[发明专利]一种Al-Mg-Si合金单丝及其制备方法

说明书

本发明提供一种Al‑Mg‑Si合金单丝及其制备方法，按质量百分比计由下述组份组成：Mg：0.32～0.45％，Si：0.18～0.25％，B：0.05～0.15％，Er：0.05～0.10％，Sn：0.05～0.15％，Fe：0.08～0.12％，其余为铝和不可避免的微量杂质，其中杂质元素Cr+Mn+V+Ti≤0.001％。本发明提供的技术方案主要通过微合金化的方式添加合金元素Er和Sn、控制合金中杂质元素含量，优化热处理工艺，从而提高合金的力学性能与导电性能，制得具有导电率≥59.5％IACS(20℃)、抗拉强度≥250MPa、延伸率不低于4.0％的Al‑Mg‑Si合金单丝。

技术领域

本发明涉及一种电力行业输电线路用中强度铝合金架空导线，具体涉及一种Al-Mg-Si合金单丝及其制备方法。

背景技术

用全铝合金导线(AAAC)做输电线路较常规钢芯铝导线(ACSR)具有线路损耗小、拉重比大、弧垂特性好、表面耐划伤、施工简单方便，耐蚀性能好、线路服役生命长等优点。国内外目前所用的热处理型中强全铝合金导线主要为Al-Mg-Si合金体系，导电率为58.5％～59％IACS，抗拉强度为240MPa，延伸率为3.5％。因此，在保证力学性能的前提下，如何提高现有中强全铝合金导线的导电率，减少输电线损，实现节能减排，成为目前中强度铝合金导线迫切的技术需求。

CN 104975211 A中国专利公开了一种高导电率热处理型中强铝合金导电单丝，其通过控制B、Mg、Si、Cu微合金化元素的含量及热处理工艺来调整合金的微观组织以改善导电率；CN 104862541 A中国专利公开了一种中强度铝合金线及其制备方法，其通过控制B、Mg、Cu、Er微合金化元素的含量及热处理工艺来调整合金的微观组织来改善导电率。然而所得产品的性能还不够理想，基于以上研究及应用背景，需提供一种高导电率中强度铝合金导线制备方法，以获得高导电率的中强度铝合金导线，达到提高输送容量、降低输电线路损耗的目的，从而满足大容量输电线路建设需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种架空Al-Mg-Si合金单丝，解决现有Al-Mg-Si合金导体材料导电率低的技术难题。本发明提供的技术方案包括以微合金化的方式添加合金元素、控制合金中杂质元素含量，优化热处理工艺改进合金的力学性能与导电性能，获得具有导电率≥59.5％IACS(20℃)、抗拉强度≥250MPa、延伸率至少为4.0％的Al-Mg-Si合金单丝。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的，另有说明除外，本发明的各组份均按质量百分比计：

一种Al-Mg-Si合金单丝，合金导线按质量百分比计由下述组份组成：Mg：0.32～0.45％，Si：0.18～0.25％，B：0.05～0.15％，Er：0.05～0.10％，Sn：0.05～0.15％，Fe：0.08～0.12％，其余为铝和不可避免的微量杂质，其中杂质元素Cr+Mn+V+Ti≤0.001％。

一种Al-Mg-Si合金单丝的第一优选方案，Mg：0.35～0.4％，Si：0.20～0.23％，B：0.06～0.11％，Er：0.06～0.08％，Sn：0.07～0.10％，Fe：0.09～0.11％。

一种Al-Mg-Si合金单丝的第二优选方案，Mg：0.4％，Si：0.22％，B：0.08％，Er：0.07％，Sn：0.08％，Fe：0.09％，Cr+Mn+V+Ti＝0.0009％。

一种Al-Mg-Si合金单丝的制备方法包括以下步骤：

(1)冶炼：于720～750℃下熔炼铝锭，待所述铝锭熔化后于730～750℃下加入除渣剂，静置15～20min后扒渣，于730～750℃下加入Al-B中间合金，待所述Al-B中间合金熔化后充分搅拌，静置15～20min后于730～750℃下加入Al-Si、Al-Er中间合金，待所述Al-Si、Al-Er中间合金熔化后充分搅拌，于730～750℃加入Mg和Sn，待所述Mg和Sn熔化后充分搅拌；