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　　摘 要：中強度鋁合金線(xiàn)材制備研究 摘要研究了中強度鋁合金的熱處理工藝，通過(guò)調整加工工序，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。對比分析了熱處理工藝對中強度鋁合金線(xiàn)材性能的影響，確定熱處理合金桿方案的可行性。

　　中強度鋁合金絞線(xiàn)由于其在制造、設計、施工、運輸等方面的優(yōu)點(diǎn)，在輸電導線(xiàn)領(lǐng)域應用廣泛[1]。研究表明，中強度全鋁合金絞線(xiàn)與同直徑的鋼芯鋁絞線(xiàn)(AC-SR)相比，在節約電能損耗、微風(fēng)振動(dòng)等方面優(yōu)勢顯著(zhù)。6000系鋁合金是典型的可以熱處理強化型鋁合金，由于6000系鋁合金具有較高的比強度、質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)而在鋁合金導線(xiàn)上得到廣泛應用。本課題研究了中強度6101鋁合金的熱處理工藝，通過(guò)調整加工工序，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。對比分析了不同熱處理工藝對中強度鋁合金線(xiàn)材性能的影響，確定了合金桿的最佳熱處理工藝方案，以期為中強度鋁合金線(xiàn)材的應用提供參考。

　　1.鋁合金線(xiàn)材加工流程

　　傳統的鋁合金線(xiàn)材加工工藝流程見(jiàn)圖1。由圖1可知，傳統的加工工藝為:將T4狀態(tài)9.5mm的鋁合金桿進(jìn)行拉拔加工，獲得不同規格的線(xiàn)材;線(xiàn)材取樣檢測后再搬運到熱處理車(chē)間進(jìn)行時(shí)效處理;時(shí)效處理后取樣檢測，檢測合格后流轉到下一工序(絞線(xiàn))。傳統的'工藝流程具有質(zhì)量控制點(diǎn)多、工序流轉時(shí)間較長(cháng)、熱處理時(shí)間長(cháng)、轉運次數多、搬運過(guò)程中易造成線(xiàn)材卡碰傷等問(wèn)題，需要耗費大量的人力和物力。針對傳統工藝的缺點(diǎn)設計了新的工藝，其流程是:將T4狀態(tài)9.5mm的鋁合金桿先熱處理，通過(guò)調整熱處理工藝后進(jìn)行加工可獲得可以滿(mǎn)足不同線(xiàn)徑規格線(xiàn)材使用的綜合的力學(xué)性能和電性能;熱處理后鋁桿檢測，合格后流轉到下一工序(拉絲);熱處理后的鋁桿進(jìn)行線(xiàn)材拉拔，獲得要求的線(xiàn)材規格;線(xiàn)材性能檢測，合格后流轉到下一工序(絞線(xiàn))。對比兩個(gè)工藝流程可知，新工藝減少了2次搬運和1次浸油工序。在操作上，熱處理時(shí)鋁桿較之線(xiàn)材裝爐、吊裝方便，節省人力。

　　2.工藝改進(jìn)

　　試驗原材料為T(mén)4狀態(tài)下的9.5mm的AA6101中強度鋁合金桿，其成分見(jiàn)表1。鋁合金線(xiàn)材的技術(shù)指標:直徑為3.94mm，抗拉強度≥240MPa，伸長(cháng)率≥3.5%，電導率≥33.93MS/m[3，4]。根據拉拔加工的技術(shù)特點(diǎn)，確定了熱處理后鋁桿的性能指標:抗拉強度≥190MPa，伸長(cháng)率≥7%(250mm標距)，電導率為34.10MS/m。不同狀態(tài)下鋁桿的性能見(jiàn)表2�？梢钥闯�，通過(guò)時(shí)效處理可以提升鋁合金桿的抗拉強度，提升幅度為22～31MPa。時(shí)效時(shí)間相同時(shí)，隨著(zhù)時(shí)效溫度的升高，抗拉強度呈下降趨勢。這可能是因為時(shí)效溫度太高，鋁合金桿發(fā)生了過(guò)時(shí)效現象。并且3個(gè)批次的鋁桿熱處理后的變化趨勢相同。通過(guò)時(shí)效處理明顯降低了鋁合金桿的伸長(cháng)率，降低25%～38%，但隨著(zhù)時(shí)效溫度的升高，伸長(cháng)率不變或略有提高。時(shí)效處理對伸長(cháng)率有著(zhù)明顯的不良影響，見(jiàn)表2。通過(guò)時(shí)效處理可以明顯提升鋁合金桿的電導率，提升2.48～2.58MS/m，在時(shí)效時(shí)間相同的前提下隨著(zhù)時(shí)效溫度的升高，電導率緩慢上升。綜上所述，最終選定熱處理工藝為205℃×6h。

　　3.拉絲驗證及分析

　　拉絲工藝與拉制T4狀態(tài)鋁桿的工藝相同。通過(guò)現場(chǎng)跟蹤，及拉絲操作者反饋，拉絲過(guò)程中非常順利。鋁桿浸油情況良好，未發(fā)生斷絲現象。線(xiàn)材表面質(zhì)量良好并且表面附著(zhù)一層油膜。兩種不同方法獲得的3.94mm線(xiàn)材性能見(jiàn)表3�？梢钥闯�，現行熱處理方案可滿(mǎn)足標準要求，但是抗拉強度指標剛剛達到標準要求的下限并且偶有不合格現象出現。從表3可知，該工藝路線(xiàn)方案獲得的產(chǎn)品性能均能很好的滿(mǎn)足標準要求。分析表3可知，在滿(mǎn)足標準要求的前提下，205℃×2h熱處理時(shí)合金在強度和電導率方面均優(yōu)于傳統方法(176℃×10h)，綜合3項指標在下一道工序或最終產(chǎn)品的使用性能考慮，新工藝路線(xiàn)獲得的線(xiàn)材性能更有利于后續加工及最終產(chǎn)品的使用性能。采用意大利普洛佩茲連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行了300組AA6101鋁合金桿試生產(chǎn)，力學(xué)性能和電導率見(jiàn)圖2。由圖2a可以看出，熱處理后鋁桿的抗拉強度主要分布范圍為246～256MPa，伸長(cháng)率為4.3%～6.0%，電導率為34.08～34.49MS/m，均能滿(mǎn)足3.94mm線(xiàn)材使用要求，合格率達到100%。線(xiàn)材熱處理10h，鋁桿熱處理6h�？梢怨澥�4h;線(xiàn)材取樣時(shí)間節省2h。轉運(吊裝、搬運)時(shí)間5h;浸油時(shí)間1h。鋁桿加工成合格的線(xiàn)材，累計節省時(shí)間12h左右，主要節省在熱處理環(huán)節(每18～20t鋁線(xiàn)材生產(chǎn)周期)。在保證質(zhì)量的前提下，改善了兩項指標，即強度指標和電導率指標分別達到250MPa和34.22MS/m。伸長(cháng)率略有降低，但仍能滿(mǎn)足標準要求。整體合格率也有一定提高。轉序過(guò)程中的搬運減少、裝爐鋁桿和裝線(xiàn)材可以減輕勞動(dòng)強度，降低人力、物力，節約成本。由于線(xiàn)材熱處理后表面干澀，絞線(xiàn)過(guò)程中易造成磨損及劃傷，所以熱處理后的線(xiàn)材應該浸油。鋁桿拉制線(xiàn)材過(guò)程中，浸在拉絲油中。半成品線(xiàn)材表面有一層油膜，所以不用線(xiàn)材浸油。

　　4.結論

　　通過(guò)調整中強度鋁合金時(shí)效工藝路線(xiàn)方案，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)也提高了性能。此外，產(chǎn)品整體合格率也有較大提高。

　　參考文獻

　　[1]陳保安，韓鈺，陳新，等.中強度鋁合金導線(xiàn)概述[J].熱加工工藝，2015(18):6-8.

　　[2]劉聯(lián)春.論鋁合金熱處理原理與技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012(11):13-13.

　　[3]NB/T42042-2014.架空絞線(xiàn)用中強度鋁合金線(xiàn)[S].[4]Q/GDW1816-2012.中強度鋁合金絞線(xiàn)[S].、

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