專利名稱：高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金及其管母線的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金原料配比，以及管毋線生產(chǎn)工藝，屬于合金及其管材的生產(chǎn)方法。
目前，輸變電工程多采用牌號為LF21鋁管毋線，它是一種含錳的鋁合金管毋線?？估瓘?qiáng)度140N/mm2，強(qiáng)度值偏低，撓性大。架線施工中需多加支柱絕緣子。每個支柱絕緣子價一萬多元，耗資較大。LF21的導(dǎo)電率也只有40%IACS。這種材料已不能滿足電力工程上的需要，急待更新。日本生產(chǎn)6061、6063牌號的Al-Mg-Si系合金管毋線抗拉強(qiáng)度值270N/mm2，導(dǎo)電率40%IACS。具備強(qiáng)度高，導(dǎo)電性能比較好的優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)楹辖鹬懈髟睾勘容^高，生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，需要專門的大型生產(chǎn)設(shè)備，成本也較高。
針對輸變電材料的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種合金中添加元素含量較低，生產(chǎn)工藝簡化，不需要專用大型設(shè)備，適合小批量生產(chǎn)，成本較低的高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率的鋁管毋線原料配方及其管材的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明所提供的高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金配比為Si 0.4-0.9%，F(xiàn)e 0.3-0.5%，Cu 0.15-0.25%Mg 0.2-0.6%，Ti 0.05%以下，RE(混合稀土)0.1-0.2%其它雜質(zhì)0.30以下，單個雜質(zhì)0.05以下，其余Al。
這里，0.4-0.9%Si的加入，使合金中含強(qiáng)化相Mg2Si0.4-0.8%低于0.9%。這種合金淬火敏感性小，即在較差的淬火條件下，也能保證足夠的合金元素進(jìn)入固溶體。含過剩的Si達(dá)0.2%-0.4%，這種過剩的Si的存在，既能細(xì)化Mg2Si質(zhì)點(diǎn)，還能析出過剩Si，故能使強(qiáng)度進(jìn)一步提高。0.15-0.25%Cu的加入，人工時效時形成θ相，增加時效強(qiáng)化效果。0.1-0.2%的混合稀土加入鋁合金中，有著凈化、細(xì)化晶粒及提高鋁合金的導(dǎo)電性，其它元素，Ti，有細(xì)化晶粒的作用，保證合金具有良好的組織特征。Fe元素的加入可以防鑄錠澆鑄時產(chǎn)生裂紋。
本合金可以采用通用的Al-Mg-Si系合金冶煉工藝，其中Si，F(xiàn)e，Ti，Re以中間合金形式加入。Cu，Mg以純金屬形式入爐。RE為混合稀土。
本發(fā)明所提供的高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金管的制造方法特征為在坯料軋制同時，采用軋輥冷卻水進(jìn)行淬火。具體分成以下幾步(1)鑄管均勻化溫度，540±10℃，保溫時間6-9小時，均勻化后立即出爐;
(2)鑄管加熱溫度500±10℃，保溫時間2-4小時。
(3)使用三輥斜軋機(jī)軋制坯料，采用軋輥冷卻水同時淬火，淬火溫度400-500℃。
(4)熱軋后管材冷卻至250-300℃，24小時存放。
(5)拉伸，制品冷加工率30-75%。
(6)人工時效2-4小時，制品溫度200±5℃。
本發(fā)明所提供的鋁合金制成管毋線，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)260N/mm2，延伸率5-6%，導(dǎo)電率可達(dá)55%IACS。該合金具有良好的熱加工工藝性能，較寬的工藝范圍和較小淬火敏感性，便于加工。用小型三輥軋機(jī)可生產(chǎn)大直徑的中強(qiáng)度高導(dǎo)電稀土導(dǎo)電管材。軋制工藝不僅節(jié)省能源及材料，降低成本，而且所采用的形變熱處理方法，提高了強(qiáng)度。
下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步描述本發(fā)明特征。
高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金配比例一Si 0.63%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.25%，Ti 0.031%，RE 0.16%其它Al。
例二Si 0.7%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.3%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。
例三Si 0.75%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.4%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。
例四Si 0.8%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.5%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。
例五Si 0.9%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.6%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。
軋制工藝(1)鑄管均勻化溫度540℃，保溫時間8小時，均勻化后立即出爐。
(2)鑄管加熱溫度500℃，保溫時間3小時。
(3)三輥斜軋機(jī)軋制坯料，采用軋輥冷卻水同時淬火，淬火溫度480℃。
(4)熱軋后管材冷卻至250-260℃，24小時存放。
(5)拉伸，冷加工率35%。
(6)人工時效，200℃，保溫2小時。
本工藝可采用240KW時效爐進(jìn)行時效，鑄管均勻化處理使用為240KW雙膛爐。
其產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度235N/mm2，延伸率5%，導(dǎo)電率(IACS)為54%。產(chǎn)品的最終狀態(tài)相當(dāng)于美國標(biāo)準(zhǔn)T10狀態(tài)。
本發(fā)明方法借助熱變形以形成無再結(jié)晶的過飽和固溶體并立即淬火，也就是獲得一種晶體缺陷(亞晶邊界及自由位錯)密度增多的組織。具有這種組織的合金，在后繼時效時，可獲得較好的機(jī)械性能。冷變形量越大，位錯密度也越高，與之相應(yīng)的析出物的密度和相變時效所引起的硬化效果也提高。并且在快速冷卻中，保留了較細(xì)的亞結(jié)構(gòu)組織。形變熱處理后，效果顯著，充分利用材料。
本發(fā)明所提供的高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金配比中的例二～例五，其抗拉強(qiáng)度為290～310N/mm2，導(dǎo)電性56-58%IACS。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金原料配比，其特征為Si0.4-0.9%，F(xiàn)e0.3-0.5%，Cu0.15-0.25%Mg0.2-0.6%，Ti0.05%以下，RE(混合稀土)0.1-0.2%其它雜質(zhì)0.30以下，單個雜質(zhì)0.05以下，其余Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度，高導(dǎo)電率的鋁合金，其特征為Si 0.63%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.25%，Ti 0.031%，RE 0.16%其它Al。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度，高導(dǎo)電率的鋁合金，其特征為Si 0.7%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.3%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度，高導(dǎo)電率的鋁合金，其特征為Si 0.75%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.4%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度，高導(dǎo)電率的鋁合金，其特征為Si 0.8%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.5%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度，高導(dǎo)電率的鋁合金，其特征為Si 0.9%，F(xiàn)e 0.41%，Cu 0.21%，Mg 0.6%，Ti 0.031%，RE 0.15%，其它Al。
7.本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金毋線的生產(chǎn)方法，其特征為在坯料軋制同時，采用軋輥冷卻水進(jìn)行淬火。具體分成以下幾步(1)鑄管均勻化溫度，540±10℃，保溫時間6-9小時，均勻化后立即出爐;(2)鑄管加熱溫度500±10℃，保溫時間2-4小時。(3)使用三輥斜軋機(jī)軋制坯料，采用軋輥冷卻水同時淬火，淬火溫度400-500℃。(4)熱軋后管材冷卻至250-300℃，24小時存放。(5)拉伸，制品冷加工率30-75%。(6)人工時效2-4小時，制品溫度200±5℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金管毋線的生產(chǎn)方法，其特征為(1)鑄管均勻化溫度540℃，保溫時間8小時，均勻化后立即出爐。(2)鑄管加熱溫度500℃，保溫時間3小時。(3)三輥斜軋機(jī)軋制坯料，采用軋輥冷卻水同時淬火，淬火溫度480℃。(4)熱軋后管材冷卻至250-260℃，24小時存放。(5)拉伸，冷加工率35%。(6)人工時效，200℃，保溫2小時。
全文摘要
一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金原料配比，以及管母線生產(chǎn)工藝，屬于合金及其管材的生產(chǎn)方法。配比Si0.4-0.9％，F(xiàn)e0.3-0.5％，Cu0.15-0.25％，Mg0.2-0.6％，Ti0.05％以下，RE(混合稀土)0.1-0.2％，其它雜質(zhì)0.30以下，單個雜質(zhì)0.05以下，其余Al。高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率鋁合金管母線，采用在坯料軋制的同時，應(yīng)用軋輥冷卻水進(jìn)行淬火的工藝。管母線抗拉強(qiáng)度260N/mm
文檔編號C22C21/02GK1052905SQ89109689
公開日1991年7月10日 申請日期1989年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月27日
發(fā)明者陳祖錦, 郭惠琴, 門永斌, 曲光譜, 劉曦章, 王繼周, 徐永昌, 石路, 薛清余 申請人:沈陽鋁材廠沈陽黃金學(xué)院