[发明专利]一种中强度铝合金线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于输电线路架空导线技术领域，具体涉及一种中强度铝合金线及其制备方法。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，电力需求逐年攀升。如何充分利用现有线路走廊及线路设施，尽可能多输送电量、降低线损，提高输电效率已成为电力运行部门必须考虑的问题。电网对降低输配电线路损耗的强烈要求，催生了中强度全铝合金绞线，中强度全铝合金绞线的优良特性又促进了其发展。

对于新建输电线路而言，全铝合金导线的能耗较常规同截面的钢芯铝导线小，年耗电降低约5％。采用全铝合金导线，平均档距可增加约3％，每公里塔材指标降低15％，综合考虑杆塔、基础、绝缘子和金具造价以及导线架设及其工地运输费用，用全铝合金线代替钢芯铝绞线可节约线路本体造价约5％～8％，且减少了杆塔的用量，节约走廊面积。相比高强全铝合金导线，中强度全铝合金线具有更高的导电率，进一步降低了线损。

目前高强全铝合金导线导电率较低，线损较大；而中强全铝合金导线导电率虽比高强全铝合金导线有所提升，但生产工艺复杂，成本高。因此，如何提高现有中强度铝合金导线的导电率，减少输电线损，成为目前中强度铝合金导线最为迫切的技术需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种中强度铝合金线及其制备方法，解决现有中强度铝合金生产工艺复杂，成本高，产品导电率低的技术难题。

为实现上述目的，采取以下技术方案：

一种中强度铝合金线，所述合金由按质量百分比计的以下原料组成：Fe 0.12～0.15％，Cu 0.06～0.08％，Mg 0.06～0.10％，B 0.05～0.12％，Er 0.01～0.15％，Si≤0.10％，(Cr+Mn+V+Ti)≤0.0015％，余量为铝。

所述的中强度铝合金线的第一优选方案，Er的重量百分比为0.05～0.10％。

所述的中强度铝合金线的制备方法，包括以下步骤：

1)冶炼：于690～750℃下熔炼纯度为99.7％的铝锭，以Al-B中间合金对铝液进行硼化处理，熔化Al-Fe、Al-Cu、Al-Er中间合金和纯Mg，搅拌30min；

2)除气：向铝合金液中吹N₂ 2～10min，静置50～200min；

3)制杆：经浇铸、校直、连轧制得Ф9.5mm的铝合金杆；

4)拉丝：以16-22m/s的速度对铝合金杆进行冷拉丝，通过每道次8～20％的变形量拉制得到铝合金线。

所述的中强度铝合金线的制备方法的第一优选技术方案，步骤1)所述硼化处理的温度为730℃。

所述的中强度铝合金线的制备方法的第二优选技术方案，步骤2)所述吹N₂的时间为5min。

所述的中强度铝合金线的制备方法的第三优选技术方案，步骤3)所述制杆的工艺参数：浇铸温度690℃，出条温度550℃，入轧温度480～520℃，出杆温度90℃，出杆速度10～12m/s。

所述的中强度铝合金线的制备方法的第四优选技术方案，步骤4)所述铝合金线的直径为3.0～4.0mm。

各合金元素的作用及机理如下：

Fe(铁)：在铝合金导体材料中加入Fe元素可以提高铝合金导体材料的强度，同时提高铝合金导体材料的耐热性能，并且其导电性无明显降低。但也有资料表明在实际生产中，铝合金导体材料中的Fe含量过高会使其电阻率显著升高，所以也应该适当控制铁的含量。

Cu(铜)：在铝合金中Cu具有固溶强化作用，可以使铝合金的力学性能提高，切削性变好。铝合金中添加少量的铜元素，可以在提高铝合金强度的同时又能使其抗蚀性不发生明显的改变。

Mg(镁)：Mg原子半径与铝相差较大，Mg在铝固溶体中含量越多，引起晶格畸变越严重，Mg含量超过0.3％后，强度提高而导电率明显下降。另外，Mg和Si会形成Mg₂Si强化相，对合金起到强化作用。

B(硼)：硼化处理被认为是降低杂质元素含量的一种重要方法，即在熔融的铝中添加适当的硼，能在很大程度上去除过渡族元素的有害作用。普遍的观点认为，硼改善铝导电性的作用是由于硼可以与铝中的过渡族杂质元素Ti、V等反应，使它们由固溶态转变为化合态并沉积于熔体底部，进而被清除。