g和Si的質(zhì)量比為1.73:1，Cu:0?0.46%，Cr:0?0.4%，Cu與Cr總重量小于0.75%,其他單個(gè)雜質(zhì)^ 0.05%,雜質(zhì)總和彡0.15%，余量為鋁。
[0042](3)精煉:將配備好的合金液，取樣進(jìn)行直讀光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，其含量達(dá)到要求后，進(jìn)行精煉；精煉方法:將鋁鎂合金專用2號精煉劑與純度99.99%的氮?dú)饣旌?，通過電動精煉噴粉機(jī)，將精煉劑與混合氣體在離爐膛底部5厘米處噴入，并在爐內(nèi)成“井”運(yùn)動，精煉分兩次進(jìn)行，每次精煉劑5KG，氮?dú)鈿鈮?0.1?0.2MPa，每次精煉時(shí)間為20min，精煉溫度:720 ± 5 °C，精煉劑量少、氣壓過低，時(shí)間不達(dá)到要求，溫度過低，其精煉效果不佳，但其參數(shù)超高要求，不僅精煉效果不佳，反而起到副作用；精煉完畢，加熱鋁鎂合金覆蓋劑對合金液覆蓋，熔體靜置20分鐘。覆蓋劑與精煉劑外購。
[0043](4)澆鑄:700±5°C的鋁合金液從精煉爐放水口流出，經(jīng)過封閉的，帶有加熱的溜槽，經(jīng)過在線的雙級過濾箱，達(dá)到在線除氣、除渣和凈化，后通過水平式，密閉式的澆鑄嘴流入H型的五輪式連續(xù)澆鑄機(jī)進(jìn)行結(jié)晶、凝固和冷卻。
[0044]A，雙級過濾箱原理:合金液通過粗級和精級雙重過濾達(dá)到在線除氣、除渣和凈化作用。粗過濾:采用尺寸308，目數(shù)30ppi的德國進(jìn)口陶瓷過濾板，將較粗的雜質(zhì)過濾；精級過濾:采用尺寸508，目數(shù)SOppi的德國進(jìn)口過濾板從而達(dá)到除氣、除渣的凈化作用。
[0045]B，700 ± 5 °C的放水溫度以及密閉與火焰加熱相結(jié)合的溜槽完全避免了鋁合金液爐內(nèi)的重新吸氫與吸氧(目前，大多數(shù)溜槽都采用開放式)。
[0046]C，水平、密閉的澆鑄嘴防止了澆鑄嘴處鋁合金液的吸氫與氧化皮的生成并卷入鋁合金錠，影響產(chǎn)品質(zhì)量。(目前，所采用的澆鑄大多數(shù)都是敞開式的，并且與結(jié)晶輪成一定角度的澆鑄方式)。低溫澆鑄，快速結(jié)晶冷卻凝固從而使合金錠晶粒更加細(xì)化，(沒有稀土的添加此步驟無法達(dá)到，稀土可以顯著改善鋁合金的金相組織，細(xì)化晶粒，去除鋁合金中氣體和有害雜質(zhì)，消除鑄造疏松以及熱裂紋等缺陷)。澆鑄溫度:680?690°C，澆鑄速度:0.2?
0.22米/分鐘，冷卻水溫度20?35°C，冷水壓力為0.2?0.35MPa，冷卻水流量:80?100立方/小時(shí)。以上參數(shù)可使得鑄錠晶粒細(xì)化，并且合金冷卻凝固合金成分的均勻，高溫澆鑄時(shí)由于連鑄機(jī)所形成梯形錠條，從而使凝固不均勻，合金元素偏析，合金錠條里面與外部的晶粒不一致以及成分不均勻。
[0047](5)軋制:高溫快速軋制，由于合金桿的強(qiáng)度以及硬度都較高，因此必須采取高溫快速軋制，高溫快速軋制不僅使合金易成型，提高機(jī)械生產(chǎn)率，延長設(shè)備易損件的使用壽命，而且使得合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密和完善，更重要的是:使得合金得到更加完善的加工性能，使得后續(xù)的拉拔以及擠壓等精加工工藝簡單，，而不需要對軋制的合金桿進(jìn)行退火熱處理方可進(jìn)行精加工，從而提高生產(chǎn)效率。鋁合金入軋溫度:530?560°C，乳機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速490?510轉(zhuǎn)/分鐘，軋制過程中采用WD-6鋁及鋁合金連鑄連軋乳化液與水按要求配比進(jìn)行對設(shè)備以及合金錠的潤滑和冷卻，乳化液與水的混合液中乳化液質(zhì)量含量為10?12，%，混合液溫度為50± 10°C，混合液流量:60?80立方/小時(shí)，軋制由前面第一和第二道垂直與水平式相互交替軋制的兩輥式進(jìn)行軋制，后面軋制道次采用Y型3輥式進(jìn)行軋制，乳制成型的合金桿直徑可根據(jù)采取的乳制道次數(shù)量決定:可乳制直徑15mm，12mm,9.5mm ；軋制的成型的鋁桿出軋速度:3?7.2米/秒，出軋溫度:300?330°C。
[0048]上述方式所提供的鋁合金桿可直接進(jìn)行拉制，將直徑9.5合金桿通過滑動或者非滑動式鋁及鋁合金連續(xù)大、中拉拔機(jī)拉制成不同規(guī)格和形狀的合金線，如圓形:直徑1.0、
2.0等，也可以是傘型。將合金線進(jìn)行固溶處理+人工時(shí)效后即可符合高壓架空合金線的相關(guān)性能要求。B,如需將銷合金線拉制成直徑為0.2mm，在銷合金線拉制到直徑為1.0mm時(shí)進(jìn)行連續(xù)退火，退火溫度:400°C，時(shí)間:1?2h。
[0049]經(jīng)過測定，本實(shí)施例制得的稀土鋁鎂硅合金材料，其化學(xué)組成為:稀土元素RE:0.25 % ;鎂18:0.55%,硅 S1:0.32 %，銅 Cu:0.03 %，鉻 Cr:0.05%,其他單個(gè)雜質(zhì)(0.05%，雜質(zhì)總和彡0.15%，余量為鋁。
[0050]對本實(shí)施例制得的稀土鋁鐵銅合金線材的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測，結(jié)果如下:
[0051]檢測方法:ARUN PolySpek-J直讀光譜儀，WDL-50電子式萬能材料試驗(yàn)機(jī)，DX200H全自動直流電阻測量儀，
[0052]檢測數(shù)據(jù):
[0053]退火后的合金材料在常溫、常壓態(tài)下，連鑄連軋直接軋制成直徑9.5mm其抗拉強(qiáng)度:176MPa，伸長率:13% ;20°C直流電阻:32.14η Ω.m，20°C導(dǎo)電率:53.8% IACS ;經(jīng)過連續(xù)拉制成直徑3.05mm，抗拉強(qiáng)度325MPa，延伸率:3.5%，20°C直流電阻:30.14nQ.m,20°C導(dǎo)電率:55.6% IACS,
[0054]經(jīng)過連續(xù)擠壓成直徑為9.52mm，壁厚為0.7mm，T4狀態(tài)的鋁合金管，抗拉強(qiáng)度:188Mpa，延伸率:14.5% ο
[0055]該鋁合金材料廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸業(yè)，汽車空調(diào)管，家用空調(diào)管，冰箱及冰柜冷凝管，電線電纜，通訊信號線，電力電氣，通訊信號屏蔽線。
[0056]本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也涉及本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。若采用本發(fā)明的馴化方法或生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，只是改變種類，也是在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種稀土鋁鎂硅合金材料，其特征在于，該材料的化學(xué)成分及重量百分比為:稀土元素RE 0.08?0.35% ;Mg和Si的總量0.7?1.5%，Mg和Si的質(zhì)量比為1.5?1.8:1，Cu:0?0.46%，Cr:0?0.4%，Cu與Cr總重量小于0.75%,其他單個(gè)雜質(zhì)^ 0.05%,雜質(zhì)總和<0.15%，余量為鋁；其中所述稀土元素選自鑭，鈰，釔，鐠，釹，鉺中的一種或兩種以上的混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土鋁鎂硅合金材料，其特征在于，所述材料還包括如下重量百分比的化學(xué)成分:Cu:0.01?0.46%,Cr:0.02?0.4%，Cu與Cr總重量小于0.75%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的稀土鋁鎂硅合金材料，其特征在于，所述材料化學(xué)成分及重量百分比為:RE:0.1?0.35%；Si:0.3?0.9%,Mg:0.3?0.9%，其中Mg和Si的總量.0.7 ?1.5% ;或RE:0.1 ?0.35% ；S1:0.2 ?0.8%，Mg:0.35 ?1.2 %，其中 Mg 和 Si 的總量 0.7 ?.1.
4.一種稀土鋁鎂硅合金材料的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟:熔煉、合金液配制、精煉及澆鑄；其中: 1)、熔煉:將鋁錠熔煉為鋁液，然后將鋁液導(dǎo)入保溫爐中，升溫至740?760°C，保溫并靜置; 2)、合金液配制:將步驟I)中保溫爐中的鋁液轉(zhuǎn)移到精煉爐內(nèi)，依次加入中間合金及鎂錠攪拌均勻，制成合金液并控制該合金液的化學(xué)成分及重量百分比為:稀土元素0.08?.0.35%;Mg 和 Si 的總量 0.7 ?1.5%，Mg 和 Si 的質(zhì)量比為 1.5 ?1.8:1，Cu:0 ?0.46%,Cr:0?0.4%，Cu與Cr總重量小于0.75%，其他單個(gè)雜質(zhì)彡0.05%，雜質(zhì)總和彡0.15%,余量為鋁； 3)、精煉:由精煉爐底部向精煉爐內(nèi)噴入精煉劑和氮?dú)獾幕旌衔飳Σ襟E2)所獲得的合金液進(jìn)行精煉，之后加入覆蓋劑對合金液進(jìn)行覆蓋，并靜置； 4)、澆鑄:將步驟3)所獲得的合金液進(jìn)行除氣、除渣和凈化，之后將合金液流入澆鑄機(jī)中進(jìn)行澆鑄。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)的中間合金為鋁硅合金與稀土合金的組合，或鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鉻合金與鋁稀土合金組合，其中所述合金液中Cu和Cr重量百分比控制為:Cu:0.1?0.46%，Cr:0.02?0.4%，Cu與Cr總重量小于.0.75%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述稀土元素選自鑭，鈰，釔，鐠，釹，鉺中的一種或兩種以上的混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述熔煉步驟包括:熔化后的鋁液經(jīng)過封閉的溜槽流入保溫爐，升溫至740?760V，保溫并靜置20?40分鐘；和/或，所述合金液配制步驟:精煉爐內(nèi)的鋁液溫度在745?755°C時(shí)再加入鋁硅合金、鋁稀土合金、及鎂錠；或加入銷娃合金、銷銅合金、銷絡(luò)合金、銷稀土合金及鎂錠。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述精煉步驟為:將精煉劑與氮?dú)饣旌衔镉删珶挔t底部噴入并在爐內(nèi)呈“井”運(yùn)動；精煉分兩次進(jìn)行，氮?dú)鈿鈮嚎刂茷?0.1?.0.2MPa，每次精煉時(shí)間為15?30min，精煉溫度控制在715?725°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，精煉完畢后將690?710°C的合金液從精煉爐中流出進(jìn)行澆鑄步驟，從精煉爐中流出的合金液經(jīng)封閉的帶有加熱功能的溜槽進(jìn)入過濾設(shè)備中進(jìn)行粗濾、精濾雙重過濾，之后合金液通過水平、密閉的澆鑄嘴流入澆鑄機(jī)中進(jìn)行低溫澆鑄，澆鑄溫度為680?690°C，澆鑄速度為0.2?0.22米/分鐘，澆鑄時(shí)所用冷卻水溫度為20?35°C，冷水壓力為0.2?0.35MPa，冷卻水流量控制為80?100m3/h。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括軋制步驟:鋁合金入軋溫度控制在:530?560°C，乳機(jī)電機(jī)速轉(zhuǎn)控制在490?510轉(zhuǎn)/分鐘，乳制的成型的鋁桿出軋速度:3?7.2米/秒，出軋溫度:300?330°C ;軋制過程中采用鋁及鋁合金連鑄連軋乳化液與水按要求配比進(jìn)行對軋制設(shè)備以及合金錠進(jìn)行潤滑和冷卻，所述乳化液與水的混合液中乳化液質(zhì)量含量為10?12%，混合液溫度為40?70°C，混合液流量為:60?80m3/h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種稀土鋁鎂硅合金材料及其制備方法，該材料的化學(xué)成分及重量百分比為：稀土元素RE0.08～0.35％，Mg和Si的總量0.7～1.5％，Mg和Si的質(zhì)量比為1.5～1.8：1，Cu：0～0.46％，Cr：0～0.4％，Cu與Cr總重量小于0.75％，其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，雜質(zhì)總和≤0.15％，余量為鋁；其中所述稀土元素選自鑭，鈰，釔，鐠，釹，鉺中的一種或兩種以上的混合。本發(fā)明的稀土鋁鎂硅合金材料抗拉強(qiáng)度高，是普通鋁材料硬態(tài)狀態(tài)的2倍。導(dǎo)電率相同時(shí)，抗拉強(qiáng)度是銅線的1.5倍，且產(chǎn)品的導(dǎo)電性能高于國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)。
【IPC分類】C22C1-03, C22C21-02, C22C21-08
【公開號】CN104805340
【申請?zhí)枴緾N201510264286
【發(fā)明人】熊春課, 王高寶, 方貽濤
【申請人】廣西友合鋁材有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月21日