專利名稱：鋁合金導線生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬塑性加工技術領域，具體涉及一種鋁合金導線生產工藝。
背景技術：
鋁-鎂-硅合金是一種可形變熱處理鋁合金，具有較高的強度與導電性能組合，被廣泛用作鋁合金架空導線。連鑄連軋一多道次拉伸工藝是電線電纜行業生產鋁和軟鋁合金線坯的主要方法，其工藝流程配料一熔化一精煉一連續鑄造(邊長為40 50 mm菱形截面的坯料)一熱連軋(13道次)一Φ9.8_左右的線坯。這種工藝路線設備投資適中，產品單重大、成材率較高(90%以上)、質量相對穩定。不足之處是需要采用多道次拉伸才能得到符合尺寸要求的產品，步驟復雜、生產成本高。水平連鑄制備鋁合金線坯的工藝流程配料一熔化一精煉一水平連鑄連拉(12個或24個結晶器并聯)一Φ 12 mm左右的線坯。水平連鑄連拉法的特點是設備投資少，線材的成品率較高(90%以上)。然而水平連鑄鋁合 金桿坯中不可避免的出現較常見比重偏析、枝晶偏析、晶界偏析和區域偏析，而這些偏析在后續拉拔工藝中難以消除它，通常采用對水平連鑄鋁合金桿坯進行均勻化處理。這不但增加了工序和生產成本，而且還會使桿坯表面氧化嚴重。此外，在水平連鑄一連拉的情況下，拉制出來的線坯基本上是一種鑄造組織，塑性比較差，后續拉制過程中容易出現斷絲。
發明內容
本發明針對上述不足，提供一種鋁合金導線生產工藝，該生產工藝步驟簡單、操作方便、成材率高、生產成本低，用其生產的產品性能均勻、表面質量優良、成材率高。本發明提供的鋁合金導線生產工藝，步驟如下
a.配料；
b.熔化；
c.精煉，得精煉后的合金液；
d.水平連鑄對步驟c得到的合金液采用帶結晶器的水平連鑄機鑄造，澆注溫度680 750°C，水平連鑄速度800 1300mm/min，得直徑Φ8 Φ15ι πι的圓線桿坯；
e.清洗對步驟d得到的圓線桿坯采用鋼絲輪刷和在線超聲波進行清洗，超聲波清洗采用專用鋁合金清洗劑，清洗和漂洗的溫度控制55 70°C，得清洗后的圓線桿坯；
f.連續擠壓步驟e得到的清洗后的圓線桿坯通過連續擠壓機進行連續擠壓，溫度為450 550°C，得擠出線坯；
g.在線淬火用高壓吹水頭在線對步驟f得到的擠出線坯進行直接水淬，得淬火產品，淬火產品保持40 60°C的溫度；
h.在線小變形拉伸利用安裝在高壓吹水頭和恒張力收繞裝置之間的拉絲模對步驟g得到的淬火產品進行在線小變形拉伸，冷變形量控制在1% 5%，得到的變形拉伸產品收線卷取在恒張力收繞裝置上；
i.人工時效處理，對步驟h得到的變形拉伸產品進行人工時效處理，溫度145 195°C下保溫2 4小時，得成品。作為本發明的生產工藝的進一步改進，步驟i中的人工時效處理為150 175°C保溫2 4小時。本發明有別于現有的連鑄連軋一多道次拉伸工藝制備鋁合金導線在于充分利用了連續擠壓大剪切變形的特點，一次將水平連鑄桿坯擠壓成接近尺寸的鋁合金導線，而無需采用多道次拉伸。本發明提供的鋁合金導線生產工藝 ，其連續擠壓一在線淬火實質上是一種高溫形變熱處理工藝，利用連續擠壓變形及變形熱的共同作用實現鋁合金的快速固溶，并由于連續擠壓具有產品組織性能均勻等特點，可確保整個生產過程的完全固溶，為隨后的人工時效處理提供良好的組織條件，從而確保鋁合金導線具有良好、均勻的力學性能和導電性能；同時，也是一種步驟簡單、操作方便、成材率高、生產成本低的鋁合金導線生產工藝。本發明的鋁合金導線生產工藝生產的產品性能均勻、表面質量優良。本發明的工藝可廣泛用于鋁合金導線的生產。
具體實施例方式實施例采用99. 7%鋁錠、鎂錠以及Al-Si、Al-Fe中間合金，根據鋁合金導線的化學組成配料，經熔化后，采用光譜直讀方法對溶體取樣進行化學成分分析，實測成分見表1，其中合金I相當于LHA1，合金2相當于LHA2。采用帶結晶器的水平連鑄機鑄造成一定直徑的圓線桿坯，將該圓線桿坯清洗后，在LJ300鋁材連續擠壓機上擠壓成一定直徑的出模口產品，將此出模口產品在線直接水淬后經在線小冷變形拉伸收線卷取，然后在90KW箱式電阻爐內進行人工時效處理，不同實施方式的鋁合金成分、澆注溫度、水平連鑄速度、連續擠壓溫度、淬火產品保持溫度、冷變形量及人工時效處理的溫度和時間見表2，對應產品力學性能和電阻率數據見表3。作為對比，采用連鑄連軋一多道次拉伸工藝生產的高強度鋁合金線LHAl和LHA2的力學性能和電阻率數據見表4。
合金 |Mg[Si[Cu [Fe [Mn [Cr [Zn [Ti [AL
6201 O. 60 O. 90 0! 50 O. 90 .0. 10 0Γ50~ O. 03 O. 03 O. 10其余
合金 I O. 538O! 526~0. 031 0ΤΤ 8~ O. 020 O. 008 O. 011—0. OOl 其余
合金 2|θ·632|θ. 621|θ. 027 |θ. 121 |θ. Oll |θ. 009 |θ. 019 |θ. OOl |其余
表I不同實施例鋁合金及6201鋁合金的化學成份(重量百分比，%)
權利要求
1. 一種鋁合金導線生產工藝，步驟如下 a.配料； b.熔化； c.精煉，得精煉后的合金液； d.水平連鑄對步驟c得到的精煉后的合金液采用帶結晶器的水平連鑄機鑄造，澆注溫度680 750°C，水平連鑄速度800 1300mm/min，得圓線桿坯； e.清洗對步驟d得到的圓線桿坯采用鋼絲輪刷和在線超聲波進行清洗，超聲波清洗采用專用鋁合金清洗劑，清洗和漂洗的溫度控制55 70°C，得清洗后的圓線桿坯； f.連續擠壓步驟e得到的清洗后的圓線桿坯通過連續擠壓機進行連續擠壓，溫度為450 550°C，得擠出線坯； g.在線淬火用高壓吹水頭在線對步驟f得到的擠出線坯進行直接水淬，得淬火產品，淬火產品保持40 60°C的溫度； h.在線小變形拉伸利用安裝在高壓吹水頭和恒張力收繞裝置之間的拉絲模對步驟g得到的淬火產品進行在線小變形拉伸，冷變形量控制在1% 5%，得到的變形拉伸產品收線卷取在恒張力收繞裝置上； i.人工時效處理，對步驟h得到的變形拉伸產品進行人工時效處理，溫度145 195°C下保溫2 4小時，得成品。
2.根據權利要求I所述的鋁合金導線生產工藝，其特征在于步驟i中的人工時效處理為150 175°C保溫2 4小時。
全文摘要
本發明提供了一種鋁合金導線生產工藝，包括配料、熔化、精煉、水平連鑄、清洗、連續擠壓、在線淬火、在線小冷變形拉伸、人工時效處理工序。本發明的工藝利用連續擠壓大剪切變形的特點，并通過在線小冷變形拉伸和人工時效處理，從而獲得組織細小、性能均勻、表面質量優良的導線。本發明的工藝步驟簡單、操作方便、成材率高、生產成本低，用其生產的產品性能均勻、表面質量優良。本發明的工藝可用于鋁合金導線的生產。
文檔編號C22F1/04GK102828130SQ201210328680
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者蘇華光, 劉孟英, 周承宇 申請人:湖南金龍電纜有限公司