一种电缆用中强度铝合金杆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种电缆用中强度铝合金杆及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着导体合金化的发展，以铝合金材料作为导体材料和加强材料的输电导线在国内外应用也日趋广泛，其代表种类包括全铝合金绞线和铝合金芯铝绞线。全铝合金绞线由同一材料构成，制造工艺非常简便，且在工程应用上具有诸多优点。现有技术中，由于产品性能要求不断升高，在制备中强度铝合金杆的过程中，现有的制备工艺获得的耐拉伸铝合金无法获得理想的性能，同时，目前厂家设备的升级改造，为耐拉伸铝合金的制备工艺控制提供了良好的设备基础。因此，探索一种中强度铝合金杆的制备工艺，从而获得性能更加优良的铝合金杆，已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种电缆用中强度铝合金杆及其制备方法，其工艺合理，步骤简单，中强度铝合金杆的机械性能和抗腐蚀性能优异。
[0004]本发明提出的一种电缆用中强度铝合金杆的制备方法，包括以下步骤:
[0005]S1、熔炼:将铝锭、铝-硅合金、铝-铁合金、铝-稀土合金、镁锭在720-750°C熔化形成合金液，再在730-740°C进行除气精炼，然后在720-730°C下保温静置30_50min，浇铸得到铸锭，其中，在浇铸前进行合金液成分调控，调控后合金液的成分按质量分数包括:铁彡 0.30 %，硅 0.30-0.50 %，镁 0.30-0.50 %，稀土 0.10-0.15%,余量为铝；
[0006]S2、轧制:将SI得到的铸锭进行水冷，然后进行热轧，在冷却后获得热轧铝合金杆；
[0007]S3、固溶:将S2得到的热轧铝合金杆加热至400-410°C，保温20_25min，再升温至440-450 °C，保温 35-45min，再升温至 470-480 °C，保温 40_50min，升温至 485-490 °C，保温190-200min，冷却至室温得到固溶铝合金杆；
[0008]S4、时效:将S3得到的固溶铝合金杆进行自然时效l_2h，然后进行人工时效处理得到电缆用中强度铝合金杆，其中，人工时效温度为150-160°C，人工时效时间为3.5-4h。
[0009]其中，在SI中，除气精炼过程中，精炼剂加入量为炉料重量的0.3-0.4%，精炼后合金液中氢含量为0.10-0.12ml/100go
[0010]其中，在SI中，调控后合金液成分中铁含量为0.16-0.24% ;优选地，在SI中，调控后合金液成分中铁含量为0.18-0.22%。
[0011]其中，在SI中，调控后合金液成分中，硅、镁的元素质量比为0.32-0.48:0.36-0.44。
[0012]其中，在S2中，对铸锭进行水冷时，采用水温为30-40°C的冷却水进行水冷，冷却水的水压多3pa。
[0013]其中，在S2中，在热轧过程中，铸锭进轧温度为460-480°C，终轧温度彡360°C。
[0014]其中，在S2中，在热轧过程中，采用乳化液进行润滑，其中，乳化液温度多60°C。
[0015]其中，在S3中，在冷却过程中，采用40_50°C的冷却水进行喷洒并保持降温速度为8-10°C /min。
[0016]其中，在S4中，人工时效温度为152-158°C，人工时效时间为3.6_4h。
[0017]本发明还提出的一种电缆用中强度铝合金杆，采用上述电缆用中强度铝合金杆的制备方法制成。
[0018]本发明制备过程中，优化了铝合金的合金成分和合金化工艺，调控了铝、镁、硅三种元素的配比，获得Mg2Si和1&八13两种强化相成分基础，为最终获得性能良好的电缆用中强度铝合金杆奠定基础；通过将浇铸-水冷-热轧-冷却进行综合考虑和工艺协同，形成连铸连轧，并对工艺参数进行合理设定，使得电缆用中强度铝合金杆成形过程中，形变合理；在固溶过程中通过阶段性升温保温，使铝合金杆在固溶过程中保持内外温度一致，避免固溶过程中内外温度差异导致性能发生偏差，在冷却过程中，采用40-50°C的冷却水喷洒冷却并保持降温速度为8-10°C /min，使铝合金杆既保证了快速降温的机制达到固溶的效果，同时也防止固溶急冷过程中发生应力形变导致破碎；通过制定良好的自然时效和人工时效的参数进行配合，使抗拉伸性能、伸长率和屈服强度达到平衡，充分发挥合金元素的强化作用，形成分布良好的强化相。
【具体实施方式】
[0019]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0020]实施例1
[0021]本发明提出的一种电缆用中强度铝合金杆的制备方法，包括以下步骤:
[0022]S1、熔炼:将铝锭、铝-硅合金、铝-铁合金、铝-稀土合金、镁锭在720°C熔化形成合金液，再在740°C进行除气精炼，然后在720°C下保温静置50min，浇铸得到铸锭；其中，在浇铸前进行合金液成分调控，调控后合金液的成分按质量分数包括:铁< 0.30%，硅0.30 %，镁0.50 %，稀土 0.10%，余量为铝；除气精炼过程中，精炼剂加入量为炉料重量的0.4%，精炼后合金液中氢含量为0.10ml/100g ；
[0023]S2、轧制:将SI得到的铸锭进行水冷，对铸锭进行水冷时，采用水温为30_40°C的冷却水进行水冷，冷却水的水压多3pa，然后进行热轧并冷却后得到热轧铝合金杆，在热轧过程中，采用温度彡60°C的乳化液进行润滑，铸锭进轧温度为460°C，终轧温度彡3600C ;
[0024]S3、固溶:将S2得到的热轧铝合金杆加热至400°C，保温25min，再升温至440°C，保温45min，再升温至470 °C，保温50min，升温至485 °C，保温200min，喷水冷却至室温得到固溶铝合金杆，冷却水温度为50°C，降温速度为8°C /min ;
[0025]S4、时效:将S3得到的固溶铝合金杆进行自然时效2h，然后进行人工时效处理得到电缆用中强度铝合金杆，其中，人工时效温度为150°C，人工时效时间为4h。
[0026]实施例2
[0027]本发明提出的一种电缆用中强度铝合金杆的制备方法，包括以下步骤:
[0028]S1、熔炼:将铝锭、铝-硅合金、铝-铁合金、铝-稀土合金、镁锭在750°C熔化形成合金液，再在730°C进行除气精炼，然后在730°C下保温静置30min，浇铸得到铸锭；其中，在浇铸前进行合金液成分调控，调控后合金液的成分按质量分数包括:铁< 0.30%，硅0.50 %，镁0.30 %，稀土 0.15%，余量为铝；除气精炼过程中，精炼剂加入量为炉料重量的0.4%，精炼后合金液中氢含量为0.10ml/100g ；
[0029]S2、轧制:将SI得到的铸锭进行水冷，对铸锭进行水冷时，采用水温为30_40°C的冷却水进行水冷，冷却水的水压多3pa，然后进行热轧并冷却后得到热轧铝合金杆，在热轧过程中，采用温度彡60°C的乳化液进行润滑，铸锭进轧温度为480°C，终轧温度彡3600C ;
[0030]S3、固溶:将S2得到的热轧铝合金杆加热至410°C，保温20min，再升温至450°C，保温35min，再升温至480°C，保温40min，升温至490°C，保温190min，喷水冷却至室温得到固溶铝合金杆，冷却水温度为40°C，降温速度为10°C /min ;
[0031]S4、时效:将S3得到的固溶铝合金杆进行自然时效lh，然后进行人工时效处理得到电缆用中强度铝合金杆，其中，人工时效温度为160°C，人工时效时间为3.5h。
[0032]实施例3
[0033]本发明提出的一种电缆用中强度铝合金杆的制备方法，包括以下步骤:
[0034]S1、熔炼:将铝锭、铝-硅合金、铝-铁合金、铝-稀土合金、镁锭在735°C熔化形成合金液，再在736°C进行除气精炼，然后在728°C下保温静置35min，浇铸得到铸锭；其中，在浇铸前进行合金液成分调控，调控后合金液的成分按质量分数包括:铁< 0.30%，硅
0.48 %，镁0.36 %，稀土 0.14%，余量为铝；除气精炼过程中，精炼剂加入量为炉料重量的
0.37%，精炼后合金液中氢含量为0.llml/lOOg ；
[0035]S2、轧制:将SI得