高強度、高導電率鋁合金及其管母線的生產方法技術

一種高強度、高導電率鋁合金原料配比，以及管母線生產工藝，屬于合金及其管材的生產方法。配比：Ｓｉ０．４－０．９％，Ｆｅ０．３－０．５％，Ｃｕ０．１５－０．２５％，Ｍｇ０．２－０．６％，Ｔｉ０．０５％以下，ＲＥ（混合稀土）０．１－０．２％，其它雜質０．３０以下，單個雜質０．０５以下，其余Ａｌ。高強度、高導電率鋁合金管母線，采用在坯料軋制的同時，應用軋輥冷卻水進行淬火的工藝。管母線抗拉強度２６０Ｎ／ｍｍ＋［２］，導電率可達５５％Ｏ＆ＩＡＣＳ。（*該技術在2009年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術提供一種高強度、高導電率鋁合金原料配比，以及管毋線生產工藝，屬于合金及其管材的生產方法。目前，輸變電工程多采用牌號為LF21鋁管毋線，它是一種含錳的鋁合金管毋線。抗拉強度140N/mm2，強度值偏低，撓性大。架線施工中需多加支柱絕緣子。每個支柱絕緣子價一萬多元，耗資較大。LF21的導電率也只有40%IACS。這種材料已不能滿足電力工程上的需要，急待更新。日本生產6061、6063牌號的Al-Mg-Si系合金管毋線抗拉強度值270N/mm2，導電率40%IACS。具備強度高，導電性能比較好的優點，但因為合金中各元素含量比較高，生產工藝較復雜，需要專門的大型生產設備，成本也較高。針對輸變電材料的現狀，本專利技術提供一種合金中添加元素含量較低，生產工藝簡化，不需要專用大型設備，適合小批量生產，成本較低的高強度、高導電率的鋁管毋線原料配方及其管材的生產方法。本專利技術所提供的高強度、高導電率鋁合金配比為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%其它雜質0.30以下，單個雜質0.05以下，其余Al。這里，0.4-0.9%Si的加入，使合金中含強化相Mg2Si0.4-0.8%低于0.9%。這種合金淬火敏感性小，即在較差的淬火條件下，也能保證足夠的合金元素進入固溶體。含過剩的Si達0.2%-0.4%，這種過剩的Si的存在，既能細化Mg2Si質點，還能析出過剩Si，故能使強度進一步提高。0.15-0.25%Cu的加入，人工時效時形成θ相，增加時效強化效果。0.1-0.2%的混合稀土加入鋁合金中，有著凈化、細化晶粒及提高鋁合金的導電性，其它元素，Ti，有細化晶粒的作用，保證合金具有良好的組織特征。Fe元素的加入可以防鑄錠澆鑄時產生裂紋。本合金可以采用通用的Al-Mg-Si系合金冶煉工藝，其中Si，Fe，Ti，Re以中間合金形式加入。Cu，Mg以純金屬形式入爐。RE為混合稀土。本專利技術所提供的高強度、高導電率鋁合金管的制造方法特征為在坯料軋制同時，采用軋輥冷卻水進行淬火。具體分成以下幾步(1)鑄管均勻化溫度，540±10℃，保溫時間6-9小時，均勻化后立即出爐;(2)鑄管加熱溫度500±10℃，保溫時間2-4小時。(3)使用三輥斜軋機軋制坯料，采用軋輥冷卻水同時淬火，淬火溫度400-500℃。(4)熱軋后管材冷卻至250-300℃，24小時存放。(5)拉伸，制品冷加工率30-75%。(6)人工時效2-4小時，制品溫度200±5℃。本專利技術所提供的鋁合金制成管毋線，其抗拉強度可達260N/mm2，延伸率5-6%，導電率可達55%IACS。該合金具有良好的熱加工工藝性能，較寬的工藝范圍和較小淬火敏感性，便于加工。用小型三輥軋機可生產大直徑的中強度高導電稀土導電管材。軋制工藝不僅節省能源及材料，降低成本，而且所采用的形變熱處理方法，提高了強度。下面結合實施例，進一步描述本專利技術特征。高強度、高導電率鋁合金配比例一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。軋制工藝(1)鑄管均勻化溫度540℃，保溫時間8小時，均勻化后立即出爐。(2)鑄管加熱溫度500℃，保溫時間3小時。(3)三輥斜軋機軋制坯料，采用軋輥冷卻水同時淬火，淬火溫度480℃。(4)熱軋后管材冷卻至250-260℃，24小時存放。(5)拉伸，冷加工率35%。(6)人工時效，200℃，保溫2小時。本工藝可采用240KW時效爐進行時效，鑄管均勻化處理使用為240KW雙膛爐。其產品的抗拉強度235N/mm2，延伸率5%，導電率(IACS)為54%。產品的最終狀態相當于美國標準T10狀態。本專利技術方法借助熱變形以形成無再結晶的過飽和固溶體并立即淬火，也就是獲得一種晶體缺陷(亞晶邊界及自由位錯)密度增多的組織。具有這種組織的合金，在后繼時效時，可獲得較好的機械性能。冷變形量越大，位錯密度也越高，與之相應的析出物的密度和相變時效所引起的硬化效果也提高。并且在快速冷卻中，保留了較細的亞結構組織。形變熱處理后，效果顯著，充分利用材料。本專利技術所提供的高強度、高導電率鋁合金配比中的例二～例五，其抗拉強度為290～310N/mm2，導電性56-58%IACS。權利要求1.本專利技術提供一種高強度、高導電率鋁合金原料配比，其特征為Si0.4-0.9%，Fe0.3-0.5%，Cu0.15-0.25%Mg0.2-0.6%，Ti0.05%以下，RE(混合稀土)0.1-0.2%其它雜質0.30以下，單個雜質0.05以下，其余Al。2.根據權利要求1所述的高強度，高導電率的鋁合金，其特征為Si 0.63%，Fe 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.25%，Ti 0.031%，RE 0.16%其它Al。3.根據權利要求1所述的高強度，高導電率的鋁合金，其特征為Si 0.7%，Fe 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.3%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。4.根據權利要求1所述的高強度，高導電率的鋁合金，其特征為Si 0.75%，Fe 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.4%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。5.根據權利要求1所述的高強度，高導電率的鋁合金，其特征為Si 0.8%，Fe 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.5%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。6.根據權利要求1所述的高強度，高導電率的鋁合金，其特征為Si 0.9%，Fe 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.6%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。7.本專利技術提供一種高強度、高導電率鋁合金毋線的生產方法，其特征為在坯料軋制同時，采用軋輥冷卻水進行淬火。具體分成以下幾步(1)鑄管均勻化溫度，540±10℃，保溫時間6-9小時，均勻化后立即出爐;(2)鑄管加熱溫度500±10℃，保溫時間2-4小時。(3)使用三輥斜軋機軋制坯料，采用軋輥冷卻水同時淬火，淬火溫度400-500℃。(4)熱軋后管材冷卻至250-300℃，24小時存放。(5)拉伸，制品冷加工率30-75%。(6)人工時效2-4小時，制品溫度200±5℃。8.根據權利要求7所述的高強度、高導電率鋁合金管毋線的生產方法，其特征為(1)鑄管均勻化溫度540℃，保溫時間8小時，均勻化后立即出爐。(2)鑄管加熱溫度500℃，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
本專利技術提供一種高強度、高導電率鋁合金原料配比，其特征為：Ｓｉ０．４－０．９％，Ｆｅ０．３－０．５％，Ｃｕ０．１５－０．２５％Ｍｇ０．２－０．６％，Ｔｉ０．０５％以下，ＲＥ（混合稀土）０．１－０．２％其它雜質０．３０以下，單個雜質 ０．０５以下，其余Ａｌ。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳祖錦，郭惠琴，門永斌，曲光譜，劉曦章，王繼周，徐永昌，石路，薛清余，
申請(專利權)人：沈陽鋁材廠沈陽黃金學院，
類型：發明
國別省市：89[中國|沈陽]