摘 要：介紹鋁合金導(dǎo)體生產(chǎn)工藝注意事項及各個工序控制要點。

關(guān)鍵詞：鋁合金;導(dǎo)體;合金桿;鋁合金單線

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.188

1 鋁合金導(dǎo)體簡介

眾所周知，我國的銅儲量有限，但鋁資源儲量非常豐富，“以鋁節(jié)銅”“是國家大力倡導(dǎo)的，而目前我們所用的鋁合金導(dǎo)體是通過在純鋁中添加適當?shù)暮辖鸪煞侄瞥傻?。從價格上來說，銅材的價格相對于鋁合金導(dǎo)體而言還是在其2～3倍以上，所以鋁合金電纜與銅纜相比其最大的優(yōu)勢便是在于它的生產(chǎn)成本低，在保證相同載流能力的前提下，其生產(chǎn)成本可下降約30%以上。相比于銅導(dǎo)體來說鋁合金導(dǎo)體抗腐蝕能力更強。鋁在氧化時它的表面會很快的生成一層致密氧化膜，防止金屬被進一步的氧化腐蝕。鋁合金導(dǎo)體電纜的反彈性要小于銅芯電纜，在相同室溫環(huán)境條件下，將鋁合金電纜與銅纜彎曲至同樣的角度，應(yīng)力釋放后，鋁合金電纜的平均回彈角度要小于銅芯電纜40%左右。

2 鋁合金導(dǎo)體生產(chǎn)流程圖

我公司擁有二臺熔鋁爐加連鑄連軋生產(chǎn)設(shè)備，我們將工藝流程分為兩部分，鋁合金桿生產(chǎn)部分和鋁合金線拉制及絞線部分。

2.1 合金桿工藝流程

2.2 鋁合金導(dǎo)體生產(chǎn)工藝流程

3 鋁合金導(dǎo)體生產(chǎn)過程的工藝控制

3.1 鋁合金桿質(zhì)量控制

（1）合金桿強度控制。材料采用AL99.5牌號鋁錠，投爐前通過成份搭配，鋁液中加入適量稀土和硼化處理，保證鋁桿的強度要求，控制澆鑄溫度和軋制溫度。澆鑄溫度控制在710～720℃，初軋溫度在450℃～470℃，合適的軋制速度，使鋁桿軋制過程得到充分冷卻，鋁桿收線前采取乳化液冷卻處理，提高和穩(wěn)定鋁桿強度。

（2）合金桿導(dǎo)電性能控制。生產(chǎn)用鋁錠一般采用AL99.5牌的普通工業(yè)純鋁，鋁錠純度雖然在99.5%以上，但雜質(zhì)成分復(fù)雜，其中含Si量較高，大于0.10%，Si的含量影響了鋁合金桿的電阻率，所以我們除了按爐前通過鋁錠搭配控制鐵、硅雜質(zhì)比外還采取加入適當?shù)南⊥?，進行稀土優(yōu)化處理（用含稀土12%左右的鋁—稀土中間合金加入），提高和穩(wěn)定鋁合金桿的電阻率。稀土加入量是根據(jù)鋁錠中硅、鐵、銅和鈦、釩、錳、鉻等雜質(zhì)含量而定。由于鋁錠本來就較純，所以一般稀土加入量在0.1～0.20%（已考慮加入過程的燒損）。從以往的實踐證明加入適量的稀土，不但能起降低各種雜質(zhì)的有害影響，而且細化晶粒，改善工藝性能和機械性能，起到提高導(dǎo)電性能、減少斷線數(shù)，提高耐腐蝕性作用。

（3）生產(chǎn)過程通過采用氮氣加精煉劑進行充分的除渣除氣精煉和鋁液經(jīng)過不少于45分鐘靜置處理，確保鋁液質(zhì)量。

3.2 鋁合金單線生產(chǎn)工藝控制

鋁合金單線采用滑動式鋁合金大拉機組拉制，此類大拉機均具備拉絲液集中循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，能有效提供拉制過程中的潤滑和冷卻條件，并能進行單線定長分盤。為保證鋁合金單線的表面質(zhì)量，采用了進口高速鋁線抽絲油，并選用聚晶拉絲模，使鋁單線表面光潔度明顯提高。為了提高鋁合金單線抗拉強度的均勻性、導(dǎo)電性及機械性能，鋁合金單線拉制后需放進時效爐進行時效處理，時效處理溫度為170±5℃，時效處理時間為4.5h。

3.3 絞制生產(chǎn)工藝控制

為了保證鋁合金單線抗拉均勻性，規(guī)定鋁合金單線拉制后要放置不少于10小時才能投入絞線，并進行按抗拉強度配線，確保鋁合金單線抗拉強度不均勻值。我們絞線用框式絞線機，該設(shè)備放線盤Ф630mm，采用集中整體上下盤、氣動夾緊、操作方便、生產(chǎn)效率高;氣動張力控制并有自動張力調(diào)節(jié)機構(gòu)可使放線張力穩(wěn)定;采用地軸聯(lián)動，保證絞線節(jié)距的精度;有斷線自動停車裝置，安全可靠;設(shè)備設(shè)置了預(yù)成型裝置，使絞線絞制緊密、結(jié)實，切斷后無松散現(xiàn)象。

4 容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及解決措施

4.1 鋁合金單線強度均勻性的獲得

鋁合金單線強度的均勻性是導(dǎo)線很重要的一個性能指標。鋁合金單線強度的均勻性與鋁合金桿強度的均勻性有直接的關(guān)系，導(dǎo)致鋁合金桿強度不均勻性的主要原因是鑄錠進軋溫度不能連續(xù)的恒定，導(dǎo)致鑄錠溫度變化的原因與鋁液的溫度、鑄錠的冷卻、軋制的速度等多方面原因有關(guān)，我們主要采取以下措施保證鑄錠進軋溫度的恒定，來保證鋁合金桿強度的均勻。

（1）澆鑄機和連軋機采用PLC聯(lián)動控制，軋制速度恒定，有利于進軋鑄錠溫度連續(xù)恒定;

（2）對澆鑄工進行嚴格培訓(xùn)和考核，提高澆鑄技術(shù)水平，保持澆鑄液位在2cm以內(nèi)波動，保證鑄錠溫度連續(xù)穩(wěn)定;

（3）采用H型結(jié)晶輪四面均勻冷卻，冷卻效果好，冷卻均勻，使鑄錠四面結(jié)晶效果相同，鋁桿強度一致;

此外，我們需對拉絲工藝及拉絲后處理采取了以下的措施，保證絞前絞后單絲強度的均勻性。

（1）拉絲速度、采用的拉絲模具、配模、拉絲油溫度等做了嚴格規(guī)定。

（2）鋁合金線拉制后進行時效處理，規(guī)定了時效處理時間和溫度，即時效處理溫度為165±5℃，時效處理時間為5.5h，時效后的效果均做了嚴格的工藝要求，即抗拉強度均勻性絞前絞后不大于45MPa。

（3）時效處理后靜置時間也做了嚴格的工藝要求，即春冬不小于10小時，夏秋季不小于16小時，保證絞線前各單線溫度的一致性。

作者簡介：秦道廣（1975-），男，安徽銅陵人，大專，生產(chǎn)經(jīng)理，研究方向：鋁合金電力電纜。