一种高导电率硬铝导线及其生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106222491A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610585394.0C22C1/03(2006.01)(22)申请日2016.07.25H01B1/02(2006.01)(71)申请人国网河北省电力公司电力科学研究院地址050021河北省石家庄市裕华区体育南大街238号申请人国家电网公司河北省电力建设调整试验所(72)发明人冯砚厅王庆徐雪霞王勇赵纪峰李文彬(74)专利代理机构石家庄新世纪专利商标事务所有限公司13100代理人赵婧(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种高导电率硬铝导线及其生产方法(57)摘要本发明涉及一种高导电率硬铝导线及其生产方法，在高导电率硬铝导线生产中采用99.7%的工业纯铝在硼化和稀土化处理的基础上，同时控制Fe/Si质量比和Si/Sb质量比进行熔炼；Fe/Si质量比为3.54～5.26；Si/Sb质量比为13～22；加入Sb时利用惰性气体将熔化稀释后的中间合金熔体吹入炉体表面并迅速搅拌5～15分钟开始浇注。本发明采用99.7%的工业纯铝进行L4导线生产可以大大降低原料成本，提高市场竞争力。本发明采用99.7%的工业纯铝通过微合金化熔炼实现生产L4导线。本发明导电率不低于63%IACS，强度不低于161MPa。CN106222491ACN106222491A权利要求书1/1页1.一种高导电率硬铝导线，其特征在于：Fe/Si质量比为3.54～5.26；Si/Sb质量比为13～22。2.根据权利要求1所述的一种高导电率硬铝导线，其特征在于：B含量为0.01～0.03%，Cr+Mn+V+Ti含量之和低于0.006%，Sn含量为0.01～0.03%。3.权利要求1或2所述的一种高导电率硬铝导线的生产方法，其特征在于：生产中采用99.7%的工业纯铝在硼化和稀土化处理的基础上，同时控制Fe/Si质量比和Si/Sb质量比进行熔炼；使用99.7%的工业纯铝，加入B，最终调整金属中B含量为0.01～0.03%，Cr+Mn+V+Ti含量之和低于0.006%，Fe/Si质量比为3.54～5.26，Sn的含量为0.01～0.03%，Si/Sb质量比为13～22；加入Sb时利用惰性气体将熔化稀释后的中间合金熔体吹入炉体表面并迅速搅拌5～15分钟开始浇注。2CN106222491A说明书1/3页一种高导电率硬铝导线及其生产方法技术领域[0001]本发明涉及电气机械与器材制造业技术领域，具体涉及一种高导电率硬铝导线及其生产方法。背景技术[0002]高导电率硬铝导线根据导电率的大小分为L1、L2、L3和L4，L4导线导电率大于63%IACS，目前能够批量工业化生产的L4导线是采用99.99%铝为原料生产的，其成本远高于普通的硬铝导线，无法大面积推广使用。发明内容[0003]为解决上述问题，本发明提供一种生产成本低，有利于大面积推广的制备高导电率硬铝导线及其生产方法。[0004]本发明的技术方案99.7%工业纯铝的主要成分除铝外主要是Fe、Si、Cr、Mn、V、Ti。其中Cr、Mn、V、Ti主要通过加入B形成硼化物即可形成沉淀去除，但Fe、Si去不掉，虽然通过加入稀土形成稀土渣可以去除部分Fe、Si，但对导电率和强度均有影响。[0005]在没有Si存在时，Fe会以针状或片状的形态析出，影响导电率和强度，当加入一定量的Si后，铁的析出态变为棒状或球状，在一定程度上提高了铝导线的导电率和强韧性。但Si在铝中固溶度大对导电率影响也大，若要提高最终的导电率并保证足够的强度达到L4硬铝导线的要求还需要将更多的硅由固溶态变为析出态。[0006]Fe、Si在铝溶液中相遇会形成Fe3Si、α(Al12Fe3Si2)、Fe5Si3、β(Al9Fe2Si2)、FeSi2等化合物，其中以Fe3Si最为稳定。Fe3Si熔点为1069℃，在铝溶体中为固态，微纳米的Fe3Si析出可以起到一定的变质剂的作用。[0007]根据原子量计算，Fe3Si、α(Al12Fe3Si2)、Fe5Si3、β(Al9Fe2Si2)、FeSi2化合物的Fe/Si质量比分别为5.57、3.33、3、2、1。理论上按该Fe/Si质量比进行配比即可实现硅铁反应，实现硅由固溶态变为析出态，但实际上由于Fe在铝中的溶解度较小，硅的溶解度较大，大量的铁是以Al3Fe形式存在，溶解在铝中的硅和游离的Al3Fe并非完全接触，而且在铝熔体中存在成分不均匀性，按比例加入的Fe、Si表现为Fe过量，过量的Fe以Al3Fe以针、棒、球型析出，影响导电率。[0008]试验发现Fe/Si质量比按3.54～5.26导电率较理想。[0009]按Fe