一種高強度耐腐蝕鋁合金導線及其製備方法與流程

2024-02-19 07:02:15

本發明屬於合金導線製備技術領域，具體涉及了一種高強度耐腐蝕鋁合金導線及其製備方法。

背景技術：

隨著我國國民經濟的高速發展，電力工業的建設呈現突飛猛進的趨勢，在建的大跨越輸電線路已向高壓化、大容量化、遠距離化方面發展和延伸，僅使用傳統的導線已經不能滿足西電東送、南北互供、全國聯網的戰略部署及大跨越輸電線路的需求。

在電力行業中，導線的傳輸對電力行業有著非常大的影響。導線的材質和構造決定了導線的電阻大小和電導率。較大的電阻和較低的電導率限制了導線在電力行業的應用，電阻過大，在電力傳輸中會有較大的損耗，一定程度上浪費了能源。

另外，在實際生產中，鋁合金導線的耐腐蝕性、抗拉強度與導電率是一對矛盾體，想在提高鋁導線的抗拉強度且保證合格導電率的前提下，獲得較優的耐腐蝕性能，勢必對添加的合金種類及含量有更高的要求。因此如何獲得力學性能、耐腐蝕性能及導電性能的較優匹配是該領域研究的主要內容。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種高強度耐腐蝕鋁合金導線及其製備方法。該高強度耐腐蝕鋁合金導線通過添加稀土元素鐠，協調其他合金元素的性能，使本合金導線在具有較高的導電率的前提下，極大程度的優化了合金導線的力學性能和耐腐蝕性能，能夠滿足大跨越輸電線路的需求。

為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案：

一種高強度耐腐蝕鋁合金導線，按質量百分比計含有如下元素：0.05%～0.50%Pr、0.5%～1.5%Fe、0.005%～0.010%B、0.03%～0.05%Mo、0.02%～0.05%Si、0.1%～0.2%Ru，餘量為Al及不可避免的雜質。

進一步優選本發明的技術方案：所述高強度耐腐蝕鋁合金導線按質量百分比計含有如下：0.20%～0.50%Pr、1.0%～1.5%Fe、0.005%～0.010%B、0.03%～0.04%Mo、0.02%～0.04%Si、0.1%～0.2%Ru，餘量為Al及不可避免的雜質。

進一步優選本發明的技術方案：所述高強度耐腐蝕鋁合金導線按質量百分比計含有如下：0.30%Pr、1.5%Fe、0.008%B、0.04%Mo、0.03%Si、0.15%Ru，餘量為Al及不可避免的雜質。

一種製備上述高強度耐腐蝕鋁合金導線的方法，包括以下步驟：

步驟一，按照各元素在合金導線成品中的質量百分比，分別稱取各元素的單質或者化合物；

步驟二，將99.7%工業純鋁錠放入中頻感應電爐中熔化後，先加入元素Pr、Fe、B，保溫攪拌，攪拌均勻後，再加入元素Mo、Si、Ru，保溫攪拌、除雜質，精煉、除氣、除渣，靜置30分鐘以上，溫度控制在750℃～800℃之間；期間對爐內成分進行分析和調整；

步驟三，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成鋁合金鑄錠；由擠壓機在420℃～450℃熱擠壓製成鋁合金杆，在400℃進行60分鐘退火處理，然後在拉線機上，經過7～9道次的拉制，製備成相應規格的高強度耐腐蝕鋁合金導線。

本發明的優點：

1.本發明的合金導線經測定，其電阻率為0.0025Ω·mm2/m～0.0035Ω·mm2/m，可以廣泛的用於電力傳輸中，有效降低電力資源的損耗。

2.本發明的合金導線通過添加並控制導電率優良的Mo等金屬元素的含量，提高了合金導線的導電率；添加並控制力學性能和耐腐蝕性能優良的Fe、B、Ru、Si等元素的含量，提高合金導線的理化性能；通過添加稀土元素Pr協調各個合金元素的性能，很好的改善優化合金導線的金相組織結構，使得本發明的合金導線同時具備優良的導電性能、力學性能和耐腐蝕性能。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進一步說明，但是本發明的保護範圍不僅僅局限於以下實施例的具體記載。

實施例1：

一種高強度耐腐蝕鋁合金導線，按質量百分比計含有如下元素：0.05%Pr、0.5%Fe、0.005%B、0.03%Mo、0.02%Si、0.1%Ru，餘量為Al及不可避免的雜質。

製備本實施例的高強度耐腐蝕鋁合金導線的方法，包括以下步驟：

步驟一，按照各元素在合金導線成品中的質量百分比，分別稱取各元素的單質或者化合物；

步驟二，將99.7%工業純鋁錠放入中頻感應電爐中熔化後，先加入元素Pr、Fe、B，保溫攪拌，攪拌均勻後，再加入元素Mo、Si、Ru，保溫攪拌、除雜質，精煉、除氣、除渣，靜置30分鐘以上，溫度控制在750℃；期間對爐內成分進行分析和調整；

步驟三，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成鋁合金鑄錠；由擠壓機在420℃熱擠壓製成鋁合金杆，在400℃進行60分鐘退火處理，然後在拉線機上，經過7道次的拉制，製備成相應規格的高強度耐腐蝕鋁合金導線。

實施例2：

一種高強度耐腐蝕鋁合金導線，按質量百分比計含有如下元素：0.50%Pr、1.5%Fe、0.010%B、0.05%Mo、0.05%Si、0.2%Ru，餘量為Al及不可避免的雜質。

製備本實施例的高強度耐腐蝕鋁合金導線的方法，包括以下步驟：

步驟一，按照各元素在合金導線成品中的質量百分比，分別稱取各元素的單質或者化合物；

步驟二，將99.7%工業純鋁錠放入中頻感應電爐中熔化後，先加入元素Pr、Fe、B，保溫攪拌，攪拌均勻後，再加入元素Mo、Si、Ru，保溫攪拌、除雜質，精煉、除氣、除渣，靜置30分鐘以上，溫度控制在800℃之間；期間對爐內成分進行分析和調整；

步驟三，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成鋁合金鑄錠；由擠壓機在450℃熱擠壓製成鋁合金杆，在400℃進行60分鐘退火處理，然後在拉線機上，經過9道次的拉制，製備成相應規格的高強度耐腐蝕鋁合金導線。

實施例3：

一種高強度耐腐蝕鋁合金導線，按質量百分比計含有如下元素：0.30%Pr、1.5%Fe、0.008%B、0.04%Mo、0.03%Si、0.15%Ru，餘量為Al及不可避免的雜質。

製備本實施例的高強度耐腐蝕鋁合金導線的方法，包括以下步驟：

步驟一，按照各元素在合金導線成品中的質量百分比，分別稱取各元素的單質或者化合物；

步驟二，將99.7%工業純鋁錠放入中頻感應電爐中熔化後，先加入元素Pr、Fe、B，保溫攪拌，攪拌均勻後，再加入元素Mo、Si、Ru，保溫攪拌、除雜質，精煉、除氣、除渣，靜置30分鐘以上，溫度控制在770℃之間；期間對爐內成分進行分析和調整；

步驟三，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成鋁合金鑄錠；由擠壓機在440℃熱擠壓製成鋁合金杆，在400℃進行60分鐘退火處理，然後在拉線機上，經過8道次的拉制，製備成相應規格的高強度耐腐蝕鋁合金導線。

實施例4：

一種高強度耐腐蝕鋁合金導線，按質量百分比計含有如下元素：0.20%Pr、1.0%Fe、0.005%B、0.03%Mo、0.02%Si、0.1%Ru，餘量為Al及不可避免的雜質。

製備本實施例的高強度耐腐蝕鋁合金導線的方法，包括以下步驟：

步驟一，按照各元素在合金導線成品中的質量百分比，分別稱取各元素的單質或者化合物；

步驟二，將99.7%工業純鋁錠放入中頻感應電爐中熔化後，先加入元素Pr、Fe、B，保溫攪拌，攪拌均勻後，再加入元素Mo、Si、Ru，保溫攪拌、除雜質，精煉、除氣、除渣，靜置30分鐘以上，溫度控制在750℃之間；期間對爐內成分進行分析和調整；

步驟三，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成鋁合金鑄錠；由擠壓機在420℃熱擠壓製成鋁合金杆，在400℃進行60分鐘退火處理，然後在拉線機上，經過7道次的拉制，製備成相應規格的高強度耐腐蝕鋁合金導線。

實施例5：

一種高強度耐腐蝕鋁合金導線，按質量百分比計含有如下元素：0.50%Pr、1.5%Fe、0.010%B、0.04%Mo、0.04%Si、0.2%Ru，餘量為Al及不可避免的雜質。

製備本實施例的高強度耐腐蝕鋁合金導線的方法，包括以下步驟：

步驟一，按照各元素在合金導線成品中的質量百分比，分別稱取各元素的單質或者化合物；

步驟二，將99.7%工業純鋁錠放入中頻感應電爐中熔化後，先加入元素Pr、Fe、B，保溫攪拌，攪拌均勻後，再加入元素Mo、Si、Ru，保溫攪拌、除雜質，精煉、除氣、除渣，靜置30分鐘以上，溫度控制在760℃之間；期間對爐內成分進行分析和調整；

步驟三，用連鑄機連續澆鑄，連續澆鑄成鋁合金鑄錠；由擠壓機在430℃熱擠壓製成鋁合金杆，在400℃進行60分鐘退火處理，然後在拉線機上，經過8道次的拉制，製備成相應規格的高強度耐腐蝕鋁合金導線。