一种超细微铝镁合金丝线材及其制备方法

xiaoxiao2021-2-23  176

一种超细微铝镁合金丝线材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝镁合金线生产技术领域,具体涉及超细微铝镁合金丝线材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铝镁合金线具有可替代传统纯铜圆线产品作为芯线的广阔前景,现广泛应用于有线电视同轴电缆、高频信号传输、电力传输、音频视频导体材料、电源电脑排线导体材料、局域网电缆、通讯电缆编织屏蔽网线以及军工业和航空航天领域,是宽带传输网络和通讯网络线缆的主要配套产品。铝镁合金丝线与传统纯铜圆线相比,具有重量轻、强度高、韧性好、屏蔽强以及成本低廉等优点,而且线缆的铝镁合金化和超强超细化是解决当前世界通讯行业面临的能源、环境、安全、高效等问题的有效措施。
[0003]近年来,5154系铝镁合金丝线由于具有密度小、强度高以及良好的强塑性、导电性、抗蚀性和耐卷绕性等一系列优良综合性能而被广泛应用于有线电视同轴电缆、通讯电缆编织屏蔽网线以及军工业和航空航天领域,是电缆网线材料研究的热点。然而,现有5154系铝镁合金丝线仍存在丝线硬度、韧性、抗拉压强度、延伸率等物理性能普遍偏低以及电导率偏低而电阻率偏高等电学问题,特别是在向Φ0.10_以下甚至超细微方向发展等方面出现合金丝线强度及电导率低、电阻率变大、线间发粘、剥离困难等难题挑战。即在向超强超细微方向发展中出现的“裂、断、漏”等问题,极大影响了铝镁合金线缆企业向超强超细方向发展。
[0004]目前5154系铝镁合金丝线材料是以金属铝为基本材料,其中主要添加元素为金属镁(3.1?3.9)%、锰(Μη)< 0.10%、铬(Cr)为(0.1?0.2)%,余量为铝。工艺中通常采用熔炼一平引铸杆一拉拔一中间退火一拉拔一成品退火来生产铝镁合金线材。对于高铁含量的铝土矿电解出的铝锭,熔解后增加材料脆性而不能充分挖掘产品的性能,同时制备出来的铝镁合金丝线强度、导电性有待提高以及断线率有待降低,不能拉制到Φ0.10mm以下规格。
[0005]中国专利申请号:CN201210053368,专利名称:同轴电缆屏蔽用防腐蚀铝镁合金丝及其加工方法。该发明铝镁合金丝的成分重量百分比为:镁3.0-3.6 %、铬0.18-0.30 %、硼
0.2-0.6%、余量为铝。经熔炼、拉成型、热处理、粗拉、热处理、细拉、退火等工艺流程,制得铝镁合金丝在20°C时的电阻率< 0.052 Ω mm2/m。
[0006]中国专利号:ZL200410048655,专利名称:电缆编织屏蔽用铝镁合金丝及其生产方法。该发明的材料成分比为镁3.2-3.9 %、铬0.15-0.35 %、硼0.1-0.5 %、余量为铝。生产方法是将配有硼的原料按熔炼一初拉成型一热处理一粗拉一中拉一热处理一细拉流程进行生产,制得铝镁合金丝在20°C时的电阻率<0.051 Qmm2/m、拉断力2 5.1N、断裂伸长率210%。它米用的是棚。

【发明内容】

[0007]本发明的目的是提供一种超细微铝镁合金丝线材及其制备方法,添加合理用量的稀土金属Zr提高铝的再结晶温度,细化晶粒,提高材料韧性,提高铝镁合金丝线的强度和导电性,又降低材料丝线的断线率和细微度,改善5154系铝镁合金丝线材料的性能,提高了产品的质量,能顺利拉拔至Φ 0.10mm以下规格。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]一种超细微铝镁合金丝线材,其原料的成分重量百分比为Mg 2.8-3.8%,Mn0.2%,Zr 0.1?0.2%,Cr 0.1?0.2%,其他杂质总含量小于0.3%,余量为Al。
[0010]本发明中超细微铝镁合金丝线材的制备方法是将铝镁合金丝线材原料经过熔炼、平引铸杆、第一次拉拔、退火、第二次拉拔、二次退火、第三次拉拔而制成铝镁合金丝线材。具体过程是:先将原料按上述配比进行混合,放入燃气反射炉,在710?730°C下熔炼成合金液,然后对合金液进行平引铸杆,铸造成Φ 8.5mm的杆件后进行第一次拉拔,将杆件冷拉至直径为Φ5.0mm的铝镁合金线材,在430?435°C下退火,保温2?2.5小时;再二次拉拔至Φ1.16mm;再二次退火,在425?430°C下保温5?6小时;然后再通过高速微拉机三次拉拔至成品Φ 0.09mm的铝镁合金丝线材。
[0011]作为技术方案的优选,本发明的拉拔均采用冷拉,第一次拉拔速度为:180?200m/min,第二次拉拔速度为:450?480m/min,第三次拉拔速度为:1400?1600m/min。
[0012]本发明加入Zr元素,锆是表面活性元素,不仅能使合金液体表面张力降低,还可以使临界晶核形核功减小,对铝的再结晶有影响,可使铝的再结晶温度上升100K。而且,锆可在不过冷条件下成为铝的结晶核心。当Zr以极细的沉淀物形式存在时,结晶时加以快冷,随后在高温下沉淀,可获得细小而均匀分布的亚稳相,起到细化晶粒的效果,从而提高材料韧性。同时减少电子运动的阻力,提高了导电性。
[0013]将本发明制备出来的铝镁合金丝线材经广西壮族自治区产品质量检验研究院等权威机构检测,与传统的5154系铝镁合金丝线材相比,抗拉强度提高7.60%;延伸率提高12.50%;电阻率下降3.92%,断线率降幅达70.00%。
[0014]本发明生产的超细微铝镁合金丝线材能广泛应用于有线电视同轴电缆、通讯电缆编织屏蔽网线以及军工业和航空航天领域。
[0015]本发明的优点:
[00?6] 1、本发明能够直接拉制成Φ0.09mm规格的丝线材料,断线率仅为0.6次/kg,而同类产品拉拔至规格Φ0.12mm时,断线率就高达2次/kg。本发明断线率大大降低了,降低了生产成本及材料损耗。
[0017]2、采用本发明的制备方法来针对本发明配比的铝镁合金丝线材的生产效果特别显著,使5154系铝镁合金丝线普遍存在的丝线硬度低、抗拉压强度低、延伸率低以及电导率低而断线率高等问题得以解决,既提高了铝镁合金丝线的强度和导电性,又降低了材料丝线的断线率和细微度,改善5154系铝镁合金丝线材料的性能,提高了产品的质量,并向发展超强超细方向(即Φ0.10mm以下甚至超细微方向)提供了实践基础。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明进行进一步说明,但本发明并不局限于实施例。
[0019]实施例1
[0020]铝镁合金原料成分的重量百分比为: Mg 3.8%,Μη 0.2%,Zr 0.1%,Cr 0.2%,余量为A1,其它杂质总含量不超过0.3%。
[0021]先将原料按配比混合均匀,然后放入燃气反射炉,在710?730°C下熔炼成合金液;对合金液进行平引铸杆,铸造成Φ 8.5mm的杆件后进行第一次拉拔(冷拉,拉拔速度为:180m/min),将杆件冷拉至直径为Φ 5.0mm的招镁合金线材,在430°C下退火,保温2.5小时;再第二次拉拔(冷拉,拉拔速度为:450m/min)至Φ 1.16mm;再二次退火,在430°C下保温5小时,然后再通过高速微拉机第三次拉拔(冷拉,拉拔速度为:1600m/min)至成品Φ 0.09mm的铝镁合金丝线材。
[0022]本发明制备出的超细微铝镁合金丝线材,然后经测试(跟同类产品比较)其抗拉强度从250Mpa提高到268Mpa,总升幅7.20%;延伸率从8 %提高到9 %,总升幅为12.50 % ;电阻率从0.051 Ω.mm2/m下降为0.049 Ω总降幅为3.92%。
[0023]而同类产品拉拔至规格Φ0.12mm时,断线率就高达2次/kg,而此发明拉拔至规格Φ 0.09mm时断线率仅为0.7次/kg,断线率降幅达65.00%。这种方法生产的铝镁合金丝可直接拉制成Φ 0.09mm规格的线材。
[0024]实施例2
[0025]铝镁合金原料成分的重量百分比为:Mg 2.8%,Μη 0.2%,Zr 0.2%,Cr 0.1%,余量为Al,其它杂质总含量不超过0.3%。
[0026]先将原料按配比混合均匀,然后放入燃气反射炉,在710?730°C下熔炼成合金液;对合金液进行平引铸杆,铸造成Φ 8.5mm的杆件后进行第一次拉拔(冷拉,拉拔速度为:190m/min),将杆件冷拉至直径为Φ 5.0mm的铝镁合金线材,在435°C下退火,保温2小时;再第二次拉拔(冷拉,拉拔速度为:460m/min)至Φ 1.16mm;再二次退火,在425°C下保温6小时,然后再通过高速微拉机第三次拉拔(冷拉,拉拔速度为:1500m/min)至成品Φ0.09mm的招镁合金丝线材。
[0027]本发明制备出的超细微铝镁合金丝线材,然后经测试(跟同类产品比较)其抗拉强度从250Mpa提高到270Mpa,总升幅8.00%;延伸率从8 %提高到9 %,总升幅为12.50 % ;电阻率从0.051 Ω.mm2/m下降为0.049 Ω总降幅为3.92%。
[0028]而同类产品拉拔至规格Φ0.12mm时,断线率就高达2次/kg,而此发明拉拔至规格Φ 0.09mm时断线率仅为0.6次/kg,断线率降幅达70.00%。这种方法生产的铝镁合金丝可直接拉制成Φ 0.09mm规格的线材。
[0029]实施例3
[0030]铝镁合金原料成分的重量百分比为:Mg 3.3%,Μη 0.2%,Zr 0.15%,Cr 0.15%,余量为Al,其它杂质总含量不超过0.3%。
[0031]先将原料按配比混合均匀,然后放入燃气反射炉,在710?730°C下熔炼成合金液;对合金液进行平引铸杆,铸造成Φ 8.5mm的杆件后进行第一次拉拔(冷拉,拉拔速度为:200m/min),将杆件冷拉至直径为Φ 5.0mm的铝镁合金线材,在435°C下退火,保温2小时;再第二次拉拔(冷拉,拉拔速度为:480m/min)至Φ 1.16臟;再二次退火,在425°(3下保温6小时,然后再通过高速微拉机第三次拉拔(冷拉,拉拔速度为:1400m/min)至成品Φ0.09mm的招镁合金丝线材。
[0032]本发明制备出的超细微铝镁合金丝线材,然后经测试(跟同类产品比较)其抗拉强度从250Mpa提高到269Mpa,总升幅7.60%;延伸率从8 %提高到9 %,总升幅为12.50 % ;电阻率从0.051 Ω.mm2/m下降为0.049 Ω.mm2/m,总降幅为3.92%。
[0033]而同类产品拉拔至规格Φ0.12mm时,断线率就高达2次/kg,而此发明拉拔至规格Φ 0.09mm时断线率仅为0.6次/kg,断线率降幅达70.00%。这种方法生产的铝镁合金丝可直接拉制成Φ 0.09mm规格的线材。
【主权项】
1.一种超细微铝镁合金丝线材,其特征在于:所述铝镁合金丝线材原料的成分重量百分比为Mg 2.8-3.8% ,Μη 0.2% ,Zr 0.1?0.2%,Cr 0.1?0.2%,其他杂质总含量小于0.3%,余量为A1。2.如权利要求1所述的超细微铝镁合金丝线材的制备方法,铝镁合金丝线材原料经过熔炼、平引铸杆、第一次拉拔、退火、第二次拉拔、二次退火、第三次拉拔而制成铝镁合金丝线材,其特征在于:将铝镁合金丝线材原料熔炼,平引铸杆成Φ 8.5mm的杆件,第一次拉拔至Φ 5.0mm的铝镁合金线材,在430?435°C下退火,保温2?2.5小时;再第二次拉拔至Φ1.16mm,再二次退火,在425?430°C下保温5?6小时;最后第三次拉拔至成品Φ0.09mm的招镁合金丝线材。3.根据权利要求2所述的超细微铝镁合金丝线材的制备方法,其特征在于:所述拉拔均采用冷拉,第一次拉拔速度为:180?200m/min,第二次拉拔速度为:450?480m/min,第三次拉拔速度为:1400?1600m/min。
【专利摘要】本发明公开了一种超细微铝镁合金丝线材及其制备方法,原料的成分重量百分比为Mg?2.8-3.8%,Mn?0.2%,Zr?0.1~0.2%,Cr?0.1~0.2%,其他杂质总含量小于0.3%,余量为Al。制备方法是将铝镁合金丝线材原料熔炼,平引铸杆成Φ8.5mm的杆件,第一次拉拔至Φ5.0mm的铝镁合金线材,退火,保温2~2.5小时;再第二次拉拔至Ф1.16mm,再第二次退火,保温5~6小时;再通过高速微拉机第三次拉拔至成品Φ0.09mm的铝镁合金丝线材。采用本发明的配制方法既提高了铝镁合金丝线的强度和导电性,又降低了材料丝线的断线率和细微度,改善5154系铝镁合金丝线材料的性能,提高了产品的质量。
【IPC分类】B21C37/04, H01B1/02, H01B13/00
【公开号】CN105489263
【申请号】CN201510918095
【发明人】黄显吞, 吴顺意
【申请人】百色学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月11日

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