一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲及其製備方法與流程
2023-07-20 19:41:07 6
本發明涉及一種具有優秀耐蝕性、高強度的含稀土鋁鎂合金絲材及其製備方法，屬於鋁合金製備領域，主要應用於製備電磁屏蔽織物。
背景技術：
我國是電子通信材料生產和出口大國。隨著科學技術的不斷發展和進步，機場、高壓變電站等特殊地區產生的電磁波對通信和網絡的幹擾越加嚴重，同樣大量通訊電纜產生的電磁波也會造成對周圍環境，包括對機器設備和人體健康的影響，因此具備優異電磁屏蔽功能的材料已成為現代通信的必備材料。
鋁鎂合金具有高比強度、低電阻率、優異耐蝕性等優秀的綜合性能，被認為是金、銀、銅等稀有金屬的理想的替代材料。鋁鎂合金與傳統銅絲材相比具有更大的優點，不僅比重小，而且可編制性強，耐腐蝕性好，對通訊內容更具保障作用，被廣泛應用於電磁屏蔽線纜領域，是寬帶傳輸網絡和通訊網絡線纜的主要配套產品。
然而，電磁屏蔽用鋁鎂合金絲製造技術相對落後，生產效率低，產品質量差，性能不穩定，使用效果不理想，因此需要進行進一步研究。
技術實現要素：
為了解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲及其製備方法，對合金成分進行優化，改善合金組織和性能，提高鋁鎂合金絲材的強度、耐蝕性、導電率以及延展性能，提高產品質量和使用壽命。
為解決上述問題，本發明具體採用以下技術方案：
一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲，其特徵在於，成分按質量百分數為：3.0~4.5wt.%Mg、0.05~0.3wt.%B、0.05~0.15wt.%Cr、0.05~0.25wt.%Mn、0.05~0.3wt.%混合稀土，餘量為Al，所述混合稀土由37.3wt.%La、61.5wt.%Ce及雜質組成。
前述的一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲，其特徵在於，該鋁鎂合金電磁屏蔽絲的直徑為0.10mm~1.2mm，可編織不同類型、不同用途的電磁屏蔽織物。
前述的一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：
步驟1，將高純鋁錠熔化；
步驟2，待步驟1中的高純鋁錠全部熔化後加入高純鎂錠、R6535富鈰混合稀土、Al-Cr中間合金、Al-Mn中間合金以及Al-B中間合金，攪拌均勻形成混合液；
步驟3，向混合液中採用氮氣進行除氣處理，熔煉成金屬液；
步驟4，對金屬液扒渣處理後靜止5-10 min；
步驟5，將靜止後的金屬液製備成合金圓線；
步驟6，通過拉絲機對合金圓線進行冷拉拔加工製得鋁鎂合金電磁屏蔽絲。
該方法首先通過熔煉-連鑄，製成直徑為5mm~12mm的合金圓線，然後經過冷拔，加工成直徑為0.1mm~1.2mm電磁屏蔽絲，可編織不同類型、不同用途電磁屏蔽織物。
前述的一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲的製備方法，其特徵在於，所述步驟1中高純鋁錠熔化溫度為720℃。
前述的一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲的製備方法，其特徵在於，所述步驟1中採用臥式連續熔煉爐將高純鋁錠熔化。
前述的一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲的製備方法，其特徵在於，所述步驟5中採用連續鑄造法製備合金圓線。
前述的一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲的製備方法，其特徵在於，所述步驟5中製得的合金圓線的直徑為5mm~12mm。
前述的一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲的製備方法，其特徵在於，所述步驟6中，在對合金圓線冷拉拔加工過程中，將合金圓線進行均勻化退火處理以提高絲材的塑性。
前述的一種鋁鎂合金電磁屏蔽絲的製備方法，其特徵在於，退火溫度為425-450℃，退火時間為1.0-1.5 h。
本發明的有益效果：
1、本發明可以提高鋁鎂合金電磁屏蔽絲材的強度和延展性，改善鋁鎂合金絲材的可編織性能，從而提高合金圓線的拉絲生產效率；
2、本發明可以提高鋁鎂合金電磁屏蔽絲材的電阻率，提高其導電性能，從而改善製成鋁鎂電磁屏蔽織物的屏蔽性能；
3、本發明可以提高鋁鎂合金電磁屏蔽絲材的耐蝕性能，延長使用壽命和更換周期，降低使用成本。
附圖說明
附圖1：實施例1製備直徑為12mm、10mm和5mm的Al-3.1Mg-0.1B-0.05Cr-0.05Mn-0.1RE合金圓線的抗拉強度、屈服強度和斷後伸長率曲線，a-抗拉強度；b-屈服強度；c-斷後伸長率；
附圖2：實施例2製備直徑為1.2mm、0.8mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的Al-3.9Mg-0.3B-0.1Cr- 0.05Mn-0.2RE合金絲的電阻率曲線；
附圖3：實施例3製備的直徑為1.2mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的Al-4.5Mg-0.2B-0.15Cr-0.1Mn -0.3RE合金絲的電化學極化曲線。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。
實施例1：直徑為12mm、10mm和5mm的Al-3.1Mg-0.1B-0.05Cr-0.05Mn-0.1RE合金圓線製備，其中RE是La、Ce混合稀土的通用代號，為公知的標準代號。
採用臥式連續熔煉爐將高純鋁錠熔化，熔化溫度為720℃，待高純鋁錠全部熔化後，加入高純鎂錠、R6535富鈰混合稀土、Al-Cr中間合金、Al-Mn中間合金和Al-B中間合金，攪拌均勻形成混合液後採用氮氣除氣處理，熔煉成分為3.1wt.%Mg、0.1wt.%B、0.05wt.%Cr、0.05wt.%Mn、0.1wt.%RE的金屬液，扒渣並靜止5 min後，採用連續鑄造法製備直徑為12mm、10mm和5mm的合金圓線。
合金圓線拉伸性能用材料拉伸試驗機測定，拉伸速率為2mm/min。合金圓線的抗拉強度、屈服強度及斷後伸長率見圖1，抗拉強度為220MPa~250MPa，屈服強度為165MPa~ 185MPa，斷後伸長率為22%~30%。
實施例2：直徑為1.2mm、0.8mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的Al-3.9Mg-0.3B-0.1Cr-0.05Mn -0.2RE合金絲的製備。
採用臥式連續熔煉爐將高純鋁錠熔化，熔化溫度為720℃，待高純鋁錠全部熔化後，加入高純鎂錠、R6535富鈰混合稀土、Al-Cr中間合金、Al-Mn中間合金和Al-B中間合金，攪拌均勻後採用氮氣除氣處理，熔煉成分為3.9wt.%Mg、0.3wt.%B、0.1wt.%Cr、0.05wt.%Mn、0.2wt.%RE金屬液，扒渣並靜止8 min後，採用連續鑄造法製備合金圓線。通過拉絲機對合金圓線進行冷拉拔加工，得到直徑分別為1.2mm、0.8mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的本發明合金絲。拉拔加工過程中，合金圓線在445℃下的熱處理爐中進行1h的退火處理。
用直流四探針法測試合金絲材的電阻率，結果見附圖2，合金絲材電阻率≤0.047Ω·mm2/m。
實施例3：製備直徑為1.2mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的Al-4.5Mg-0.2B-0.15Cr-0.1Mn-0.3RE合金絲的製備。
採用臥式連續熔煉爐將高純鋁錠熔化，熔化溫度為720℃，待高純鋁錠全部熔化後，加入高純鎂錠、R6535富鈰混合稀土、Al-Cr、Al-Mn和Al-B中間合金，攪拌均勻後採用氮氣除氣處理，熔煉成分為4.5wt.%Mg、0.2wt.%B、0.15wt.%Cr、0.1wt.%Mn、0.3wt.%RE的金屬液，扒渣並靜止10 min，採用連續鑄造法製備合金圓線。通過拉絲機對合金圓線進行冷拉拔加工，得到直徑分別為1.2mm、0.5mm、0.2mm和0.1mm的本發明合金絲。拉拔加工過程中，合金圓線在445℃下的熱處理爐中進行1h的退火處理。
在鹽霧腐蝕實驗機中進行腐蝕試驗，合金絲材耐3.5%NaCl中性鹽霧腐蝕壽命超過80天。用PARSTAT 2273型電化學工作站測試合金絲的極化曲線，合金絲電極為工作電極，飽和氯化鉀/甘汞電極為參比電極、鉑電極為輔助電極，質量濃度為3.5wt%NaCl溶液為電解質溶液，Tafel極化測試的掃描速率0.5 mV/s，結果如附圖3所示，其腐蝕電位為-1.185~-1.225V，點蝕點位為-0.78~-0.75V，腐蝕電流密度為5~10μA/cm2。鋁合金為鈍化體系，極化曲線出現範圍較大的鈍化區，該合金絲具有高的擊破電壓說明其耐蝕性優異。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。