一種中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料及電纜用鋁合金桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料及電纜用鋁合金桿。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著導(dǎo)體合金化的發(fā)展，以鋁合金材料作為導(dǎo)體材料和加強(qiáng)材料的輸電導(dǎo)線在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用也日趨廣泛，其代表種類(lèi)包括全鋁合金絞線和鋁合金芯鋁絞線。全鋁合金絞線由同一材料構(gòu)成，制造工藝非常簡(jiǎn)便，且在工程應(yīng)用上具有諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)鋁合金材料的數(shù)量和質(zhì)量都提出了更高的要求，目前，由于產(chǎn)品性能要求不斷升高，現(xiàn)有的鋁合金材料其配方和工藝不是很合理，獲得的鋁合金材料無(wú)法獲得理想的性能，在使用的過(guò)程中存在耐腐蝕性欠佳的問(wèn)題，而縮短了鋁合金制品的使用壽命。因此，探索一種中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金的配方，并配合優(yōu)化其制備工藝，從而獲得性能更加優(yōu)良的鋁合金材料已經(jīng)成為目前亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料及電纜用鋁合金桿，其機(jī)械強(qiáng)度高、抗腐蝕性好，綜合性能優(yōu)異。
[0004]本發(fā)明提出了一種中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料，其成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括:鐵0.18-0.25%、硅0.1-0.5%、鎂0.5-1.5%、硼0.01-0.03%、銅 1-1.8%、鋅3.5-5.3%、稀土0.1-0.15%、余量為鋁；
[0005]根據(jù)上述成分配比，所述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料按照以下工藝進(jìn)行制備:
[0006]S1、將鋁錠在670-700°C下保溫20_35min，升溫至720-750°C，然后加入鋁-硼合金、鋁-硅合金、鋁-鐵合金、鋁-稀土合金、鋁-銅合金、鋁-鋅合金、鎂錠進(jìn)行熔煉形成合金液，然后在730-740°C下精煉20-30min，再在720-730°C進(jìn)行保溫靜置30_50min ;在澆鑄之前進(jìn)行合金液成分調(diào)控，然后進(jìn)行澆鑄得到鑄錠，其中，澆鑄溫度為690-720°C，所得鑄錠溫度為480-520°C，再對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理得到均勻化鑄錠，其中，均勻化處理的溫度為400-450 0C ；
[0007]S2、將SI中獲得的均勻化鑄錠進(jìn)行水冷，然后進(jìn)行熱軋，其中，在熱軋的過(guò)程中，進(jìn)軋溫度為480-520°C，終軋溫度為340-380°C，然后冷卻至100°C以下獲得熱軋鋁合金；
[0008]S3、將S2中獲得的熱軋鋁合金進(jìn)行人工時(shí)效得到所述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料，其中，人工時(shí)效的溫度為122-128°C，人工時(shí)效的時(shí)間為3-4h。
[0009]其中，其成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括:鐵0.2-0.23%、硅0.17-0.4%、鎂0.6-1.3%、硼0.015-0.023%、銅 1.2-1.6%、鋅 3.9-4.3%、稀土 0.11-0.14%、余量為鋁。
[0010]其中，所述稀土的成分按重量份包括:La 10-15份、Dy 15-20份、Nd 8-15份、Sm2-5份、Eu 1-5份、Ce 10-25份；優(yōu)選地，所述稀土的成分按重量份包括:La 12-14.5份、Dy16-18 份、Nd 10-13 份、Sm 3-4.5 份、Eu 3-4 份、Ce 18-21 份。
[0011]其中，在SI中，精煉過(guò)程中，精煉劑加入量為爐料重量的0.3-0.4%，精煉后合金液中氫含量為0.10?0.12ml/100g ;優(yōu)選地，在SI中，精煉過(guò)程中，精煉劑加入量為爐料重量的0.32-0.38%，精煉后合金液中氫含量為0.11?0.12ml/100g。
[0012]其中，在SI中，澆鑄溫度為705-720°C，所得鑄錠溫度為500-520°C。
[0013]其中，在SI中，均勻化處理的溫度為420-440°C。
[0014]其中，在S2中，對(duì)鑄錠進(jìn)行水冷時(shí)，采用水溫為30-40°C的冷卻水進(jìn)行水冷，冷卻水的水壓多3pa。
[0015]其中，在S2中，在熱軋的過(guò)程中，進(jìn)軋溫度為490-510°C，終軋溫度為350-365°C ；優(yōu)選地，在熱軋的過(guò)程中，進(jìn)軋溫度為500°C，終軋溫度為360°C。
[0016]其中，在S3中，人工時(shí)效的溫度為124-127°C，人工時(shí)效的時(shí)間為3.3-3.8h。
[0017]本發(fā)明還提出了一種電纜用中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金桿，采用所述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料制備而成。
[0018]在本發(fā)明中，對(duì)現(xiàn)有的中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金的成分進(jìn)行了調(diào)整，獲得了強(qiáng)化相，顯著提高了鋁合金材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和耐腐蝕性能，通過(guò)優(yōu)化鋁合金的合金成分和合金化工藝，調(diào)控了鋁、鋅、銅、鎂四種元素的配比，為最終獲得性能優(yōu)異的中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金奠定了基礎(chǔ)；配合中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料的成分優(yōu)化了其制備工藝，通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)定，使得中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金成形過(guò)程中，形變合理，在鑄錠后進(jìn)行的均勻化處理，消除了晶內(nèi)化學(xué)成分和組織的不均勻性，減少了在鑄錠冷卻時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，改善了鑄錠的熱塑性，提高了合金的強(qiáng)度；進(jìn)一步控制熱軋后鋁合金的溫度，冷卻至100°c以下，防止合金元素強(qiáng)度損失，為后續(xù)的人工時(shí)效獲得良好強(qiáng)化效果做準(zhǔn)備；通過(guò)設(shè)定良好的人工時(shí)效參數(shù)，充分發(fā)揮合金元素的強(qiáng)化作用，形成分布良好的強(qiáng)化相，使得到的中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料機(jī)械強(qiáng)度高、抗腐蝕性好，綜合性能優(yōu)異。
[0019]本發(fā)明還公開(kāi)了采用上述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料制備的電纜用鋁合金桿，其技術(shù)效果與上述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料基本相同，此處不再贅述。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]本發(fā)明提出的一種中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料，其成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括:鐵0.25%、硅 0.1%、鎂 1.5%、硼0.01%、銅1.8%、鋅 3.5%、稀土 0.15%、余量為鋁；其中，所述稀土的成分按重量份包括:La 10份、Dy 20份、Nd 8份、Sm 5份、Eu I份、Ce 25份；
[0023]根據(jù)上述成分配比，所述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料按照以下工藝進(jìn)行制備:
[0024]S1、將鋁錠在670°C下保溫35min，升溫至720°C，然后加入鋁-硼合金、鋁-硅合金、鋁-鐵合金、鋁-稀土合金、鋁-銅合金、鋁-鋅合金、鎂錠進(jìn)行熔煉形成合金液，然后在740°C下精煉20min，其中，精煉劑加入量為爐料重量的0.35%，精煉后合金液中氫含量為0.llml/100g，再在730°C進(jìn)行保溫靜置30min ;在澆鑄之前進(jìn)行合金液成分調(diào)控，使得合金液符合上述成分配比，然后進(jìn)行澆鑄得到鑄錠，其中，澆鑄溫度為720V，所得鑄錠溫度為4800C，再對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理得到均勻化鑄錠，其中，均勻化處理的溫度為450°C ；
[0025]S2、將SI中獲得的均勻化鑄錠進(jìn)行水冷，其中，對(duì)鑄錠進(jìn)行水冷時(shí)，采用水溫為30-400C的冷卻水進(jìn)行水冷，冷卻水的水壓多3pa，然后進(jìn)行熱軋，其中，在熱軋的過(guò)程中，進(jìn)軋溫度為480°C，終軋溫度為380°C，然后冷卻至100°C以下獲得熱軋鋁合金；
[0026]S3、將S2中獲得的熱軋鋁合金進(jìn)行人工時(shí)效得到所述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料，其中，人工時(shí)效的溫度為122°C，人工時(shí)效的時(shí)間為4h。
[0027]實(shí)施例2
[0028]本發(fā)明提出的一種中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料，其成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括:鐵0.18%、硅0.5%、鎂0.5%、硼0.03%、銅I %、鋅5.3 %、稀土 0.1%、余量為鋁；其中，所述稀土的成分按重量份包括:La 15份、Dy 15份、Nd 15份、Sm 2份、Eu 5份、Ce 10份；
[0029]根據(jù)上述成分配比，所述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料按照以下工藝進(jìn)行制備:
[0030]S1、將鋁錠在700°C下保溫20min，升溫至750°C，然后加入鋁-硼合金、鋁-硅合金、鋁-鐵合金、鋁-稀土合金、鋁-銅合金、鋁-鋅合金、鎂錠進(jìn)行熔煉形成合金液，然后在730°C下精煉30min，其中，精煉劑加入量為爐料重量的0.32%，精煉后合金液中氫含量為0.12ml/100g，再在720°C進(jìn)行保溫靜置50min ;在澆鑄之前進(jìn)行合金液成分調(diào)控，使得合金液符合上述成分配比，然后進(jìn)行澆鑄得到鑄錠，其中，澆鑄溫度為690°C，所得鑄錠溫度為520°C，再對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化處理得到均勻化鑄錠，其中，均勻化處理的溫度為400°C ；
[0031]S2、將SI中獲得的均勻化鑄錠進(jìn)行水冷，其中，對(duì)鑄錠進(jìn)行水冷時(shí)，采用水溫為30-400C的冷卻水進(jìn)行水冷，冷卻水的水壓多3pa，然后進(jìn)行熱軋，其中，在熱軋的過(guò)程中，進(jìn)軋溫度為520°C，終軋溫度為340°C，然后冷卻至100°C以下獲得熱軋鋁合金；
[0032]S3、將S2中獲得的熱軋鋁合金進(jìn)行人工時(shí)效得到所述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料，其中，人工時(shí)效的溫度為128°C，人工時(shí)效的時(shí)間為3h。
[0033]實(shí)施例3
[0034]本發(fā)明提出的一種中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料，其成分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括:鐵0.2%、硅0.4%、鎂0.6%、硼0.023%、銅1.2%、鋅4.3%、稀土0.11 %、余量為鋁；其中，所述稀土的成分按重量份包括:La 14.5份、Dy 16份、Nd 13份、Sm 3份、Eu 4份、Ce 18份；
[0035]根據(jù)上述成分配比，所述中強(qiáng)度耐腐蝕鋁合金材料按照以下工藝進(jìn)行制備:
[0036]S1、將鋁錠在678°C下保溫32min，升溫至729°C，然后加入鋁-硼合金、鋁-硅合金、鋁-鐵合