[发明专利]高强度、高导电率铝合金及其管母线的生产方法

说明书

本发明提供一种高强度、高导电率铝合金原料配比，以及管毋线生产工艺，属于合金及其管材的生产方法。

目前，输变电工程多采用牌号为LF21铝管毋线，它是一种含锰的铝合金管毋线。抗拉强度140N/mm²，强度值偏低，挠性大。架线施工中需多加支柱绝缘子。每个支柱绝缘子价一万多元，耗资较大。LF21的导电率也只有40%IACS。这种材料已不能满足电力工程上的需要，急待更新。日本生产6061、6063牌号的Al-Mg-Si系合金管毋线抗拉强度值270N/mm²，导电率40%IACS。具备强度高，导电性能比较好的优点，但因为合金中各元素含量比较高，生产工艺较复杂，需要专门的大型生产设备，成本也较高。

针对输变电材料的现状，本发明提供一种合金中添加元素含量较低，生产工艺简化，不需要专用大型设备，适合小批量生产，成本较低的高强度、高导电率的铝管毋线原料配方及其管材的生产方法。

本发明所提供的高强度、高导电率铝合金配比为：

Si  0.4-0.9%，Fe  0.3-0.5%，Cu  0.15-0.25%

Mg  0.2-0.6%，Ti  0.05%以下，RE（混合稀土）0.1-0.2%

其它杂质0.30以下，单个杂质0.05以下，其余Al。

这里，0.4-0.9%Si的加入，使合金中含强化相Mg₂Si0.4-0.8%低于0.9%。这种合金淬火敏感性小，即在较差的淬火条件下，也能保证足够的合金元素进入固溶体。含过剩的Si达0.2%-0.4%，这种过剩的Si的存在，既能细化Mg₂Si质点，还能析出过剩Si，故能使强度进一步提高。0.15-0.25%Cu的加入，人工时效时形成θ相，增加时效强化效果。0.1-0.2%的混合稀土加入铝合金中，有着净化、细化晶粒及提高铝合金的导电性，其它元素，Ti，有细化晶粒的作用，保证合金具有良好的组织特征。Fe元素的加入可以防铸锭浇铸时产生裂纹。

本合金可以采用通用的Al-Mg-Si系合金冶炼工艺，其中Si，Fe，Ti，Re以中间合金形式加入。Cu，Mg以纯金属形式入炉。RE为混合稀土。

本发明所提供的高强度、高导电率铝合金管的制造方法特征为：在坯料轧制同时，采用轧辊冷却水进行淬火。具体分成以下几步：

（1）铸管均匀化温度，540±10℃，保温时间6-9小时，均匀化后立即出炉;

（2）铸管加热温度500±10℃，保温时间2-4小时。

（3）使用三辊斜轧机轧制坯料，采用轧辊冷却水同时淬火，淬火温度400-500℃。

（4）热轧后管材冷却至250-300℃，24小时存放。

（5）拉伸，制品冷加工率30-75%。

（6）人工时效2-4小时，制品温度200±5℃。

本发明所提供的铝合金制成管毋线，其抗拉强度可达260N/mm²，延伸率5-6%，导电率可达55%IACS。该合金具有良好的热加工工艺性能，较宽的工艺范围和较小淬火敏感性，便于加工。用小型三辊轧机可生产大直径的中强度高导电稀土导电管材。轧制工艺不仅节省能源及材料，降低成本，而且所采用的形变热处理方法，提高了强度。

下面结合实施例，进一步描述本发明特征。

高强度、高导电率铝合金配比例一：

Si  0.63%，Fe  0.41%，Cu  0.21%，Mg  0.25%，Ti  0.031%，RE  0.16%

其它Al。

例二：

Si  0.7%，Fe  0.41%，Cu  0.21%，Mg  0.3%，Ti  0.031%，RE  0.15%，其它Al。

例三：

Si  0.75%，Fe  0.41%，Cu  0.21%，Mg  0.4%，Ti  0.031%，RE  0.15%，其它Al。

例四：

Si  0.8%，Fe  0.41%，Cu  0.21%，Mg  0.5%，Ti  0.031%，RE  0.15%，其它Al。

例五：

Si  0.9%，Fe  0.41%，Cu  0.21%，Mg  0.6%，Ti  0.031%，RE  0.15%，其它Al。

轧制工艺：

（1）铸管均匀化温度540℃，保温时间8小时，均匀化后立即出炉。

（2）铸管加热温度500℃，保温时间3小时。