[发明专利]一种中强度铝合金线及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于架空输电线路架空导线技术领域，涉及一种架空导线用中强度铝合金线及其生产工艺。

背景技术

我国架空输电线路一般以钢芯铝绞线为主。众所周知，钢芯铝绞线中钢芯不仅增加了导线的重量，而且在电流传输过程中存在磁滞损耗和涡流损耗，造成线路建设投资和运行成本的增加。近年来，国家电网大力提倡建设资源节约型、环境友好型架空输电线路。为了减小钢芯铝绞线在架空输电线路出现的弊端，国家电网公司提倡架空输电线路用导线合金化，为此出现了中强度、高强度、耐热等合金系列产品。其中对于中强度铝合金，相关文献有报道，如中国专利文献CN102041418A、CN102162050A和CN103451498A，其中CN102041418A通过采用合金成份配比，通过连铸连轧方式生产铝合金杆，然后对铝合金杆进行人工时效，再进行拉丝，拉丝后再进行人工时效的工艺方法得到的中强度铝合金线，其抗张强度245～290MPa，伸长率为1.8～3.0％，单线导电率不低于57.0％IACS；同样CN102162050A通过合金成份配比，采用了连铸连轧方式生产铝合金杆，然后对铝合金杆进行人工时效，再进行拉丝，拉丝后再进行人工时效的工艺方法得到的中强度铝合金线，其抗张强度为230～250MPa，伸长率≥2.0％，单线导电率不低于57.0％IACS；该两种中强度铝合导线伸长率较小，使得绞合的导线抗过载能力和耐疲劳性能较差，导致安全性较差，另外这两个专利需要对铝合金杆和拉制的铝合金线进行两次人工时效，不仅增加了工序，降低了效率，同时时效过程能耗大，增加了制造成本；CN103451498A通过合金成份配比，采用了连铸连轧方式生产铝合金杆，然后对铝合金杆进行拉丝，拉丝后进行人工时效的工艺方法得到的中强度铝合金线，该中强其抗张强度≥245MPa，伸长率≥3.5％，单线导电率不低于58.5％IACS；该中强度铝合金线的导电性能都有一定的提高，但是其机械性能较低，对于架空输电线路，其安全性十分重要，当有些大长度、大档距、高海拔输送线路需要更高拉重比的产品来满足输电线路安全性的要求。

发明内容

本发明的第一个目的是克服上述技术的不足缺点，提供一种架空导线用的中强度铝合金线的生产工艺，提高导线的拉重比，提高单线的伸长率，来满足高压输电线路大长度、大档距、高海拔输送线路需要。

实现本发明第一个目一种中强度铝合金线的生产工艺，包括以下工艺加工步骤：

步骤一：通过连铸连轧制备中强度铝合金杆；(1)选择铝锭并熔炼，形成铝液，流入保温炉；(2)合金成分的配置，搅拌：加入中间合金锭，形成铝合金混合液体，并通过搅拌均匀后分析；(3)炉内精炼除气、扒渣、静置：将精炼剂随氮气吹入保温炉内的铝液中，精炼时间不小于15分钟，然后将表面的渣液扒干净，再进行静置；(4)炉外在线除气、在线细化晶粒、过滤、连续浇铸，形成铝合金铸锭；(5)通过感应加热、轧制、固溶淬火处理，形成中强度铝合金杆，进入收线盘进行收线；选用的铝锭成份应满足Al≥99.70wt％，铝锭和铝中间合金锭(合金锭除本体合金元素外)中杂质应满足Si≤0.07wt％，(Cr+V+Mn+Ti)≤0.015wt％，Fe≤0.20wt％，Cu≤0.01wt％；熔炼及合金配置应满足炉内各元素质量百分数如下：Si的含量为0.45～0.65wt％，Mg的含量为0.50～0.70wt％，(Cr+V+Mn+Ti)的含量≤0.015wt％，B的含量为0.01～0.1wt％，Fe的含量为0.18～0.25wt％，Cu的含量为0.015～0.035wt％，稀土含量为0.10～0.15wt％；其他各种杂质元素含量均不大于0.03wt％；炉内采用电磁搅拌或人工搅拌，确保成份均匀，静置时间不小于40分钟；除气包括炉内炉内精炼除气和炉外在线除气；二次除气后检测铝合金液中H₂含量≤0.015mol/L；细化晶粒为在线加入铝钛硼(Al-5Ti-B)合金丝，加入量根据晶相组织做调整，过滤采用陶瓷过滤板进行过滤；各步温度控制为：保温炉中铝液温度为720～750℃，炉外除气铝液温度为710～730℃；浇铸温度为695～705℃；感应加热温度520～540℃，入轧温度510～530℃，淬火水温控制在20～30℃，成品铝合金杆的温度控制在40～55℃；此步得到的中强度铝合金杆的直径为9.5mm；轧制包括粗轧和精轧，粗轧为4组轧辊，精轧为10组轧辊；