[发明专利]高性能铝合金杆的生产方法

说明书

本发明公开一种高性能铝合金杆的生产方法，包括以下步骤：将Al99.70和Al99.85重熔铝锭组合使用，投入熔铝炉熔炼；将获得的熔炼后铝液转注到保温炉，搅拌均匀后取样用直读光谱仪进行快速分析，检测溶液中Al、Si、Fe和Mn、Cr、Ti、V的含量；在熔炼后铝液中加入铝硼中间合金、铝铈稀土中间合金，控制保温炉铝液温度在740±10℃时，人工搅拌并电磁搅拌20分钟，获得合金铝液，此合金铝液中Al≥99.82wt%、Si≤0.04wt%、Fe 0.08~0.12wt%、（Mn+Cr+Ti+V）＜0.01wt%、Ce 0.01~0.05%wt%，并使Fe/Si≥2.0。本发明减少针状晶，增加球状晶，有效控制高纯铝枝晶组织的粗化，改善高纯铝的机械性能，提高铝导体的抗拉强度和伸长率。

技术领域

本发明涉及一种铝合金杆的制造工艺，尤其涉及一种高性能铝合金杆的生产方法。

背景技术

目前，5154合金丝线由于具有密度小、强度高以及良好的强塑性、导电性、抗蚀性和耐卷绕性等一系列优良综合性能而被广泛应用于有线电视同轴电缆、通讯电缆编织屏蔽网线以及军工业和航空航天领域。然而，现有技术水平引铸法生产的5154铝合金线材在向Φ0.10mm以下甚至超细微方向发展等方面出现合金丝线强度低、拉拔断线率高等问题，极大影响了铝合金线缆企业向超强超细方向发展。

架空输电导线一般由导体材料和加强材料两部分组成，目前，国内开发的高导电率导线产品:钢芯软铝绞线、应力转移型特强钢芯软铝绞线、复合芯软铝倍容量导线等,主要采用对拉丝后的铝导体进行退火工艺处理方法，用软铝代替电工硬铝，导体导电率可由61% IACS提高到63% IACS. 然而通过退火的软铝导体，其导电率得到了提高，但抗拉强度则大为降低，由原来硬铝时的160-200 MPa下降为60-98 MPa，达不到GB/T 17048-2009架空导线用硬铝线的指标要求，由于软铝导体存在强度、表面硬度低等缺陷，放线施工时易擦伤导线表面，因此对导线施工和运行要求较高。因而不适用于跨度大、高压或特高压输电工程。

发明内容

本发明提供一种高性能铝合金杆的生产方法，此制备工艺获得的架空输电导线用高导电率铝杆从原材料选择和导体线坯—铝杆生产工艺着手，提供一种既有高导电率，又适合生产架空导线用的铝杆及其硬铝线。其中铝线的性能指标主要取决于铝杆的指标，使用此种高导电率铝杆，导体可按常规拉丝工艺进行生产，无需经过退火工艺处理，也不需要改变拉丝配模工艺来就专用的铝杆外径尺寸（如Φ12mm，Φ15mm），导体导电率就可达到62.5-63.0% IACS，抗拉强度达到160-200MPa，符合架空导线用硬铝线的要求。简化了高导电率导线的生产过程，降低了该类导线的生产成本，极大地提高了高导电率导体的生产效率和合格率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高性能铝合金杆的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、将Al99.70和Al99.85重熔铝锭组合使用，投入熔铝炉熔炼，控制炉内铝液温度≤760℃，其中Al99.70铝锭占比为20~40%，Al99.85铝锭占比为60~80%；

步骤二、将步骤一获得的熔炼后铝液转注到保温炉，搅拌均匀后取样用直读光谱仪进行快速分析，检测溶液中Al、Si、Fe和Mn、Cr、Ti、V的含量；

步骤三、在熔炼后铝液中加入铝硼中间合金、铝铈稀土中间合金，控制保温炉铝液温度在740±10℃时，人工搅拌并电磁搅拌20分钟，获得合金铝液，此合金铝液中Al≥99.82wt%、Si≤0.04wt%、 Fe 0.08~0.12wt%、（Mn+Cr+Ti+V）＜0.01 wt%、Ce 0.01~0.05%wt%，并使Fe/ Si≥2.0；

步骤四、完成步骤三后，在铝液温度达到750±10℃时用99.996%的高纯氮气作载体，将高效喷粉精炼剂通入保温炉内熔体中进行精炼，达到合金铝液除气、除杂等净化处理；