1070铝合金母线型材生产工艺研究

曹善鹏，王 儒，陈立超，唐鸿洋，李柏林

(辽宁忠旺集团有限公司，辽宁 辽阳 111003)

随着现代社会的发展，电气设备数量急速增加，作为关键导电设备的母线槽需求量也随之大增。铜作为一种导电性能优良的金属材料，在我国被大量应用与母线槽制造，但是在欧美国家超过50%的母线采用纯铝或铝合金材料，铝母线在工厂、商场、机场的场所大量应用[1]。我国铜矿储量约为3000万吨，铝土矿储量约为8.3亿吨，开发铝代铜技术可有效缓解我国铜矿资源的匮乏。

为了提高其电导率通常需要对铝型材进行镀锡、镀铜处理，这就要求型材表面平整、洁净、无划痕、毛刺、拉毛，控制机械纹等要求。本文通过对1070铝合金铝母线的挤压工艺技术进行研究，进一步掌握了生产该合金铝母线挤压技术，为今后批量生产此类产品积累了经验。

1 技术要求及试验内容

1.1 技术要求

各项指标符合GB/T5585.2标准。

（1）合金成分。铸锭的化学成分见表1。

（2）力学性能及电学性能要求。1070-H112铝合金铝母线板材力学性能及电学性能要求为抗拉强度55MPa，屈服强度为15MPa，电导率为61%IACS。

（3）表面状态。由于挤压完成后的板材需要做镀铬处理，因此对板材表面要求高。保证表面平整、洁净、无划痕、无油污、控制机械纹；切割面保证光滑，无毛刺、毛边。防止拉毛，夹渣。

1.2 试验内容

（1）工艺流程。1070-H112铝母线要求在保持一定强度的前提下具有优良的导电性，工艺研究的目的就是为了同时满足力学性能和电学性能两个互相制约的物理量，也同样需要满足后期镀铬处理时的表面要求。1070-H112铝母线板材的生产工艺流程为：配料→熔炼铸造→均匀化退火→锯切铸锭→车皮铸锭→铸锭加热→热挤压→在线穿水淬火→拉伸矫直→锯切取样→性能检测（化学成分、力学性能、电导率）→切成品→成品检查→包装、入库[2]。

（2）挤压工艺。板材挤压生产设备为880T油压机，采用正向热挤压方式，配置挤压筒为Φ125mm，铸锭规格：Φ125mm×480mm，压余为30mm，单孔模具，挤压系数为38.4。挤压工艺为：铸锭加热温度：450℃~470℃；挤压速度：7m/min~11m/min；模具温度：440℃~500℃；挤压筒温度：420℃~440℃；在线淬火方式：穿水；切头、尾量：头1m，尾3m[3]。

（3）检验方法。化学成分使用直读光谱仪XRF-1800；力学性能使用电子控制液压驱动伺服式万能试验机AGS-X；电导率检测使用数字便携式涡流导电仪FD102。

2 试验结果与讨论

2.1 化学成分调整对板材电学性能的影响

在挤压生产过程中对板材取样，对其进行电导率检测及力学性能检测，抽取三组具有代表性试样检测结果如表2所示。

从表2的检测结果可以看出，采用上述挤压制度试样的力学性能满足客户检测标准，但是电导率指标不稳定，有部分试样的电导率性能不能够满足标准。对此情况进行化学成分分析，分析结果如表3所示。

从表3检测结果可以看出，五种试样电导率的变化情况与其化学成分有关，铝元素含量越高，电导率也就越高。这是由于纯铝具有较高的导电性，其他元素对合金的电导率有一定影响。因此需要控制其他合金元素含量，在生产中需要对铸锭的铝元素含量提到上限。

2.2 挤压工艺对板材表面质量的影响

由于铝母线板材需要后期镀铬处理，因此对板材的表面质量要求较高，在生产过程中发现：挤压速度速度较低或者铸锭加热温度较低时板材表面就会出现较重的振纹或道子，对此问题我公司进行工艺改进，将铸锭温度控制在460℃左右，挤压速度提高到9m/min以上，工艺改进后发现板材表面质量有所提高，工艺改进前后表面情况如图1、2所示。

图1 工艺改进前板材表面情况

图2 工艺改进后板材表面情况

从图1、2可以看出工艺改进后的板材表面质量有所提高，究其原因，主要是因为提高铸锭加热温度使其与模具工作温度更好的结合，配合模具提高表面质量。

提高挤压速度是尽量避免挤压机在挤压时发生震动对纯铝板材表面质量的影响，由于纯铝本身硬度较低，所以更容易受到外界环境影响从而造成表面质量下降。因此后续生产时对铸锭加热温度和挤压速度方面进行控制。

3 结语

通过对1070铝合金铝母线板材的试验生产，进一步了解了生产这种产品的相关技术。在实际生产中为满足客户要求，改进了挤压生产工艺，避免出现表面质量不好，电导率不够的情况。

[1]徐芬,罗顺.铝合金母线排表面缺陷分析[J].材料研究与应用,2012,6(02):146-149.

[2]李涛,李丹丹,贾林.6063铝合金管母线生产工艺及其性能[J].轻合金加工技术,2015,43(09):46-48.

[3]铝及铝合金材料手册[M].科学出版社,武恭等编,1994.