B：0.01％-0.3％；余量为Al。
S2：高温熔炼：精选铝锭，将铝锭进行称重，并且加入熔炉中高温加热，在加热的过程中，将S1所选择的原料加入熔炉中，并对其进行搅拌，使原料与熔化的铝锭均匀混合，从而形成铝液。
S3：铝液净化：在铝液中加入常规精炼剂，并且对铝液进行充分搅拌，使精炼剂与铝液充分接触，随后静置，静置一段时间，扒去铝液表面的浮渣。
S4：成分调整：对铝液进行炉前化学快速分析，分析后根据配方中各组分的重量比调整铝液组分，对铝液进行补料，调整各原料含量在配方范围内。
S5：铝液铸造：将S3中获得洁净的铝液放入铸造机中进行连续浇铸，将铝液铸造成铝合金铸坯。
S6：制备铝杆：将铝合金铸坯放入粗轧机中进行粗轧，再进行精轧，随后进行终轧，制出铝杆。
S7：制备铝合金软线：将铝杆进行拉丝，依次经过大拉、中拉、小拉，最后形成铝合金软线，随后将铝合金软线进行退火处理。
3.根据权利要求2所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述S1中选取Si，通过加入Si，可明显改善抗拉强度和延伸率。
4.根据权利要求2所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述S2中选取纯度大于99.4wt％的铝锭。
5.根据权利要求2所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述S2中熔炉内加热的温度为780-850℃之间，搅拌的方式为电动搅拌，电动搅拌的转速为400-550r/min。
6.根据权利要求2所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述S3中搅拌的方式为电动搅拌，搅拌的转速为280-320r/min，所述S3中静置的时间为18-25min。
7.根据权利要求2所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述S5中铸造的温度为690-740℃，浇铸速度为10-16m/min。
8.根据权利要求2所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述S6中粗轧温度为570-590℃，精轧温度为480-520℃，终轧温度为350-380℃。
9.根据权利要求2所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述S7中退火的温度为240-340℃，退火时间为4-10h。
10.根据权利要求2所述的一种高延伸高导电铝合金软线及其加工工艺，其特征在于：所述S7中所得到的铝合金软线直径为0.08-0.15mm。
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-
2021
- 2021-03-11 CN CN202110263686.3A patent/CN113096854A/zh active Pending
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