[发明专利]一种新型铝合金导线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型铝合金导线及其制备方法。

背景技术

铜的导电性能、强度和高温抗蠕变优良，所以是传统电线电缆的主要材料。但我国铜资源稀缺，目前我国80%的铜依靠进口，导致铜价飙升。我国铝资源相对丰富，并且铝合金具有导电性良好、密度小、耐腐蚀等优点，能满足大容量、远距离输电的要求。因此以铝代替铜作为电线电缆材料具有重要意义。导线材料除了要有良好的导电性外，还要有一定的强度以支持其自身的重量和外来的自然载重。目前国内使用的高强铝合金导线主要是Al-Mg-Si系铝合金导线。但Al-Mg-Si系铝合金导线仍存在一些问题：1）电导率有待提高。2）Si在合金中形成的Mg₂Si相往往以粗大的汉字块形态出现，使合金的室温性能特别是延伸率下降，同时也会限制Mg₂Si相对合金高温性能的贡献。3）铸态组织晶粒粗大，机械性能有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型铝合金导线及其制备方法，通过在Al-Mg-Si合金中加入适量的稀土和Al-Ti-C-Sr合金，对其细化、变质处理，在提高合金导电性的同时，进一步提高机械性能。 

一种新型铝合金导线，其中，其组分及重量百分数为：Mg ：0.45~0.9%；Si：0.2~0.6%；Re：0.1%~1%；C：0.0004%~0.002%；Ti：0.006%~0.03%；Sr：0.02%~0.1%；其余为纯铝。

作为优选，所述稀土元素Re为混合稀土，其百分含量为Ce:30~70%；La:20~50%；其它0~20%。

一种新型铝合金导线的制备方法，包括如下步骤：

第一步，准备；

1）备料；准备炉料：工业纯铝、纯镁、Al-20Si、Al-10Re、Al-3Ti-0.2C-10Sr中间合金；所述炉料经预处理，除去油、水和表面的氧化物；采用金属型模具，模具内壁、扒渣及精炼工具除锈并涂上氧化铝涂料；

2）预热将纯镁、Al-Si、Al-Re、Al-Ti-C-Sr中间合金在烘干箱中150~250℃温度下预热20~60min；模具及所配炉料在电阻炉中250℃预热；

第二步，熔炼；

1）将石墨坩埚置于电阻炉中，升温至400℃，加入工业纯铝；

2）升温至720℃，待纯铝全部熔化后，扒去熔体表面氧化渣；

3）升温至750℃，加入预热好的纯镁和Al-Si中间合金，并保温30~50min，每10min搅拌一次；随后加入预热好的Al-Re和Al-Ti-C-Sr中间合金，并保温15~40min，每10min搅拌一次；

4）降温至720℃，取出坩埚，通入干燥氩气对熔体精炼3~5min；

5）将坩埚放入电阻炉，静置10min，除去熔体表面的氧化物，浇铸到预热好的金属模具中；

第三步，挤压与拉拔；

1）采用立式挤压机对Al-Mg-Si-Re-C-Ti-Sr合金进行挤压；挤压筒内径为90mm，坯料直径为88mm；挤压后的直径为8mm，挤压温度为420~480℃，金属流出模孔速度为1.5~3m/min；

2）将挤压后的合金棒，在拉丝机上，拉制成直径2.5mm的铝合金线。

作为优选，所述氧化铝涂料用Al(OH)₃、水、偏硅酸钠配制，配比为：3:1:200。

作为优选，所述Al-Si、Al-Re、Al-Ti-C-Sr中间合金分别为Al-20Si、Al-10Re、Al-3Ti-0.2C-10Sr中间合金。

本发明的有益效果为：

本发明在Al-Mg-Si合金中加入Re、Ti、C和Sr，细化晶粒，变质Mg₂Si相，提高合金的导电性能、机械性能，同时改善其铸造性能。元素Re、Ti、C、Sr以中间合金Al-10Re和Al-3Ti-0.2C-10Sr的形式加入，熔化快，吸收率高，因此制备工艺简单，实施方便。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：以Al-0.45Mg-0.2Si-0.1Re-0.0004C-0.006Ti-0.02Sr合金为例

1）、准备：准备炉料：工业纯铝、纯镁、Al-20Si、Al-10Re、Al-3Ti-0.2C-10Sr中间合金；