一種高強(qiáng)度耐熱高電導(dǎo)率的電流傳輸鋁型材的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電材料的生產(chǎn)技術(shù)，尤其是一種高強(qiáng)度耐熱高電導(dǎo)率的電流傳輸鋁型材的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今電力高、低壓電氣零件、線路金具及連接附件、變電站導(dǎo)電管母線、高速列車(chē)、城市地鐵導(dǎo)電軌、廠礦企業(yè)起重機(jī)電氣滑觸線、電訊結(jié)構(gòu)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(jīng)濟(jì)性、與鋼比有良好的導(dǎo)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(yīng)用越來(lái)越廣泛。這類(lèi)型材要求同時(shí)既要有高電導(dǎo)率和電學(xué)性能，又要有電氣零配件易于切削加工和裝配的硬度，超長(zhǎng)架空使用撓度控制良好，長(zhǎng)期使用，耐受150°C以上高溫，且高強(qiáng)度不顯著降低的機(jī)械性能。但目前市場(chǎng)上供應(yīng)的“6”系鎂硅變形鋁合金型材往往無(wú)法同時(shí)滿足上述諸多方面要求。一般能達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)值為:抗拉強(qiáng)度200Mpa，屈服強(qiáng)度195Mpa，延伸率8%，電導(dǎo)率彡32MS/m，長(zhǎng)期工作耐熱溫度70°C，短期(Ih)230°C耐溫強(qiáng)度保持率多90%。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有性能的電流傳輸型材已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要進(jìn)一步提高電流傳輸型材的綜合性能，滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，提供一種高強(qiáng)度耐熱高電導(dǎo)率的電流傳輸鋁型材的生產(chǎn)方法。
[0004]本發(fā)明的具體方案是:一種高強(qiáng)度耐熱高電導(dǎo)率的電流傳輸鋁型材的生產(chǎn)方法，其特征是:選用型材坯料的化學(xué)成份重量配比為:S1.45，F(xiàn)e0.01-0.35，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(jìn)行生產(chǎn):
(1)采用上述化學(xué)成分，規(guī)格對(duì)應(yīng)的實(shí)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(wěn)定至480-530°C，鑄錠保溫4-5h進(jìn)行擠壓，采用專(zhuān)用的模具進(jìn)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(nèi)外表面擦傷等缺陷，發(fā)現(xiàn)有上述質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)反映有關(guān)人員做能否使用的鑒定，嚴(yán)重的要及時(shí)挑出；對(duì)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(hào)、根號(hào)，并將低倍試片送理化實(shí)驗(yàn)室做低倍檢查；當(dāng)?shù)捅督M織檢查合格后，方可切毛料；在每個(gè)切成的毛料上打上合金、批號(hào)，并應(yīng)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(nèi)；
(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(nèi)加熱，加熱溫度515-520°C，且保溫2-3h，水冷；加熱過(guò)程做到每半小時(shí)測(cè)一次溫，并將測(cè)溫結(jié)果記錄；(3)為保證該合金型材強(qiáng)度、韌性、硬度和電導(dǎo)率，將淬火后的型材毛料先進(jìn)行矯直，后進(jìn)行人工時(shí)效，將型材整齊擺放到料筐里在臺(tái)車(chē)式爐內(nèi)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(fā)明中所述所述步驟(I)中所采用的專(zhuān)用模具由上模和下模采用螺栓對(duì)接而成，在上模中制有開(kāi)口在下并向凹的空腔，空腔中設(shè)有中心柱和四塊均布的徑向筋板形成蝶形焊合腔結(jié)構(gòu)，在上模頂面開(kāi)有四個(gè)均布的扇形分流孔與蝶形焊合腔連通；所述下模上部開(kāi)有凹形焊合室，下部開(kāi)有圓形成型出料孔，所述下模焊合室的側(cè)壁向外傾斜15°角張開(kāi)設(shè)置。
[0006]本發(fā)明中選用型材坯料的化學(xué)成分重量配比最佳為:S1.45，F(xiàn)e0.35，Cu0.1，Mn0.1，Mg0.8，Zn0.1，T1.1，Cr0.1，Re0.2，Sc0.08，余量為 Al。
[0007]本發(fā)明通過(guò)合理控制合金微量元素的種類(lèi)和數(shù)量，添加稀土 Re0.1-0.2%，Sc0.05-0.1%，充分發(fā)揮Al-Re，Al-Sc微量元素具有優(yōu)良物理化學(xué)性能的作用，為生產(chǎn)高性能電流傳輸型材提高基材保證。同時(shí)進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，采用蝶形焊合腔結(jié)構(gòu)，加大焊合腔容積10-12%，增強(qiáng)厚壁型材的焊合質(zhì)量。特別是通過(guò)設(shè)計(jì)最佳熱處理工藝，改善合金的物理化學(xué)特性，強(qiáng)化合金的特性作用，從而保證了獲取強(qiáng)度高，耐熱性能好，電導(dǎo)率高的電流傳輸型材。
[0008]本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，工藝先進(jìn)，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的電流傳輸型材性能優(yōu)良，在機(jī)械性能、電學(xué)性能、長(zhǎng)期使用強(qiáng)度性能、耐熱性能等各況指標(biāo)同時(shí)超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可滿足工業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展的特殊需要，其中:抗拉強(qiáng)度彡240MPa，提高了 20%，屈服強(qiáng)度彡220MPa，提高了 12.82%，延伸率12-12.5%，提高了 50%，電導(dǎo)率彡33.33MS/m，提高了 4.16%，長(zhǎng)期工作耐熱溫度彡150°C，提高了 114.29%，短期(Ih) 230°C耐溫強(qiáng)度保持率彡98%，提高了 8.89%。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是專(zhuān)用模具的總體結(jié)構(gòu)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(shí)施方式】
[0010]例1:采用本發(fā)明生產(chǎn)如圖6所示一種圓柱形電流傳輸鋁型材9的生產(chǎn)方法是:首先選用型材坯料的化學(xué)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(jìn)行生產(chǎn):
(I)采用上述化學(xué)成分，規(guī)格對(duì)應(yīng)的實(shí)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(wěn)定至480°C，鑄錠保溫5h進(jìn)行擠壓，采用專(zhuān)用的模具進(jìn)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(nèi)外表面擦傷等缺陷，發(fā)現(xiàn)有上述質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)反映有關(guān)人員做能否使用的鑒定，嚴(yán)重的要及時(shí)挑出；對(duì)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(hào)、根號(hào)，并將低倍試片送理化實(shí)驗(yàn)室做低倍檢查；當(dāng)?shù)捅督M織檢查合格后，方可切毛料；在每個(gè)切成的毛料上打上合金、批號(hào)，并應(yīng)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(nèi)；
(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(nèi)加熱，加熱溫度515°C，且保溫3h，水冷；加熱過(guò)程做到每半小時(shí)測(cè)一次溫，并將測(cè)溫結(jié)果記錄；(3)為保證該合金型材強(qiáng)度、韌性、硬度和電導(dǎo)率，將淬火后的型材毛料先進(jìn)行矯直，后進(jìn)行人工時(shí)效，將型材整齊擺放到料筐里在臺(tái)車(chē)式爐內(nèi)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(shí)施例中所采用的專(zhuān)用模具(參見(jiàn)圖1-5)，由上模I和下模2采用螺栓對(duì)接而成，在上模I中制有開(kāi)口在下并向凹的空腔，空腔中設(shè)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(jié)構(gòu)，在上模I頂面開(kāi)有四個(gè)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(kāi)有凹形焊合室4，下部開(kāi)有圓形成型出料孔3，所述下模焊合室4的側(cè)壁向外傾斜15°角張開(kāi)設(shè)置。
[0012]由此生產(chǎn)的電流傳輸鋁型材的性能指標(biāo)為:抗拉強(qiáng)度為240MPa，屈服強(qiáng)度為230MPa，延伸率為12%，電導(dǎo)率為33.