专利名称：一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法
技术领域：
本发明是一种制造59%导电率(IACS)的中强度铝合金线方法涉及电工材料的一种制造过程，是一种高导电铝合金的制造技术，更确切地说，是一种高导电中强度铝合金线的制造方法。
背景技术：
过去，我国没有开发和应用导电用的中强度铝合金，但随着架空线路向大容量、超高压发展，采用分裂导线和导线的大截面化、耐热化也逐渐发展起来了。这样不仅需要耐热铝合金线，要以中强度或高强度的铝合金线来代替一般钢芯铝绞线，中强度或高强度铝合金绞线，以提高导线的载流量。目前，要获取高导电中强度铝合金线，是用铝锭经过常规熔炼、合金化、精练(细化晶粒)和普通连铸连轧方式获得合金杆材，这种杆材再经拉线和热处理，才能达到机械、电气性能的要求(导电率达到59%IACS)。但由于制造装备的缺陷及制造工艺的不稳定性使高导电中强度铝合金线的主要性能(导电率、抗拉强度)还没有达到稳定生产的水平。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，是一种达到性能要求的制造59%IACS中强度铝合金线的方法。本发明制作的59%IACS中强度铝合金线制造绞线具有比铝线更高的抗拉强度，同时导电率比一般的铝合金线高，能够替代钢芯铝绞线，可以应用于输电线路的改造。为实现以上目的，本发明采取以下技术方案实现
一种制造59%导电率(IACS)中强度铝合金线方法，其特征在于
1、精选铝基体和合金锭选择杂质含量为硅<0. 08%、铁< 0. 16%、铜< 0. 01%、钛Ti+ 钒V+铬Cr+锰Mn ^ 0. 015%、其他每种杂质彡0. 03%的铝锭；
2、炉前分析调整用高速光谱分析仪对主要元素进行炉前快速检测、予以监测、调整，控制元素含量，根据配料单，在保温炉内添加其中间合金锭铝硅合金锭、铝铜合金锭， 镁锭，使其各元素含量得到控制硅为0. 40 0. 55%，镁为0. 35 0. 50%,铜为0. 020 0. 040%ο将上述精选铝锭，放入竖炉熔化成铝液，在可倾动的保温炉里进行合金化处理，炉膛温度控制在900°C，铝液温度控制在720 - 740°C，经搅拌均勻处理，用精炼剂来对铝液进行精炼，除气、除渣，细化晶粒处理，同时采用固体覆盖剂覆盖在铝液表面，并静置不少于 45分钟；用高速光谱分析仪对主要元素进行检测，监测、含量偏离时进行调整，达到控制合金铝液的各元素成份。所述精炼剂采用市售铝合金精炼剂。所述固体覆盖剂可采用市售 HT-LF覆盖剂。3、浇铸与结晶将倾动式保温炉中的铝合金液经流槽，通过陶瓷过滤板过滤装置过滤，辅以添加稀土，细化晶粒，使其稀土含量为0. 05 0. 15%，进入铝合金连铸机进行连续浇铸，形成铝合金铸锭；通过铝合金连轧机轧成中强度铝合金杆；
4、固溶化处理、淬火对铝合金杆进行热均化处理，控制温度在20(TC 240°C；铝合金杆的热均化处理在烘箱内，温度偏差为士3度，此烘箱必须自动控温与时间记时，最佳温度为200°C 220°C，时间为5 6小时，取出；
5、拉拔、时效及绞合将经上道工序处理过的铝合金杆在铝合金拉线机(连续拉线机) 上拉成所需直径的铝合金成品线，通过时效炉进行时效处理，控制温度在200°C 240°C， 时间为5 6小时，保证59%IACS中强度合金线抗拉强度，并在框式绞线机上绞合成缆，制成59%导电率的中强度铝合金线。
在铝合金拉线机上配模具为8. 42,7. 50,6. 68,5. 95,5. 30,4. 72,4. 21,3. 75,3. 34、 2. 97,2. 65过线模具，拉制成相对应的所需线径。在框绞机1+6+12+18+M+30，通过预扭成型一次性紧密绞合。合理控制各合金元素、铝合合金杆热均化处理工艺，确保中强度铝合金线59%导电率。对铝合金杆进行固溶化处理、淬火，铝合金杆的温度控制在200°C 220°C。添加稀土，细化晶粒，对稀土含量控制在0. 05 0. 15% 所述的铝合金连铸机的结晶轮为由H型轮式结晶轮； 所述的铝合金连轧机的轧辊为两辊加三辊的新型组合式； 所述的铝合金拉线机的拉线速度在8 25米/秒。本发明严格控制铝锭杂质和合金化添加元素含量，并通过不同制造阶段，控制合金的均勻性。采用自动化控温的倾动式保温炉，控制各个点的温度，冷却水温度与流量及生产速度等工艺参数，同时使用炉内与炉外精炼，使除气与除渣效果明显。结晶使用晶粒二次细化，保证结晶状态良好。采用新式的二辊加三辊组型的铝合金连铸连轧轧机来控制好轧杆工艺，使铝合杆能获得充分变形，性能优良。本发明的优点是
采用高速光谱分析仪，能够快速检测主要元素，及时控制铝合金杆中硅和镁的含量，保证能够批量生产。中强度铝合金绞线应用于输电线路，在国外有一定的使用量，如法国等一些发达国家所使用的全铝合金绞线都采用的中强度铝合金绞线，在国内还未有使用记录。过去，我国没有开发和应用导电用的中强度铝合金，但随着架空线路向大容量、超高压发展，采用多分裂导线和导线的大截面化的发展。另外，由于合金技术的发展亦需要中强度和高强度铝合金绞线在线路上得以应用，以替代传统的钢芯铝绞线。中强度铝合金主要以硬导线用于架空导线，具有显著的经济效应。
以下将结合附图对本发明作进一步说明 图1为本发明的制造流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图和实施例过程对本发明作进一步说明。
实施过程例如图1所示，为本发明的制造流程示意图。制造59%IACS中强度铝合金线的一种方法是选择杂质含量为硅彡0. 08%、铁彡0. 16%、铜彡0. 01%、(钛Ti+钒V+铬 Cr+锰Mn) ^ 0. 015%、其他每种杂质彡0. 03%的铝锭；放入竖炉熔化成铝液，在可倾动的保温炉里进行合金化处理，炉膛温度控制在90(TC，铝液温度控制在720 - 740°C，经搅拌均勻处理，用精炼剂来对铝液进行精炼，细化晶粒处理，同时采用固体覆盖剂覆盖在铝液表面，并静置不小于45分钟，所述精炼剂采用市售铝合金精炼剂。所述固体覆盖剂可采用市售HT-LF覆盖剂；用高速光谱分析仪对主要元素进行检测，监测、含量偏离时进行调整，达到控制合金铝液的成份。由可倾动的保温炉将铝液缓慢倾倒流出，经流槽，在上浇包中用玻璃丝网袋过滤，或用泡沫陶瓷砖或管过滤，添加稀土，细化晶粒，对稀土含量控制在0. 05 0. 15% ；然后铝液进入下浇包由H型轮式结晶轮组成的铝合金连铸机进行连续浇铸，成铝合金铸锭；铝合金浇铸温度705°C ；再进入两辊加三辊的新型组合式的铝合金连轧机组轧成铝合金杆，进轧温度480 520°C，冷却润滑乳化液总压力0. 1 0. 2Mpa，铝合金杆的终轧温度在250 300°C，轧出中强度铝金杆，固溶化处理、淬火对铝合金杆进行热均化处理， 控制温度在200°C 240°C ；合金杆的热均化处理在烘箱内，温度偏差为士3度，此烘箱必须自动控温与时间记时，最佳温度为200°C 220°C，时间为5 6小时，取出；将经上道工序处理过的铝合金杆在铝合拉线机(滑动式连续拉线机)上，所述的铝合金拉线机的拉线速度8 25米/秒为宜，拉出59%IACS中强度铝合金成品线，线径范围在5. 0 2. Omm ；拉拔、时效及绞合将经上道工序处理过的铝合金杆在铝合金拉线机上拉成所需直径的铝合金成品线，通过时效炉进行时效处理，控制温度在200°C 240°C，时间为5 6小时，保证 59%IACS中强度合金线抗拉强度，并在框式绞线机上绞合成缆，制成59%IACS中强度铝合金线。在铝合金拉线机上配模具为8.42,7. 50,6. 68,5. 95,5. 30,4. 72,4. 21,3. 75、 3. 34,2. 97,2. 65过线模具，拉制成相对应的所需线径。在框绞机1+6+12+18+M+30，通过预
扭成型一次性紧密绞合。合理控制各合金元素、铝合合金杆热均化处理工艺，确保中强度铝合金线59%导电率。对铝合金杆进行固溶化处理、淬火，铝合金杆的温度控制在200°C 220°C。所述的铝合金连铸机的结晶轮为由H型轮式结晶轮。所述的铝合金连轧机的轧辊为两辊加三辊的新型组合式。所述的铝合金连轧机轧制工艺中铝合金铸锭的进轧温度为480 520°C，铝合金连轧机冷却润滑乳化液总压力0. 1 0. 2Mpa，铝合金杆的终轧温度在250 300°C。所述的铝合金拉线机拉线速度在8 25米/秒。
本发明是一种制造59%IACS中强度铝合金线的方法。制作的59%IACS中强度铝合金线具有比铝线更高的抗拉强度，同时导电率比一般的铝合金线高，能够替代钢芯铝绞线，能达到机械、电所性能的要求(59%IACS)，可以应用于输电线路的改造。
59%导电率中强度合金线的机械指标如下
权利要求
1.一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，其特征在于(1)精选铝基体和合金锭选择杂质含量为硅08%、铁<0.16%、铜<0. 01%、钛Ti+ 钒V+铬Cr+锰Mn ^ 0. 015%、其他每种杂质彡0. 03%的铝锭；(2)炉前分析调整用高速光谱分析仪对主要元素进行炉前快速检测、予以监测、调整，控制元素含量，根据配料单，在保温炉内添加其中间合金锭铝硅合金锭、铝铜合金锭， 镁锭，使其各元素含量得到控制硅为0. 40 0. 55%，镁为0. 35 0. 50%,铜为0. 020 0. 040% ；将上述精选铝锭，放入竖炉熔化成铝液，在可倾动的保温炉里进行合金化处理，炉膛温度控制在900°C，铝液温度控制在720 - 740°C，经搅拌均勻处理，用固体或气体或固气混合而成的精炼剂来对铝液进行精炼，细化晶粒处理，同时采用固体覆盖剂覆盖在铝液表面， 并静置不少于45分钟；用高速光谱分析仪对主要元素进行检测，监测、含量偏离时进行调整，达到控制合金铝液的各元素成份；(3)浇铸与结晶将倾动式保温炉中的铝合金液经流槽，通过陶瓷过滤板过滤装置过滤，辅以添加稀土，细化晶粒，使其稀土含量为0. 05 0. 15%，进入铝合金连铸机进行连续浇铸，形成铝合金铸锭；通过铝合金连轧机轧成中强度铝合金杆；(4)固溶化处理、淬火对铝合金杆进行热均化处理，在烘箱内，此烘箱必须自动控温与时间记时，控制温度在200°C 240°C，时间为5 6小时，取出；(5)拉拔、时效及绞合将经上道工序处理过的铝合金杆在铝合金拉线机上拉成所需直径的铝合金成品线，通过时效炉进行时效处理，控制温度在200°C 240°C，时间为5 6小时，保证59%IACS中强度合金线抗拉强度，并在框式绞线机上绞合成缆，制成59%IACS中强度铝合金线。
2.根据权利要求1所述的一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，其特征在于在铝合金拉线机上配模具为8. 42,7. 50,6. 68,5. 95,5. 30,4. 72,4. 21,3. 75,3. 34,2. 97,2. 65 过线模具，拉制成相对应的所需线径；在盘数为1+6+12+18+M+30的框绞机，通过预扭成型一次性紧密绞合。
3.根据权利要求1所述的一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，其特征在于对铝合金杆进行固溶化处理、淬火，铝合金杆的温度控制在200°C 220°C。
4.根据权利要求1所述的一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，其特征在于所述的铝合金连铸机的结晶轮为由H型轮式结晶轮。
5.根据权利要求1所述的一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，其特征在于所述的铝合金连轧机的轧辊为两辊加三辊的组合式。
6.根据权利要求1所述的一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，其特征在于所述的铝合金连轧机轧制工艺中铝合金铸锭的进轧温度为480 520°C，铝合金连轧机冷却润滑乳化液总压力0. 1 0. 2Mpa，铝合金杆的终轧温度在250 300°C。
7.根据权利要求1所述的一种制造59%导电率的中强度铝合金线方法，其特征在于所述的铝合金拉线机拉线速度在8 25米/秒。
全文摘要
本发明是一种制造59%导电率(IACS)的中强度铝合金线方法，涉及的是一种高导电中强度铝合金线的制造方法。其方法在于(1)精选铝基体和铝中间合金锭(2)炉前分析调整；将上述精选铝锭，放入竖炉熔化成铝液，用精炼剂精炼；(3)浇铸与结晶将倾动式保温炉中的铝合金液经流槽，通过陶瓷过滤板过滤，辅以添加稀土，使其稀土含量为0.05～0.15%，进入铝合金连铸机进行连续浇铸，形成铝合金铸锭；通过铝合金连轧机轧成中强度合金杆；(4)固溶化处理、淬火对铝合金杆进行热均化处理；(5)拉拔、时效及绞合将经上道工序处理过的铝合金杆在铝合金拉线机上拉成所需直径的铝合金线，并在框式绞线机上绞合，制成57%IACS中强度铝合金线。
文档编号H01B13/02GK102162050SQ201110030978
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者冯爱军, 尤伟任, 徐一峰, 缪小林, 薛济萍, 薛驰, 陆伟 申请人:江苏中天科技股份有限公司