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CN117987694B - 一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝及其生产工艺与应用 - Google Patents

一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝及其生产工艺与应用 Download PDF

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CN117987694B CN202410396366.9A CN202410396366A CN117987694B CN 117987694 B CN117987694 B CN 117987694B CN 202410396366 A CN202410396366 A CN 202410396366A CN 117987694 B CN117987694 B CN 117987694B
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Abstract

本发明提供一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝及其生产工艺与应用,所述铝单丝的组分按质量百分比计:Ce0.06‑0.08%,Ga0.02‑0.03%,Fe0.10‑0.25%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质。所述生产工艺包括如下步骤:铝液熔炼、真空熔炼、转炉熔炼、潜注精炼、连铸连轧、拉拔刮削。利用该铝单丝生产的增容导线电损耗低、载流量高,兼具高导电和优良耐蚀性能特点,有效提高了输变电线路输送效率,保障电网的安全可靠运行,具有显著的社会经济效益。材料的生产制备方法简单易行,具有非常广阔的生产应用前景。

Description

一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝及其生产工艺与应用
技术领域
本发明属于电缆材料技术领域,具体涉及一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝及其生产工艺与应用。
背景技术
特高压输变电线路的输电电缆主要采用的是钢芯铝绞线,是由铝线和钢线绞合而成的线缆,其钢芯主要起增加强度作用,而铝绞线主要起传送电能的作用。为了尽量降低输电线路电能损失和维持较高的输送效率,铝绞线主要选用工业纯铝。然而,在中、强腐蚀大气环境下运行时,电缆表面导体材料会快速持续腐蚀,影响输变电线路的安全运行。
为了提高现役输电电缆的导电率,增强电缆的耐腐蚀性能,延长电缆产品的服役寿命,亟需研发出新型的结构功能一体化导线材料,兼具高导电和优良耐蚀性能特点,以提高输变电线路输送效率,保障电网的安全可靠运行。鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是研制出一种导电性好、耐腐蚀性能优良、强度良好、塑韧性良好,能广泛应用于电力行业领域的铝及铝合金导体材料。本发明的目的还在于提供一种高导电率、耐腐蚀铝导线,可用作钢芯铝绞线中的铝绞线,可应用于重污染、海洋气候等特殊工况下的电能传输。
本发明的技术方案具体为:
一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝,其组分按质量百分比计:Ce0.06-0.08%,Ga0.02-0.03%,Fe0.10-0.25%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质元素的总量≤0.02%,Ga与Ce的质量比为0.20-0.40。
制备本发明所述的一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝的方法,包括如下步骤:
(1)铝液熔炼:将纯度大于99.7%铝锭装入熔炼炉炉膛,加热炉体至760~800℃,待铝锭熔化后,根据按照材料成分设计要求加入适量混合均匀的Al-Fe中间合金、Al-Si中间合金,充分熔化后搅拌扒渣,然后将铝合金熔体降温至740~760℃,得到一次合金化铝熔体。
(2)真空熔炼:将铝铈中间合金和Ga块装入真空熔炼炉内,在1300-1500℃温度之间进行真空精炼提纯,去除合金熔体内的杂质和氧化物等不纯物质,从而得到二次合金化铝合金熔体。该熔体具有稀土相尺寸细小、分布均匀,气体元素含量小,成分更加均匀等特点。
(3)转炉精炼:将步骤(1)得到的一次合金化铝熔体转注至保温炉,并采用双级泡沫陶瓷过滤板(孔径30/50PPI)对熔体进行在线过滤,然后向保温炉中的一次合金化铝熔体内加入块状六氯乙烷精炼剂,对炉内熔体进行除气除渣,搅拌后扒去表面浮渣,随后控制熔体温度在720-750℃,静置处理。
(4)潜注精炼:将步骤(2)得到的二次合金化铝合金熔体通过石墨管潜注入一次合金化铝熔体液面下方,避免二次合金化铝合金熔体与空气接触,减少氧化烧损和引入氧化物等杂质。然后采用旋转喷吹除气装置对混合后的熔体进行在线除气,以高纯氩气或氮气为除气介质,除气时间为10min/200kgAl,除气后熔体中氢含量不大于0.10ml/100gAl。调整熔体温度为710-730℃,静置45min。
(5)连铸连轧:设置铸造工艺参数为铸造温度710-730℃、铸造速度10-14m/min、冷却水温度10-40℃、冷却水压0.45-0.60MPa,调整铸坯入轧温度500-520℃。将在线精炼后的熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造,形成截面积1800-2600mm2铸坯,随后铸坯进入连轧机组中进行连续轧制得到直径9-12mm的圆杆坯,然后采用自动收线装置进行收卷,得到铝圆杆坯。
(6)拉拔刮削:选用硬氮化表面处理后的合金钢拉拔模,在滑动式拉丝机上对步骤(5)所得铝圆杆坯进行拉拔,成为直径1.5-5.0mm的铝单丝,拉拔速度为6-8m/s,最后道次拉拔尺寸精度要求为±0.02mm。采用合金钢刮削模具对拉拔后的铝单丝进行单道次刮削,刮削厚度为0.02-0.05mm,刮削速度为8-10m/min,去除丝材表面油脂、疲劳层,得到光滑表面的成品。
根据GB/T10125-2012盐雾试验(NSS-720小时)测试分析比较,该成品铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为1.11-1.16mg/dm2·d。该成品铝单丝电导率为36.77-37.00MS/m,抗拉强度Rm135-145MPa、断后伸长率12.5-14.0%。
有益的技术效果
本发明提供的高导电率、高耐腐蚀铝单丝及制备方法,通过开发新的合金配方,并采用真空熔炼提纯再处理和加压潜注气体精炼复合工艺方法,显著提高了铝单丝的导电率和耐腐蚀性能。在真空熔炼提纯作用下,微量稀土铈和镓获得纯化效果,更容易与杂质元素铁和硅发生反应,促使杂质相球化,从而消除杂质元素的不利影响。同时,填补晶粒晶界缺陷,生成具有表层保护作用的稀土金属化合物,可以显著提升稀土铈和镓复合微合金化对铝熔体的改性效果。在加压潜注气体精炼作用下,合金元素能够快速均匀分散于铝熔体内,大幅减少微量元素的氧化烧损,实现对微量元素含量的精确控制,并有效降低铝熔体中气体元素的含量,使成分更加均匀。利用本发明生产的铝单丝具有增容效果,电损耗低、载流量高,并且具备高导电和优良耐蚀性能的特点。这有效提高了输变电线路的输送效率,保障电网的安全可靠运行,具有显著的社会经济效益。材料的生产制备方法简单易行,具有非常广阔的生产应用前景。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面将以实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供了一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝及制备方法,下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝,其组分按质量百分比计:Ce0.06-0.08%,Ga0.02-0.03%,Fe0.10-0.25%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质元素的总量≤0.02%,Ga与Ce的质量比为0.20-0.40。
制备本发明所述的一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝的方法,按如下步骤进行:
(1)铝液熔炼:将纯度大于99.7%铝锭装入熔炼炉炉膛,加热炉体至760~800℃,待铝锭熔化后,根据按照材料成分设计要求加入适量混合均匀的Al-Fe中间合金、Al-Si中间合金,充分熔化后搅拌扒渣,然后将铝合金熔体降温至740~760℃,得到一次合金化铝熔体。
(2)真空熔炼:将铝铈中间合金和Ga块装入真空熔炼炉内,在1300-1500℃温度之间进行真空精炼提纯,去除合金熔体内的杂质和氧化物等不纯物质,从而得到二次合金化铝合金熔体。该熔体具有稀土金属相尺寸细小、分布均匀,气体元素含量小,成分更加均匀等特点。
(3)转炉精炼:将步骤(1)得到的一次合金化铝熔体转注至保温炉,并采用双级泡沫陶瓷过滤板(孔径30/50PPI)对熔体进行在线过滤,然后向保温炉中的一次合金化铝熔体内加入块状六氯乙烷精炼剂,对炉内熔体进行除气除渣,搅拌后扒去表面浮渣,随后控制熔体温度在720-750℃,静置处理。
(4)潜注精炼:将步骤(2)得到的二次合金化铝合金熔体通过石墨管潜注入一次合金化铝熔体液面下方,避免二次合金化铝合金熔体与空气接触,减少氧化烧损和引入氧化物等杂质。然后采用旋转喷吹除气装置对混合后的熔体进行在线除气,以高纯氩气或氮气为除气介质,除气时间为10min/200kgAl,除气后熔体中氢含量不大于0.10ml/100gAl。调整熔体温度为710-730℃,静置45min。
(5)连铸连轧:设置铸造工艺参数为铸造温度710-730℃、铸造速度10-14m/min、冷却水温度10-40℃、冷却水压0.45-0.60MPa,调整铸坯入轧温度500-520℃。将在线精炼后的熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造,形成截面积1800-2600mm2铸坯,随后铸坯进入连轧机组中进行连续轧制得到直径9-12mm的圆杆坯,然后采用自动收线装置进行收卷,得到铝圆杆坯。
(6)拉拔刮削:选用硬氮化表面处理后的合金钢拉拔模,在滑动式拉丝机上对铝圆杆坯进行拉拔成1.5-5.0mm的铝单丝,拉拔速度为6-8m/s,最后道次拉拔尺寸精度要求为±0.02mm。采用合金钢刮削模具对拉拔后的铝单丝进行单道次刮削,刮削厚度为0.02-0.05mm,刮削速度为8-10m/min,去除丝材表面油脂、疲劳层,得到光滑表面的成品。
根据GB/T10125-2012盐雾试验(NSS-720小时)测试分析比较,该成品铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为1.11-1.16mg/dm2·d。该成品铝单丝电导率为36.77-37.00MS/m,抗拉强度Rm135-145MPa、断后伸长率12.5-14.0%。
实施例1
一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝生产工艺,包括如下步骤:
(1)铝液熔炼:将纯度大于99.7%铝锭装入熔炼炉炉膛,加热炉体至760℃,待铝锭熔化后,根据按照材料成分设计要求加入适量混合均匀的Al-Fe中间合金、Al-Si中间合金,充分熔化后搅拌扒渣,然后将铝合金熔体降温至740℃,得到一次合金化铝熔体。
(2)真空熔炼:将铝铈中间合金和Ga块装入真空熔炼炉内,在1300℃温度之间进行真空精炼提纯,去除合金熔体内的杂质和氧化物等不纯物质,从而得到二次合金化铝合金熔体。该熔体具有稀土相尺寸细小、分布均匀,气体元素含量小,成分更加均匀等特点。
(3)转炉精炼:将步骤(1)得到的一次合金化铝熔体转注至保温炉,并采用双级泡沫陶瓷过滤板(孔径30/50PPI)对熔体进行在线过滤,然后向保温炉中的一次合金化铝熔体内加入块状六氯乙烷精炼剂,对炉内熔体进行除气除渣,搅拌后扒去表面浮渣,随后控制熔体温度在720℃,静置处理。
(4)潜注精炼:将步骤(2)得到的二次合金化铝合金熔体通过石墨管潜注入一次合金化铝熔体液面下方,避免二次合金化铝合金熔体与空气接触,减少氧化烧损和引入氧化物等杂质。然后采用旋转喷吹除气装置对混合后的熔体进行在线除气,以高纯氩气或氮气为除气介质,除气时间为10min/200kgAl,除气后熔体中氢含量不大于0.10ml/100gAl。调整熔体温度为710℃,静置45min。
(5)连铸连轧:设置铸造工艺参数为铸造温度710℃、铸造速度10m/min、冷却水温度10℃、冷却水压0.45MPa,调整铸坯入轧温度500℃。将在线精炼后的熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造,形成截面积1800mm2铸坯,随后铸坯进入连轧机组中进行连续轧制得到直径9mm的圆杆坯,然后采用自动收线装置进行收卷,得到铝圆杆坯。
(6)拉拔刮削:选用硬氮化表面处理后的合金钢拉拔模,在滑动式拉丝机上对铝圆杆坯进行拉拔成1.5mm的铝单丝,拉拔速度为6m/s,最后道次拉拔尺寸精度要求为±0.02mm。采用合金钢刮削模具对拉拔后的铝单丝进行单道次刮削,刮削厚度为0.02mm,刮削速度为8m/min,去除丝材表面油脂、疲劳层,得到光滑表面的成品。
该成品的组分按质量百分比计:Ce0.06%,Ga0.02%,Fe0.10%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质元素的总量≤0.02%,Ga与Ce的质量比为0.33。
根据GB/T10125-2012盐雾试验(NSS-720小时)测试分析比较,该成品铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为1.16mg/dm2·d。该成品铝单丝电导率为36.77MS/m,抗拉强度Rm135MPa、断后伸长率12.5%。
实施例2
一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝生产工艺,包括如下步骤:
(1)铝液熔炼:将纯度大于99.7%铝锭装入熔炼炉炉膛,加热炉体至780℃,待铝锭熔化后,根据按照材料成分设计要求加入适量混合均匀的Al-Fe中间合金、Al-Si中间合金,充分熔化后搅拌扒渣,然后将铝合金熔体降温至750℃,得到一次合金化铝熔体。
(2)真空熔炼:将铝铈中间合金和Ga块装入真空熔炼炉内,在1400℃温度之间进行真空精炼提纯,去除合金熔体内的杂质和氧化物等不纯物质,从而得到二次合金化铝合金熔体。该熔体具有稀土相尺寸细小、分布均匀,气体元素含量小,成分更加均匀等特点。
(3)转炉精炼:将步骤(1)得到的一次合金化铝熔体转注至保温炉,并采用双级泡沫陶瓷过滤板(孔径30/50PPI)对熔体进行在线过滤,然后向保温炉中的一次合金化铝熔体内加入块状六氯乙烷精炼剂,对炉内熔体进行除气除渣,搅拌后扒去表面浮渣,随后控制熔体温度在735℃,静置处理。
(4)潜注精炼:将步骤(2)得到的二次合金化铝合金熔体通过石墨管潜注入一次合金化铝熔体液面下方,避免二次合金化铝合金熔体与空气接触,减少氧化烧损和引入氧化物等杂质。然后采用旋转喷吹除气装置对混合后的熔体进行在线除气,以高纯氩气或氮气为除气介质,除气时间为10min/200kgAl,除气后熔体中氢含量不大于0.10ml/100gAl。调整熔体温度为720℃,静置45min。
(5)连铸连轧:设置铸造工艺参数为铸造温度720℃、铸造速度12m/min、冷却水温度125℃、冷却水压0.52MPa,调整铸坯入轧温度515℃。将在线精炼后的熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造,形成截面积2200mm2铸坯,随后铸坯进入连轧机组中进行连续轧制得到直径10mm的圆杆坯,然后采用自动收线装置进行收卷,得到铝圆杆坯。
(6)拉拔刮削:选用硬氮化表面处理后的合金钢拉拔模,在滑动式拉丝机上对铝圆杆坯进行拉拔成3.5mm的铝单丝,拉拔速度为7m/s,最后道次拉拔尺寸精度要求为±0.02mm。采用合金钢刮削模具对拉拔后的铝单丝进行单道次刮削,刮削厚度为0.03mm,刮削速度为9m/min,去除丝材表面油脂、疲劳层,得到光滑表面的成品。
该成品的组分按质量百分比计:Ce0.07%,Ga0.025%,Fe0.175%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质元素的总量≤0.02%,Ga与Ce的质量比为0.36。
根据GB/T10125-2012盐雾试验(NSS-720小时)测试分析比较,该成品铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为1.14mg/dm2·d。该成品铝单丝电导率为36.89MS/m,抗拉强度Rm140MPa、断后伸长率13.2%。
实施例3
一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝生产工艺,包括如下步骤:
(1)铝液熔炼:将纯度大于99.7%铝锭装入熔炼炉炉膛,加热炉体至800℃,待铝锭熔化后,根据按照材料成分设计要求加入适量混合均匀的Al-Fe中间合金、Al-Si中间合金,充分熔化后搅拌扒渣,然后将铝合金熔体降温至760℃,得到一次合金化铝熔体。
(2)真空熔炼:将铝铈中间合金和Ga块装入真空熔炼炉内,在1500℃温度之间进行真空精炼提纯,去除合金熔体内的杂质和氧化物等不纯物质,从而得到二次合金化铝合金熔体。该熔体具有稀土相尺寸细小、分布均匀,气体元素含量小,成分更加均匀等特点。
(3)转炉精炼:将步骤(1)得到的一次合金化铝熔体转注至保温炉,并采用双级泡沫陶瓷过滤板(孔径30/50PPI)对熔体进行在线过滤,然后向保温炉中的一次合金化铝熔体内加入块状六氯乙烷精炼剂,对炉内熔体进行除气除渣,搅拌后扒去表面浮渣,随后控制熔体温度在750℃,静置处理。
(4)潜注精炼:将步骤(2)得到的二次合金化铝合金熔体通过石墨管潜注入一次合金化铝熔体液面下方,避免二次合金化铝合金熔体与空气接触,减少氧化烧损和引入氧化物等杂质。然后采用旋转喷吹除气装置对混合后的熔体进行在线除气,以高纯氩气或氮气为除气介质,除气时间为10min/200kgAl,除气后熔体中氢含量不大于0.10ml/100gAl。调整熔体温度为730℃,静置45min。
(5)连铸连轧:设置铸造工艺参数为铸造温度730℃、铸造速度14m/min、冷却水温度40℃、冷却水压0.60MPa,调整铸坯入轧温度520℃。将在线精炼后的熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造,形成截面积2600mm2铸坯,随后铸坯进入连轧机组中进行连续轧制得到直径12mm的圆杆坯,然后采用自动收线装置进行收卷,得到铝圆杆坯。
(6)拉拔刮削:选用硬氮化表面处理后的合金钢拉拔模,在滑动式拉丝机上对铝圆杆坯进行拉拔成5.0mm的铝单丝,拉拔速度为8m/s,最后道次拉拔尺寸精度要求为±0.02mm。采用合金钢刮削模具对拉拔后的铝单丝进行单道次刮削,刮削厚度为0.05mm,刮削速度为10m/min,去除丝材表面油脂、疲劳层,得到光滑表面的成品。
该成品的组分按质量百分比计:Ce0.08%,Ga0.03%,Fe0.25%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质元素的总量≤0.02%,Ga与Ce的质量比为0.38。
根据GB/T10125-2012盐雾试验(NSS-720小时)测试分析比较,该成品铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为1.20mg/dm2·d。该成品铝单丝电导率为37.00MS/m,抗拉强度Rm145MPa、断后伸长率14.0%。
对比例1
本实施例与实施例1一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝生产工艺基本相同,不同之处在于:未添加铝铈中间合金和Ga块,未采用真空精炼处理,未采用熔体液面下方潜注精炼的方式。
该成品的组分按质量百分比计:Fe0.10%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质元素的总量≤0.02%。
根据GB/T10125-2012盐雾试验(NSS-720小时)测试分析,本对比例制备的纯铝单丝在中性盐雾试验48h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为2.16mg/dm2·d。本对比例制备的该成品铝单丝电导率为35.67MS/m,抗拉强度Rm114MPa、断后伸长率11.2%。
对比例2
本实施例与实施例2一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝生产工艺基本相同,不同之处在于:未添加铝铈中间合金和Ga块,未采用真空精炼处理,未采用熔体液面下方潜注精炼的方式。
该成品的组分按质量百分比计:Fe0.175%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质元素的总量≤0.02%。
根据GB/T10125-2012盐雾试验(NSS-720小时)测试分析,本对比例制备的纯铝单丝在中性盐雾试验48h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为2.34mg/dm2·d。本对比例制备的该成品铝单丝电导率为35.79MS/m,抗拉强度Rm116MPa、断后伸长率11.4%。
对比例3
本实施例与实施例3一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝生产工艺基本相同,不同之处在于:未添加铝铈中间合金和Ga块,未采用真空精炼处理,未采用熔体液面下方潜注精炼的方式。
该成品的组分按质量百分比计:Ce0.08%,Fe0.25%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质元素的总量≤0.02%。
根据GB/T10125-2012盐雾试验(NSS-720小时)测试分析,本对比例制备的纯铝单丝在中性盐雾试验48h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为2.46mg/dm2·d。本对比例制备的该成品铝单丝电导率为35.96MS/m,抗拉强度Rm122MPa、断后伸长率12%。
一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝生产工艺实施例1-3、对比例1-3制备的铝单丝,其检测结果如表1所示。
表1
上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然,本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例,熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化,但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝,其特征在于,所述铝单丝组分按质量百分比计:Ce0.06-0.08%,Ga0.02-0.03%,Fe0.10-0.25%,Si≤0.22%,Ti≤0.001%,其余为Al和不可避免的其他杂质,不可避免的杂质元素中每种元素的含量均≤0.005%,不可避免的其他杂质的总量≤0.02%,Ga与Ce的质量比为0.25-0.40;所述铝单丝根据GB/T10125-2012盐雾试验测试分析比较,该铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物,720h以后称重计算腐蚀速率为1.11-1.16mg/dm2·d;成品铝单丝电导率为36.77-37.00MS/m,抗拉强度Rm135-145MPa、断后伸长率12.5-14%;
所述铝单丝的生产工艺,包括如下步骤:
(1)铝液熔炼:将纯度大于99.7%铝锭装入熔炼炉炉膛,加热炉体至760~800℃,待铝锭熔化后,加入Al-Fe中间合金、Al-Si中间合金,然后将所得铝合金熔体降温至740~760℃,得到一次合金化铝熔体;
(2)真空熔炼:将铝铈中间合金和Ga块装入真空熔炼炉内,在1300-1500℃温度之间进行真空精炼提纯,得到二次合金化铝合金熔体;
(3)转炉精炼:将步骤(1)得到的一次合金化铝熔体转注至保温炉,对熔体进行在线过滤,然后向保温炉中的一次合金化铝熔体内加入块状六氯乙烷精炼剂,对炉内熔体进行除气除渣,随后控制熔体温度在720-750℃,静置处理;
(4)潜注精炼:将步骤(2)得到的二次合金化铝合金熔体通过石墨管潜注入一次合金化铝熔体液面下方,然后采用旋转喷吹除气装置对混合后的熔体进行在线除气,以高纯氩气或高纯氮气为除气介质,除气后熔体中氢含量不大于0.10ml/100gAl,调整熔体温度为710-730℃,静置45min;
(5)连铸连轧:将步骤(4)所得熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造,形成截面积1800-2600mm2铸坯,随后将所得铸坯进入连轧机组中进行连续轧制得到直径9-12mm的圆杆坯,然后采用自动收线装置进行收卷,得到铝圆杆坯;
(6)拉拔刮削:选用硬氮化表面处理后的合金钢拉拔模,在滑动式拉丝机上对步骤(5)所得铝圆杆坯进行拉拔,成为直径1.5-5.0mm的铝单丝,最后道次拉拔尺寸精度要求为±0.02mm;采用合金钢刮削模具对拉拔后的铝单丝进行单道次刮削。
2.根据权利要求1所述高导电率、高耐腐蚀铝单丝,其特征在于,步骤(3)所述在线过滤使用双级泡沫陶瓷过滤板,其孔径为30/50PPI。
3.根据权利要求1所述高导电率、高耐腐蚀铝单丝,其特征在于,步骤(4)中所述除气的时间为10min/200kgAl。
4.根据权利要求1所述高导电率、高耐腐蚀铝单丝,其特征在于,步骤(5)所述连续铸造设置工艺参数为铸造温度710-730℃、铸造速度10-14m/min、冷却水温度10-40℃、冷却水压0.45-0.60MPa,调整铸坯入轧温度500-520℃。
5.根据权利要求1所述高导电率、高耐腐蚀铝单丝,其特征在于,步骤(6)所述拉拔的速度为6-8m/s,所述刮削的厚度为0.02-0.05mm,刮削的速度为8-10m/min。
6.一种高导电率、高耐腐蚀铝导线,其特征在于,所述铝导线包含权利要求1所述高导电率、高耐腐蚀铝单丝。
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