一種高強度耐熱高電導率的電流傳輸鋁型材的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及供電材料的生產技術，尤其是一種高強度耐熱高電導率的電流傳輸鋁型材的生產方法。
【背景技術】
[0002]現今電力高、低壓電氣零件、線路金具及連接附件、變電站導電管母線、高速列車、城市地鐵導電軌、廠礦企業起重機電氣滑觸線、電訊結構部件、LED燈具及家用電器等均采用“6”系鎂硅變形鋁合金型材作為傳輸電流的材料。“6”系鎂硅變形鋁合金型材與銅比具有經濟性、與鋼比有良好的導電性、耐腐蝕性、可焊性。鎂硅變形鋁合金型材作為電流傳輸材料及零配件方面的應用越來越廣泛。這類型材要求同時既要有高電導率和電學性能，又要有電氣零配件易于切削加工和裝配的硬度，超長架空使用撓度控制良好，長期使用，耐受150°C以上高溫，且高強度不顯著降低的機械性能。但目前市場上供應的“6”系鎂硅變形鋁合金型材往往無法同時滿足上述諸多方面要求。一般能達到的標準值為:抗拉強度200Mpa，屈服強度195Mpa，延伸率8%，電導率彡32MS/m，長期工作耐熱溫度70°C，短期(Ih)230°C耐溫強度保持率多90%。隨著科學技術的飛速發展，現有性能的電流傳輸型材已不能滿足工業生產發展的需要。

【發明內容】

[0003]本發明的目的就是要進一步提高電流傳輸型材的綜合性能，滿足工業生產發展的需要，提供一種高強度耐熱高電導率的電流傳輸鋁型材的生產方法。
[0004]本發明的具體方案是:一種高強度耐熱高電導率的電流傳輸鋁型材的生產方法，其特征是:選用型材坯料的化學成份重量配比為:S1.45，Fe0.01-0.35，Cu0.01-0.1，Mn0.01-0.LMg0.55-1.2，Zn0.01-0.LT1-0.LCr0.LRe0.1-0.2，Sc0.05-0.1，余量為 Al ；按以下工藝步驟進行生產:
(1)采用上述化學成分，規格對應的實心圓鑄錠，在裝爐前將鑄錠表面的灰塵、鋁肩等雜物清理干凈；鑄錠的加熱穩定至480-530°C，鑄錠保溫4-5h進行擠壓，采用專用的模具進行擠壓保持模具溫度480-490°C，擠壓速度為l_3m/min，將鑄錠擠壓成電流傳輸型材毛料；將擠壓好的型材毛料按批捆好整齊的擺放在料筐里，檢查擠壓毛料是否有壁厚不均、氣泡、裂紋，內外表面擦傷等缺陷，發現有上述質量問題及時反映有關人員做能否使用的鑒定，嚴重的要及時挑出；對擠壓型材毛料按根從頭部切掉200mm后切30±2mm的低倍試片；并在低倍試片和型材毛料端面上打合金、批號、根號，并將低倍試片送理化實驗室做低倍檢查；當低倍組織檢查合格后，方可切毛料；在每個切成的毛料上打上合金、批號，并應將毛料上鋸切的毛刺和鋁肩清除干凈，然后整齊的擺放在料筐內；
(2)將步驟(I)的型材毛料裝爐固溶淬火，毛料并在圓型豎式爐內加熱，加熱溫度515-520°C，且保溫2-3h，水冷；加熱過程做到每半小時測一次溫，并將測溫結果記錄；(3)為保證該合金型材強度、韌性、硬度和電導率，將淬火后的型材毛料先進行矯直，后進行人工時效，將型材整齊擺放到料筐里在臺車式爐內加熱，加熱溫度180°C，且保溫7h，后升溫至195°C再保溫2h空冷出爐。
[0005]本發明中所述所述步驟(I)中所采用的專用模具由上模和下模采用螺栓對接而成，在上模中制有開口在下并向凹的空腔，空腔中設有中心柱和四塊均布的徑向筋板形成蝶形焊合腔結構，在上模頂面開有四個均布的扇形分流孔與蝶形焊合腔連通；所述下模上部開有凹形焊合室，下部開有圓形成型出料孔，所述下模焊合室的側壁向外傾斜15°角張開設置。
[0006]本發明中選用型材坯料的化學成分重量配比最佳為:S1.45，Fe0.35，Cu0.1，Mn0.1，Mg0.8，Zn0.1，T1.1，Cr0.1，Re0.2，Sc0.08，余量為 Al。
[0007]本發明通過合理控制合金微量元素的種類和數量，添加稀土 Re0.1-0.2%，Sc0.05-0.1%，充分發揮Al-Re，Al-Sc微量元素具有優良物理化學性能的作用，為生產高性能電流傳輸型材提高基材保證。同時進行模具結構創新，采用蝶形焊合腔結構，加大焊合腔容積10-12%，增強厚壁型材的焊合質量。特別是通過設計最佳熱處理工藝，改善合金的物理化學特性，強化合金的特性作用，從而保證了獲取強度高，耐熱性能好，電導率高的電流傳輸型材。
[0008]本發明設計合理，工藝先進，采用本發明方法生產的電流傳輸型材性能優良，在機械性能、電學性能、長期使用強度性能、耐熱性能等各況指標同時超過了國家標準，可滿足工業生產快速發展的特殊需要，其中:抗拉強度彡240MPa，提高了 20%，屈服強度彡220MPa，提高了 12.82%，延伸率12-12.5%，提高了 50%，電導率彡33.33MS/m，提高了 4.16%，長期工作耐熱溫度彡150°C，提高了 114.29%，短期(Ih) 230°C耐溫強度保持率彡98%，提高了 8.89%。
【附圖說明】
[0009]圖1是專用模具的總體結構主剖視圖；
圖2是上模的俯視圖；
圖3是上模的仰視圖；
圖4是下模的俯視圖；
圖5是下模的仰視圖；
圖6是圓柱形電流傳輸型材的主體示意圖；
圖中一上模，2 —下模，3—成型出料孔，4一焊合室，5—蝶形焊合腔，6—中心柱，7—扇形分流孔，8—徑向筋板，9 一圓柱形電流傳輸鋁型材。
【具體實施方式】
[0010]例1:采用本發明生產如圖6所示一種圓柱形電流傳輸鋁型材9的生產方法是:首先選用型材坯料的化學成份重量配比為:S1.45, Fe0.0LCu0.0LMn0.0LMg0.55, Zn0.01，T1, Cr0.1, Re0.1，Sc0.05，余量為Al ;按以下工藝步驟進行生產:
(I)采用上述化學成分，規格對應的實心圓鑄錠，在裝爐前將鑄錠表面的灰塵、鋁肩等雜物清理干凈；鑄錠的加熱穩定至480°C，鑄錠保溫5h進行擠壓，采用專用的模具進行擠壓保持模具溫度480°C，擠壓速度為3m/min，將鑄錠擠壓成電流傳輸型材毛料；將擠壓好的型材毛料按批捆好整齊的擺放在料筐里，檢查擠壓毛料是否有壁厚不均、氣泡、裂紋，內外表面擦傷等缺陷，發現有上述質量問題及時反映有關人員做能否使用的鑒定，嚴重的要及時挑出；對擠壓型材毛料按根從頭部切掉200mm后切30±2mm的低倍試片；并在低倍試片和型材毛料端面上打合金、批號、根號，并將低倍試片送理化實驗室做低倍檢查；當低倍組織檢查合格后，方可切毛料；在每個切成的毛料上打上合金、批號，并應將毛料上鋸切的毛刺和鋁肩清除干凈，然后整齊的擺放在料筐內；
(2)將步驟(I)的型材毛料裝爐固溶淬火，毛料并在圓型豎式爐內加熱，加熱溫度515°C，且保溫3h，水冷；加熱過程做到每半小時測一次溫，并將測溫結果記錄；(3)為保證該合金型材強度、韌性、硬度和電導率，將淬火后的型材毛料先進行矯直，后進行人工時效，將型材整齊擺放到料筐里在臺車式爐內加熱，加熱溫度180°C，且保溫7h，后升溫至195°C再保溫2h空冷出爐。
[0011]本實施例中所采用的專用模具(參見圖1-5)，由上模I和下模2采用螺栓對接而成，在上模I中制有開口在下并向凹的空腔，空腔中設有中心柱6和四塊均布的徑向筋板8形成蝶形焊合腔5結構，在上模I頂面開有四個均布的扇形分流孔7與蝶形焊合腔5連通；所述下模2上部開有凹形焊合室4，下部開有圓形成型出料孔3，所述下模焊合室4的側壁向外傾斜15°角張開設置。
[0012]由此生產的電流傳輸鋁型材的性能指標為:抗拉強度為240MPa，屈服強度為230MPa，延伸率為12%，電導率為33.