本发明涉及一种超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺及产品。
背景技术：
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原来的控制电缆、RVVP软电缆、计算机电缆、同轴电缆等编织屏蔽电缆采用的屏蔽编织丝为裸铜丝或镀锡铜丝，但因铜资源匮乏、铜价较高、生产成本较高，铜材密度较大等原因不利于产品的轻量化发展；且目前没有关于电缆编织丝的国家或行业标准，目前市面的铝丝或铝镁铝合金编织丝虽然材料轻、价格低，但是由于其在拉直成0.5mm以下的单丝后，强度低，柔韧性差，伸长率小，导电率低，给后续的电缆编织带来了较大的难度；另外，生产过程经常发生断丝，从而导致电缆击穿等问题的出现，给企业带来了巨大的不变。
技术实现要素：
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本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种具有抗拉强度高、柔韧性好和拉丝效果好的超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺及产品，该铝合金丝可制备得到具有较好抗蠕变性能、耐高温性能、弯曲性能和耐冲击性能，而且还具有较好的延伸率和抗拉强度的铝合金丝，有效的解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺，包括下列步骤：
a、准备纯度大于等于99.7％的铝锭；
b、将步骤a中的铝锭放入熔炼炉中熔炼，熔炼后的铝液放置在保温炉中保温，控制保温炉中的铝液温度在730℃～750℃；
c、往步骤b中的铝液中依次加入Al-Fe中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Ni中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Re中间合金中的一种或两种以上的混合物及Mg锭，然后电磁搅拌均匀后获得合金熔液；
d、用氮气作为载体加入精炼剂对保温炉中的合金熔液进行精炼后得合金熔体，然后对得到的合金熔体进行扒渣、静置处理后得混合溶液；
e、将步骤d得到的混合溶液进行连续浇铸得铸坯，在浇铸前匀速加入AlTi5B1合金杆进行在线细化晶粒，加入速度控制在每分钟0.4米；同时在除气箱里进行在线除气；其中，所述浇铸温度为690℃～710℃，所得的铸坯温度为490℃～510℃；
f、对步骤e制得的铸坯进行轧制，轧制过程中调整乳化液压力，轧制得铝合金杆；
g、将步骤f中轧制得到的铝合金杆在十三模分电机铝合金拉丝机上拉丝，拉制成φ1.38mm的粗型号铝合金丝A；
h、将步骤g制得的铝合金丝A在150℃～180℃温度下，加温3～5小时，得到抗拉强度为160～180MPa的铝合金丝B；
i、将步骤h得到的铝合金丝B再在铝合金十八模分小拉丝机上通过拉丝模拉制到φ0.15mm、φ0.20mm、φ0.25mm规格的铝合金细丝；
j、将步骤i得到的铝合金细丝退火处理制得铝合金丝，所述退火温度为240℃～260℃，退火时间为6～8h，所制得的铝合金丝的导电率≧60％IACS,伸长率≧18％，抗拉强度为110～140Mpa的屏蔽用铝合金细丝。
步骤c所述保温炉中合金熔液各组分的重量百分比为：Zn含量为0.05％～0.15％，Y含量为0.1％～0.13％，Fe含量为0.15％～0.2％，Mg含量为0.3％～0.45％，Cu含量为0.15％～0.18％，B含量为0.2％～0.4％，Re含量为0.1％～0.25％，其它每种杂质元素含量均＜0.02％，杂质含量合计＜0.10％，余量为铝。
步骤d所述精炼剂为固体精炼剂与氮气混合精炼，所述氮气纯度为99.99％以上，所述精炼剂主要成分为含氟的盐或冰晶石，所述精炼剂用量占合金溶液的重量百分比为1.0％～1.5％；精炼时间控制在20分钟，精炼过程中气体产生的铝水波浪高度不超过15cm，精炼过程中合金熔体的温度为730℃～750℃；所述静置时间不少于30分钟。
在将步骤e得到的混合溶液在除气箱里在线除气前，匀速向步骤d得到的混合溶液中加入铝钛硼丝AlTi5B1进行在线细化晶粒，所述AlTi5B1丝中Ti的重量百分比为5％,B的重量百分比为1％，混合溶液中Ti的重量百分比≤0.05％,在线除气氮气的纯度大于99.99％，所述过滤设备为60PPI陶瓷过滤板，所述浇铸温度为690℃～720℃，所述铸机的转速为1100～1350转/分，所得铸坯的温度为490℃～530℃。
步骤f轧制过程中入轧温度为490℃～510℃，乳化液温度压力控制在0.2MPA,轧机电流为400～450A，终轧温度为280℃～320℃，轧制所得铝合金杆的规格为φ9.5mm。
根据上述超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺制得的铝合金丝。
本发明所提供的铝合金丝及其生产工艺与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明提供的超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺及产品，通过大量实验筛选出了中间合金的组成、配比以及中间合金的添加顺序，采用按次序加入各中间合金及纯金属的方法来控制各组份含量，可得到符合要求的铝合金丝；另外，通过炉内和在线除气装置，使铝合金液体的含氢量减少；通过在线铝钛硼丝细化晶粒，增加了铝合金丝的延伸率。
2、采用本发明所述的超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺及产品，具有较好的抗拉强度、耐高温性能和拉丝效果。
由于本发明铝合金丝中含有不低于0.15％的Fe可以使铝合金丝具有优异的强度，尽管提高Fe的含量使得铝合金的强度得到增加，但同时也使铝合金丝的导电率和韧性降低，并使得铝合金丝在拉丝过程中容易发生断裂，因此Fe的含量设定不高于0.2％；另外，尽管Fe能够提高强度而不会显著降低导电率，但是添加过高的Fe会使拉丝过程中容易发生断裂，所以Fe的含量优选为0.15％～0.2％之间。
除了Fe以外，还可含有Zn、Y、Mg、Cu、Re、B、Ti等添加元素以提高铝合金丝的强度、韧性和耐冲击性。其中Y虽然会导致铝合金丝的导电率大幅降低，但它在提高耐热性方面非常有效，且可细化晶粒提高铝合金丝的韧性。Zn虽然也会导致铝合金丝的导电率大幅降低,但也可提高铝合金丝的强度，有效的细化再结晶晶粒，在一定程度上改善铝合金丝的韧性。Cu可导致导电率小幅降低，但可以提高强度、耐热温度及拉丝效果。虽然Mg会导致铝合金丝的导电率大幅降低，但其能显著提高铝合金丝的抗拉强度和弹性模量。Re可以提高铝合金丝的导电性能，增加铝合金丝的抗疲劳弯曲性能，提高铝合金丝的加工性能。
此外Ti和B在铸造时有使铝合金丝的晶体结构细化的效果。微细晶体结构可使强度及韧性得以增加，为了具有充分的细化晶体结构，优选的是Ti的含量为5％，B的含量在0.2％～0.4％之间。
3、采用本发明所述的超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺及产品，由于在制备过程中将粗拉后的φ1.38mm铝合金丝进行一次半退火处理，保证细拉时可以拉伸至最小直径未0.1mm的铝合金单丝，其导电率≮60％IACS，断裂伸长率达到18％以上，具有超高柔韧性能，大大提高了铝合金丝的弯曲性能及延伸率，增加了铝合金丝的导电率。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不仅限于此。
实施例1
一种超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺，包括下列步骤：
a、准备纯度大于等于99.7％的铝锭；
b、将步骤a中的铝锭放入熔炼炉中熔炼，熔炼后的铝液放置在保温炉中保温，控制保温炉中的铝液温度为730℃℃；
c、往步骤b中的铝液中依次加入Al-Fe中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Ni中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Re中间合金中的一种或两种以上的混合物及Mg锭，所述保温炉中合金熔液各组分的重量百分比为：Zn含量为0.05％，Y含量为0.1％，Fe含量为0.15％，Mg含量为0.3％，Cu含量为0.15％，B含量为0.2％，Re含量为0.1％，其它每种杂质元素含量均＜0.02％，杂质含量合计＜0.10％，余量为铝，然后电磁搅拌均匀后获得合金熔液；
d、用氮气作为载体加入精炼剂对保温炉中的合金熔液进行精炼后得合金熔体，然后对得到的合金熔体进行扒渣、静置处理后得混合溶液；所述精炼剂为固体精炼剂与氮气混合精炼，所述氮气纯度为99.99％以上，所述精炼剂主要成分为含氟的盐或冰晶石，所述精炼剂用量占合金溶液的重量百分比为1.0％；精炼时间控制在20分钟，精炼过程中气体产生的铝水波浪高度不超过15cm，精炼过程中合金熔体的温度为730℃；所述静置时间为30分钟；
e、将步骤d得到的混合溶液进行连续浇铸得铸坯，在浇铸前匀速加入AlTi5B1合金杆进行在线细化晶粒，加入速度控制在每分钟0.4米；同时在除气箱里进行在线除气；其中，所述浇铸温度为690℃，所得的铸坯温度为490℃；在除气箱里在线除气前，匀速向步骤d得到的混合溶液中加入铝钛硼丝AlTi5B1进行在线细化晶粒，所述AlTi5B1丝中Ti的重量百分比为5％,B的重量百分比为1％，混合溶液中Ti的重量百分比≤0.05％,在线除气氮气的纯度大于99.99％，所述过滤设备为60PPI陶瓷过滤板，所述浇铸温度为690℃，所述铸机的转速为1100转/分，所得铸坯的温度为490℃。
f、对步骤e制得的铸坯进行轧制，轧制过程中调整乳化液压力，轧制得铝合金杆；轧制过程中入轧温度为490℃，乳化液温度压力控制在0.2MPA,轧机电流为400A，终轧温度为280℃，轧制所得铝合金杆的规格为φ9.5mm。
g、将步骤f中轧制得到的铝合金杆在十三模分电机铝合金拉丝机上拉丝，拉制成φ1.38mm的粗型号铝合金丝A；
h、将步骤g制得的铝合金丝A在150℃温度下，加温3小时，得到抗拉强度为160MPa的铝合金丝B；
i、将步骤h得到的铝合金丝B再在铝合金十八模分小拉丝机上通过拉丝模拉制到φ0.15mm、φ0.20mm、φ0.25mm规格的铝合金细丝；
j、将步骤i得到的铝合金细丝退火处理制得铝合金丝，所述退火温度为240℃，退火时间为6h，所制得的铝合金丝的导电率≧60％IACS,伸长率≧18％，抗拉强度为110Mpa的屏蔽用铝合金细丝。
根据上述制备方法制得的超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝，该铝合金丝可制备得到具有较好抗蠕变性能、耐高温性能、弯曲性能和耐冲击性能，而且还具有较好的延伸率和抗拉强度的铝合金丝。
实施例2
一种超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺，包括下列步骤：
a、准备纯度大于等于99.7％的铝锭；
b、将步骤a中的铝锭放入熔炼炉中熔炼，熔炼后的铝液放置在保温炉中保温，控制保温炉中的铝液温度在740℃；
c、往步骤b中的铝液中依次加入Al-Fe中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Ni中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Re中间合金中的一种或两种以上的混合物及Mg锭，所述保温炉中合金熔液各组分的重量百分比为：Zn含量为0.10％，Y含量为0.12％，Fe含量为0.18％，Mg含量为0.4％，Cu含量为0.16％，B含量为0.3％，Re含量为0.2％，其它每种杂质元素含量均＜0.02％，杂质含量合计＜0.10％，余量为铝，然后电磁搅拌均匀后获得合金熔液；
d、用氮气作为载体加入精炼剂对保温炉中的合金熔液进行精炼后得合金熔体，然后对得到的合金熔体进行扒渣、静置处理后得混合溶液；所述精炼剂为固体精炼剂与氮气混合精炼，所述氮气纯度为99.99％以上，所述精炼剂主要成分为含氟的盐或冰晶石，所述精炼剂用量占合金溶液的重量百分比为1.25％；精炼时间控制在20分钟，精炼过程中气体产生的铝水波浪高度不超过15cm，精炼过程中合金熔体的温度为740℃；所述静置时间为35分钟，
e、将步骤d得到的混合溶液进行连续浇铸得铸坯，在浇铸前匀速加入AlTi5B1合金杆进行在线细化晶粒，加入速度控制在每分钟0.4米；同时在除气箱里进行在线除气；其中，所述浇铸温度为700℃，所得的铸坯温度为500℃；在除气箱里在线除气前，匀速向步骤d得到的混合溶液中加入铝钛硼丝AlTi5B1进行在线细化晶粒，所述AlTi5B1丝中Ti的重量百分比为5％,B的重量百分比为1％，混合溶液中Ti的重量百分比≤0.05％,在线除气氮气的纯度大于99.99％，所述过滤设备为60PPI陶瓷过滤板，所述浇铸温度为705℃，所述铸机的转速为1200转/分，所得铸坯的温度为510℃。
f、对步骤e制得的铸坯进行轧制，轧制过程中调整乳化液压力，轧制得铝合金杆；轧制过程中入轧温度为500℃，乳化液温度压力控制在0.2MPA,轧机电流为430A，终轧温度为300℃，轧制所得铝合金杆的规格为φ9.5mm。
g、将步骤f中轧制得到的铝合金杆在十三模分电机铝合金拉丝机上拉丝，拉制成φ1.38mm的粗型号铝合金丝A；
h、将步骤g制得的铝合金丝A在160℃温度下，加温4小时，得到抗拉强度为170MPa的铝合金丝B；
i、将步骤h得到的铝合金丝B再在铝合金十八模分小拉丝机上通过拉丝模拉制到φ0.15mm、φ0.20mm、φ0.25mm规格的铝合金细丝；
j、将步骤i得到的铝合金细丝退火处理制得铝合金丝，所述退火温度为250℃，退火时间为7h，所制得的铝合金丝的导电率≧60％IACS,伸长率≧18％，抗拉强度为120Mpa的屏蔽用铝合金细丝。
根据上述制备方法制得的超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝，该铝合金丝可制备得到具有较好抗蠕变性能、耐高温性能、弯曲性能和耐冲击性能，而且还具有较好的延伸率和抗拉强度的铝合金丝。
实施例3
一种超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝生产工艺，包括下列步骤：
a、准备纯度大于等于99.7％的铝锭；
b、将步骤a中的铝锭放入熔炼炉中熔炼，熔炼后的铝液放置在保温炉中保温，控制保温炉中的铝液温度在750℃；
c、往步骤b中的铝液中依次加入Al-Fe中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Ni中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Re中间合金中的一种或两种以上的混合物及Mg锭，所述保温炉中合金熔液各组分的重量百分比为：Zn含量为0.15％，Y含量为0.13％，Fe含量为0.2％，Mg含量为0.45％，Cu含量为0.18％，B含量为0.4％，Re含量为0.25％，其它每种杂质元素含量均＜0.02％，杂质含量合计＜0.10％，余量为铝，然后电磁搅拌均匀后获得合金熔液；
d、用氮气作为载体加入精炼剂对保温炉中的合金熔液进行精炼后得合金熔体，然后对得到的合金熔体进行扒渣、静置处理后得混合溶液；所述精炼剂为固体精炼剂与氮气混合精炼，所述氮气纯度为99.99％以上，所述精炼剂主要成分为含氟的盐或冰晶石，所述精炼剂用量占合金溶液的重量百分比为1.5％；精炼时间控制在20分钟，精炼过程中气体产生的铝水波浪高度不超过15cm，精炼过程中合金熔体的温度为750℃；所述静置时间为40分钟，
e、将步骤d得到的混合溶液进行连续浇铸得铸坯，在浇铸前匀速加入AlTi5B1合金杆进行在线细化晶粒，加入速度控制在每分钟0.4米；同时在除气箱里进行在线除气；其中，所述浇铸温度为710℃，所得的铸坯温度为510℃；在除气箱里在线除气前，匀速向步骤d得到的混合溶液中加入铝钛硼丝AlTi5B1进行在线细化晶粒，所述AlTi5B1丝中Ti的重量百分比为5％,B的重量百分比为1％，混合溶液中Ti的重量百分比≤0.05％,在线除气氮气的纯度大于99.99％，所述过滤设备为60PPI陶瓷过滤板，所述浇铸温度为720℃，所述铸机的转速为1350转/分，所得铸坯的温度为530℃。
f、对步骤e制得的铸坯进行轧制，轧制过程中调整乳化液压力，轧制得铝合金杆；轧制过程中入轧温度为510℃，乳化液温度压力控制在0.2MPA,轧机电流为450A，终轧温度为320℃，轧制所得铝合金杆的规格为φ9.5mm。
g、将步骤f中轧制得到的铝合金杆在十三模分电机铝合金拉丝机上拉丝，拉制成φ1.38mm的粗型号铝合金丝A；
h、将步骤g制得的铝合金丝A在180℃温度下，加温5小时，得到抗拉强度为180MPa的铝合金丝B；
i、将步骤h得到的铝合金丝B再在铝合金十八模分小拉丝机上通过拉丝模拉制到φ0.15mm、φ0.20mm、φ0.25mm规格的铝合金细丝；
j、将步骤i得到的铝合金细丝退火处理制得铝合金丝，所述退火温度为260℃，退火时间为8h，所制得的铝合金丝的导电率≧60％IACS,伸长率≧18％，抗拉强度为140Mpa的屏蔽用铝合金细丝。
根据上述制备方法制得的超柔韧电缆编织屏蔽用铝合金丝，该铝合金丝可制备得到具有较好抗蠕变性能、耐高温性能、弯曲性能和耐冲击性能，而且还具有较好的延伸率和抗拉强度的铝合金丝。