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CN110656264A - 一种防护围栏用铝合金线材的制造方法 - Google Patents

一种防护围栏用铝合金线材的制造方法 Download PDF

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CN110656264A
CN110656264A CN201911071308.4A CN201911071308A CN110656264A CN 110656264 A CN110656264 A CN 110656264A CN 201911071308 A CN201911071308 A CN 201911071308A CN 110656264 A CN110656264 A CN 110656264A
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aluminum alloy
percent
alloy wire
less
alloy
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高新宇
赵永军
王国军
高宝亭
胡天龙
孙婧彧
李浩言
张大利
刘海涛
石继山
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Northeast Light Alloy Co Ltd
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Northeast Light Alloy Co Ltd
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Abstract

一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，涉及一种铝合金线材的制造方法。本发明的目的是要解决现有的铝合金线材强度、延伸率、电阻以及抗弯折性能等性能达不到需求标准的问题。方法：将重熔铝锭、Al‑Mn中间合金、Al‑Zr中间合金、Mg和Al‑Be中间合金加入到电阻反射炉中，升温、搅拌，再升温、精炼、静置，然后除气、过滤、铸造得到铝合金圆铸锭，将铝合金圆铸锭锯切、去除表面氧化皮，再将铝合金圆铸锭预热，进行挤压，再退火，出炉风冷，得到退火后的铝合金线材，将退火后的铝合金线材拉伸、退火、出炉风冷，再对风冷后的成品铝合金线材进行绞合，得到防护围栏用铝合金线材。本发明可获得一种防护围栏用铝合金线材的制造方法。

Description

一种防护围栏用铝合金线材的制造方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金线材的制造方法。
背景技术
防护围栏用铝合金线材已被广泛应用于机场、电站、军事、监狱、工厂、别墅和社区等领域，该线材主要与激励脉冲和探测报警系统形成系统性的保护装置，用于防护入侵者。
由于该线材需要承受有5～10千伏的脉冲电压，该线材每分钟要承受60次以上的脉冲，防护用途级别越高，其脉冲等级也越高，并且在高脉冲的条件下，遇见入侵者，要能迅速的形成断路、短路或失电的现象，这样能够与探测报警系统形成报警作用。由于该线材处于室外条件，还需要具有良好的抗腐蚀性能，并且线材铺设长度较长，需要具有良好的强度和塑性。此外，由于铝合金线材使用用途的特殊性，因此对线材的强度、延伸率、电阻以及抗弯折性能等都有较高的要求，市场上现有的铝合金线材很难满足其需求。
发明内容
本发明的目的是要解决现有的铝合金线材强度、延伸率、电阻以及抗弯折性能等性能达不到需求标准的问题，而提供一种防护围栏用铝合金线材的制造方法。
一种防护围栏用铝合金线材，含有的元素及质量分数：Mg为3.6％～4.2％、Mn为0.35％～0.50％、Zr为0.10％～0.20％、Be为0.002％～0.005％、Si≤0.15％、Fe≤0.25％、Cr≤0.01％、Zn≤0.01％、Ti≤0.01％以及每100g铝合金线材中氢的体积小于0.12cm3，余量为Al。
一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，按以下步骤完成：
一、称取：按质量分数Mg为3.6％～4.2％、Mn为0.35％～0.50％、Zr为0.10％～0.20％、Be为0.002％～0.005％、Si≤0.15％、Fe≤0.25％、Cr≤0.01％、Zn≤0.01％、Ti≤0.01％以及余量为Al称取重熔铝锭、Mg、Al-Mn中间合金、Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金；
二、熔融：将步骤一称取的重熔铝锭加入到电阻反射炉中，然后将Al-Mn中间合金和Al-Zr中间合金加入到电阻反射炉中，升温至730℃～750℃，再依次将Mg、Al-Be中间合金加入到电阻反射炉中，并在730℃～750℃的温度条件下利用电磁搅拌器搅拌电阻反射炉内的合金熔体10min～15min后，将电阻反射炉中的合金熔体覆盖上熔剂后继续搅拌10min～15min，得到合金熔体a；
三、铸造：将合金熔体a在740℃～760℃的温度条件下导入电阻反射炉的静置炉中，向静置炉中通入氩氯混合气体精炼14min～16min，然后静置10min～30min，得到合金熔体b，将合金熔体b转移至在线除气装置除气后，再将合金熔体b转移至过滤装置中过滤，过滤后将合金熔体b转移至结晶器中，在速度为25mm/min～30mm/min，温度为735℃～745℃，冷却水压为0.05MPa～0.08MPa的条件下，对合金熔体b进行铸造，得到长度为4000mm～6000mm，直径为172mm～175mm的铝合金圆铸锭；
四、锯切和车皮：将步骤三得到的铝合金圆铸锭锯切，得到长度为500mm～510mm的铝合金圆铸锭，再将长度为500mm～510mm的铝合金圆铸锭去除表面氧化皮，得到直径为160mm～164mm的铝合金圆铸锭；
五、预热、挤压和退火：将步骤四得到的直径为160mm～164mm的铝合金圆铸锭加入到电阻加热炉中，加热至400℃～430℃，得到预热后的铝合金圆铸锭，再在390℃～420℃的温度条件下，利用专用模具将预热后的铝合金圆铸锭进行挤压，得到直径为10mm～11mm的铝合金线材，再在360℃～400℃的温度条件下将直径为10mm～11mm的铝合金线材退火1.5h～2h，然后出炉风冷至室温，得到退火后的铝合金线材；
六、拉伸和退火：将退火后的铝合金线材进行拉伸，得到直径为1mm～3mm的铝合金线材，再在350℃～380℃的温度条件下将直径为1mm～3mm的铝合金线材退火1.5h～2h，然后出炉风冷至室温，得到成品铝合金线材；
七、将4根～8根步骤六得到的成品铝合金线材进行绞合，得到防护围栏用铝合金线材。
本发明的有益效果：
利用本发明一种防护围栏用铝合金线材的制造方法制造的成品铝合金线材，经GB/T4909.3拉力测试检验，
Figure BDA0002261038260000021
的单根成品铝合金线材的抗拉力为850N～900N、断后伸长率为18％～26％，经4根～8根成品铝合金线材绞合后的防护围栏用铝合金线材的抗拉力为750N～800N、断后伸长率为8％～12％；经GB/T 238折弯性能测试检验，经4根～8根成品铝合金线材绞合后的防护围栏用铝合金线材的抗弯折性能不少于15次；经GB/T 3048.4电阻试验检验，
Figure BDA0002261038260000022
的单根成品铝合金线材的电阻≤17mΩ/m，经4根～8根成品铝合金线材绞合后的防护围栏用铝合金线材的电阻≤22mΩ/m。
本发明可获得一种防护围栏用铝合金线材的制造方法。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种防护围栏用铝合金线材，含有的元素及质量分数：Mg为3.6％～4.2％、Mn为0.35％～0.50％、Zr为0.10％～0.20％、Be为0.002％～0.005％、Si≤0.15％、Fe≤0.25％、Cr≤0.01％、Zn≤0.01％、Ti≤0.01％以及每100g铝合金线材中氢的体积小于0.12cm3，余量为Al。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，按以下步骤完成：
一、称取：按质量分数Mg为3.6％～4.2％、Mn为0.35％～0.50％、Zr为0.10％～0.20％、Be为0.002％～0.005％、Si≤0.15％、Fe≤0.25％、Cr≤0.01％、Zn≤0.01％、Ti≤0.01％以及余量为Al称取重熔铝锭、Mg、Al-Mn中间合金、Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金；
二、熔融：将步骤一称取的重熔铝锭加入到电阻反射炉中，然后将Al-Mn中间合金和Al-Zr中间合金加入到电阻反射炉中，升温至730℃～750℃，再依次将Mg、Al-Be中间合金加入到电阻反射炉中，并在730℃～750℃的温度条件下利用电磁搅拌器搅拌电阻反射炉内的合金熔体10min～15min后，将电阻反射炉中的合金熔体覆盖上熔剂后继续搅拌10min～15min，得到合金熔体a；
三、铸造：将合金熔体a在740℃～760℃的温度条件下导入电阻反射炉的静置炉中，向静置炉中通入氩氯混合气体精炼14min～16min，然后静置10min～30min，得到合金熔体b，将合金熔体b转移至在线除气装置除气后，再将合金熔体b转移至过滤装置中过滤，过滤后将合金熔体b转移至结晶器中，在速度为25mm/min～30mm/min，温度为735℃～745℃，冷却水压为0.05MPa～0.08MPa的条件下，对合金熔体b进行铸造，得到长度为4000mm～6000mm，直径为172mm～175mm的铝合金圆铸锭；
四、锯切和车皮：将步骤三得到的铝合金圆铸锭锯切，得到长度为500mm～510mm的铝合金圆铸锭，再将长度为500mm～510mm的铝合金圆铸锭去除表面氧化皮，得到直径为160mm～164mm的铝合金圆铸锭；
五、预热、挤压和退火：将步骤四得到的直径为160mm～164mm的铝合金圆铸锭加入到电阻加热炉中，加热至400℃～430℃，得到预热后的铝合金圆铸锭，再在390℃～420℃的温度条件下，利用专用模具将预热后的铝合金圆铸锭进行挤压，得到直径为10mm～11mm的铝合金线材，再在360℃～400℃的温度条件下将直径为10mm～11mm的铝合金线材退火1.5h～2h，然后出炉风冷至室温，得到退火后的铝合金线材；
六、拉伸和退火：将退火后的铝合金线材进行拉伸，得到直径为1mm～3mm的铝合金线材，再在350℃～380℃的温度条件下将直径为1mm～3mm的铝合金线材退火1.5h～2h，然后出炉风冷至室温，得到成品铝合金线材；
七、将4根～8根步骤六得到的成品铝合金线材进行绞合，得到防护围栏用铝合金线材。
其他步骤与具体实施方式一相同。
本实施方式的有益效果：
利用本实施方式一种防护围栏用铝合金线材的制造方法制造的成品铝合金线材，经GB/T 4909.3拉力测试检验，的单根成品铝合金线材的抗拉力为850N～900N、断后伸长率为18％～26％，经4根～8根成品铝合金线材绞合后的防护围栏用铝合金线材的抗拉力为750N～800N、断后伸长率为8％～12％；经GB/T 238折弯性能测试检验，经4根～8根成品铝合金线材绞合后的防护围栏用铝合金线材的抗弯折性能不少于15次；经GB/T3048.4电阻试验检验，
Figure BDA0002261038260000042
的单根成品铝合金线材的电阻≤17mΩ/m，经4根～8根成品铝合金线材绞合后的防护围栏用铝合金线材的电阻≤22mΩ/m。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：所述步骤一中称取的重熔铝锭的纯度不低于99.70％，Al-Mn中间合金为Al-10％Mn中间合金，Al-Zr中间合金为Al-5％Zr中间合金，Al-Be中间合金为Al-3％Be中间合金。
其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中所述的熔剂按质量分数由39％～41％KCl、44％～45％MgCl2、7％～8％BaCl2和余量的氯化物A组成。
其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的氯化物A为NaCl、CaCl2中的一种或两种按任意比例组成的混合物。
其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二中所述的熔剂的用量与得到的合金熔体a的质量比为4～6：1000。
其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤三中所述的氩氯混合气体中氯气的体积分数为7％～9％。
其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤三中所述的氩氯混合气体的通入速率为0.20m3/min～0.30m3/min。
其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤三中所述的在线除气装置中为纯度不低于99.99％的氩气。
其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤三中所述的过滤装置为两层陶瓷滤片，第一层陶瓷滤片和第二层陶瓷滤片的孔径均为50目，合金熔体b依次通过第一层陶瓷滤片和第二层陶瓷滤片进行过滤。
其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，按以下步骤完成：
一、称取：按质量分数Mg为3.9％、Mn为0.42％、Zr为0.15％、Be为0.003％、Si为0.1％、Fe为0.15％、Cr为0.005％、Zn为0.005％、Ti为0.006％和Al为95.621％称取重熔铝锭、Mg、Al-10％Mn中间合金、Al-5％Zr中间合金和Al-3％Be中间合金；
所述重熔铝锭的纯度为99.70％；
二、熔融：将步骤一称取的重熔铝锭加入到电阻反射炉中，然后将Al-Mn中间合金和Al-Zr中间合金加入到电阻反射炉中，升温至740℃，再依次将Mg、Al-Be中间合金加入到电阻反射炉中，并在740℃的温度条件下利用电磁搅拌器搅拌电阻反射炉内的合金熔体15min后，将电阻反射炉中的合金熔体覆盖上熔剂后继续搅拌15min，得到合金熔体a；
所述的熔剂按质量分数由40％KCl、45％MgCl2、8％BaCl2和7％氯化物A组成，氯化物A为NaCl、CaCl2按1：1比例组成的混合物，熔剂的用量与得到的合金熔体a的质量比为5：1000；
三、铸造：将合金熔体a在750℃的温度条件下导入电阻反射炉的静置炉中，向静置炉中通入氩氯混合气体精炼15min，然后静置30min，得到合金熔体b，将合金熔体b转移至在线除气装置除气后，再将合金熔体b转移至过滤装置中过滤，过滤后将合金熔体b转移至结晶器中，在速度为28mm/min，温度为740℃，冷却水压为0.08MPa的条件下，对合金熔体b进行铸造，得到长度为5000mm，直径为175mm的铝合金圆铸锭；
所述的氩氯混合气体中氯气的体积分数为8％，氩氯混合气体的通入速率为0.25m3/min，在线除气装置中为纯度99.99％的氩气，过滤装置为两层陶瓷滤片，第一层陶瓷滤片和第二层陶瓷滤片的孔径均为50目，合金熔体b依次通过第一层陶瓷滤片和第二层陶瓷滤片进行过滤；
四、锯切和车皮：将步骤三得到的铝合金圆铸锭锯切，得到10根长度为500mm的铝合金圆铸锭，再将长度为500mm的铝合金圆铸锭去除表面氧化皮，得到直径为162mm的铝合金圆铸锭；
五、预热、挤压和退火：将步骤四得到的直径为162mm的铝合金圆铸锭加入到电阻加热炉中，加热至415℃，得到预热后的铝合金圆铸锭，再在410℃的温度条件下，利用专用模具将预热后的铝合金圆铸锭进行挤压，得到直径为10mm的铝合金线材，再在380℃的温度条件下将直径为10mm的铝合金线材退火2h，然后出炉风冷至室温，得到退火后的铝合金线材；
六、拉伸和退火：将退火后的铝合金线材进行拉伸，得到直径为2mm的铝合金线材，再在370℃的温度条件下将直径为2mm的铝合金线材退火2h，然后出炉风冷至室温，得到成品铝合金线材；
步骤六得到的成品铝合金线材，经GB/T 4909.3拉力测试检验，
Figure BDA0002261038260000061
的单根成品铝合金线材的抗拉力为890N、断后伸长率为24％；经GB/T 3048.4电阻试验检验，的单根成品铝合金线材的电阻12mΩ/m。
七、将6根步骤六得到的成品铝合金线材进行绞合，得到防护围栏用铝合金线材。绞合张力控制在8N、绞线的节距控制在35mm。
步骤七得到的防护围栏用铝合金线材，经GB/T 4909.3拉力测试检验，防护围栏用铝合金线材的抗拉力为800N、断后伸长率为10％；经GB/T 238折弯性能测试检验，防护围栏用铝合金线材的抗弯折性能为20次；经GB/T 3048.4电阻试验检验，防护围栏用铝合金线材的电阻为16mΩ/m。

Claims (10)

1.一种防护围栏用铝合金线材，其特征在于它含有的元素及质量分数：Mg为3.6％～4.2％、Mn为0.35％～0.50％、Zr为0.10％～0.20％、Be为0.002％～0.005％、Si≤0.15％、Fe≤0.25％、Cr≤0.01％、Zn≤0.01％、Ti≤0.01％以及每100g铝合金线材中氢的体积小于0.12cm3，余量为Al。
2.一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于该制造方法按以下步骤完成：
一、称取：按质量分数Mg为3.6％～4.2％、Mn为0.35％～0.50％、Zr为0.10％～0.20％、Be为0.002％～0.005％、Si≤0.15％、Fe≤0.25％、Cr≤0.01％、Zn≤0.01％和Ti≤0.01％以及余量为Al称取重熔铝锭、Mg、Al-Mn中间合金、Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金；
二、熔融：将步骤一称取的重熔铝锭加入到电阻反射炉中，然后将Al-Mn中间合金和Al-Zr中间合金加入到电阻反射炉中，升温至730℃～750℃，再依次将Mg、Al-Be中间合金加入到电阻反射炉中，并在730℃～750℃的温度条件下利用电磁搅拌器搅拌电阻反射炉内的合金熔体10min～15min后，将电阻反射炉中的合金熔体覆盖上熔剂后继续搅拌10min～15min，得到合金熔体a；
三、铸造：将合金熔体a在740℃～760℃的温度条件下导入电阻反射炉的静置炉中，向静置炉中通入氩氯混合气体精炼14min～16min，然后静置10min～30min，得到合金熔体b，将合金熔体b转移至在线除气装置除气后，再将合金熔体b转移至过滤装置中过滤，过滤后将合金熔体b转移至结晶器中，在速度为25mm/min～30mm/min，温度为735℃～745℃，冷却水压为0.05MPa～0.08MPa的条件下，对合金熔体b进行铸造，得到长度为4000mm～6000mm，直径为172mm～175mm的铝合金圆铸锭；
四、锯切和车皮：将步骤三得到的铝合金圆铸锭锯切，得到长度为500mm～510mm的铝合金圆铸锭，再将长度为500mm～510mm的铝合金圆铸锭去除表面氧化皮，得到直径为160mm～164mm的铝合金圆铸锭；
五、预热、挤压和退火：将步骤四得到的直径为160mm～164mm的铝合金圆铸锭加入到电阻加热炉中，加热至400℃～430℃，得到预热后的铝合金圆铸锭，再在390℃～420℃的温度条件下，利用专用模具将预热后的铝合金圆铸锭进行挤压，得到直径为10mm～11mm的铝合金线材，再在360℃～400℃的温度条件下将直径为10mm～11mm的铝合金线材退火1.5h～2h，然后出炉风冷至室温，得到退火后的铝合金线材；
六、拉伸和退火：将退火后的铝合金线材进行拉伸，得到直径为1mm～3mm的铝合金线材，再在350℃～380℃的温度条件下将直径为1mm～3mm的铝合金线材退火1.5h～2h，然后出炉风冷至室温，得到成品铝合金线材；
七、将4根～8根步骤六得到的成品铝合金线材进行绞合，得到防护围栏用铝合金线材。
3.根据权利要求2所述的一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于所述步骤一中称取的重熔铝锭的纯度不低于99.70％，Al-Mn中间合金为Al-10％Mn中间合金，Al-Zr中间合金为Al-5％Zr中间合金，Al-Be中间合金为Al-3％Be中间合金。
4.根据权利要求2所述的一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于步骤二中所述的熔剂按质量分数由39％～41％KCl、44％～45％MgCl2、7％～8％BaCl2和余量的氯化物A组成。
5.根据权利要求4所述的一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于所述的氯化物A为NaCl、CaCl2中的一种或两种按任意比例组成的混合物。
6.根据权利要求2所述的一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于步骤二中所述的熔剂的用量与得到的合金熔体a的质量比为4～6：1000。
7.根据权利要求2所述的一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于步骤三中所述的氩氯混合气体中氯气的体积分数为7％～9％。
8.根据权利要求2所述的一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于步骤三中所述的氩氯混合气体的通入速率为0.20m3/min～0.30m3/min。
9.根据权利要求2所述的一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于步骤三中所述的在线除气装置中为纯度不低于99.99％的氩气。
10.根据权利要求2所述的一种防护围栏用铝合金线材的制造方法，其特征在于步骤三中所述的过滤装置为两层陶瓷滤片，第一层陶瓷滤片和第二层陶瓷滤片的孔径均为50目，合金熔体b依次通过第一层陶瓷滤片和第二层陶瓷滤片进行过滤。
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