[发明专利]一种高强度高导电性铝镁硅钙合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度高导电性铝镁硅钙合金的制备方法，是针对铝镁硅合金强度低、导电性差、力学性能不稳定的缺点，采用在铝镁硅合金中掺杂钙元素，采用真空熔炼、氩气底吹保护、浇铸成锭，经等通道转角挤压及时效处理制成高强度、高导电性特点的合金，此制备工艺方法先进，数据翔实准确，制备的合金屈服强度为370MPa、抗拉强度为370MPa、伸长率为12％，导电率达到57.2％IACS；其抗拉强度比现有技术提高17.5％，其导电率比现有技术提高8.9％，显著提高了铝镁硅合金的力学性能和导电性能，扩大了使用范围，是先进的高强度高导电性铝镁硅钙合金的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种高强度高导电性铝镁硅钙合金的制备方法，属有色金属提高强度、增强导电性的制备及应用的技术领域。

背景技术

随着电力需求的不断扩张，迫切需求轻质、高强度、高导电性、耐热铝合金架空输电线路用导线材料。6201铝合金是常用的架空输电导线用铝合金，属于高强度铝合金，直径≥3.5mm的高强度铝合金导线LHA1抗拉强度为315MPa、伸长率为3％、导电率为52.5％IACS(国际退火铜标准)。目前工业中使用的6201铝合金存在的问题是强度稍高、导电性差，互为矛盾，不能满足大跨越远距离输电线路的需求。如何解决强度、导电性、耐热性问题，是国内外研究的热点。

6201铝镁硅合金采用合金化法制备，常添加Zr、B、RE、Sc等元素来提高合金耐热温度，并通过轧制、拉拔丝等大塑性变形结合退火处理获得高强度特性；CN 201610057588.3专利介绍了“一种高强度高导电的高硼铝合金线材及其制备方法”，该方法所制备的铝合金导线导电率达到60.6～62.2％IACS，但抗拉强度为288～298MPa，伸长率也仅为3.10～3.25％；CN 201611143869.7专利介绍了“一种智能电网用高导电高强度铝合金导线的制造方法”，该方法所制备的铝合金抗拉强度达到345MPa，但其由四根导线绞合才能达到，单根导线强度仅为170～200MPa，导电率也仅为54％IACS。

Ca资源丰富，成本低廉，可与Al、Mg元素形成高熔点Al₂Ca、Mg₂Ca相而显著改善合金的耐热性，这一技术还在科学研究中。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，采用在6201铝镁硅合金中添加镁钙中间合金，结合等通道转角挤压变形以及热处理，使铝镁硅合金基体组织细化，Mg₂Si、Al₂Ca相均匀弥散析出，增强其强度、导电性，制成高强度高导电性铝镁硅钙合金，扩大铝镁硅钙合金的使用范围。

技术方案

本发明使用的化学物材料为：铝、镁钙中间合金、硅、无水乙醇、石墨润滑剂、石墨、氩气，其准备用量如下：以毫米、克、毫升、厘米³为计量单位

制备方法如下：

(1)制备开合式浇铸模具

开合式浇铸模具用不锈钢材料制作，模具型腔呈矩形，型腔表面粗糙度Ra 0.08-0.16μm；

(2)制备铝镁硅钙合金

铝镁硅钙合金的制备是在真空熔炼炉内进行的，是在抽真空、中频感应加热、氩气底吹过程中完成的；

①清理熔炼坩埚，打开真空熔炼炉，用金属铲、金属刷清理熔炼坩埚，然后用无水乙醇清洗熔炼坩埚内腔，使其洁净；

②加料：称取铝493.08g±0.01g、硅2.7g±0.01g，镁钙中间合金4.21g±0.01g，加入熔炼坩埚内；

③密闭炉腔，开启真空泵，抽出炉内空气，使炉内压强达1Pa；