论文部分内容阅读
高性能铝合金导线是电力行业急需的输电材料，是国内外重点研究课题，对节能、节材、国民经济发展具有重要意义。综合提高铝合金导线导电性能以及力学性能是行业内所需要解决的关键问题。近年来研究发现ECAE成形后铝合金导体的综合性能有很大提高，但是由于普通ECAE工艺制备的产品尺寸小，生产缺乏连续性，限制了他的工业化应用，因此进行连续ECAE动态成形的研究具有重要的实际意义。 本文选取国家自然科学基金项目“铝合金导线连续ECAE动态时效过程析出相演变与性能强化机理（编号：51174139）”部分内容为题，研究了Al-Mg-Si合金导体连续ECAE动态成形过程中的析出相演变机理与性能强化机理。由于连续ECAE动态成形过程非常复杂，首先进行了成形过程的计算机模拟，模拟了不同温度、速度、摩擦系数对单道次ECAE成形过程的影响，得出了合适的工艺参数，然后进行了多道次模拟，多道次连续ECAE动态成形的计算机模拟得出不同道次对工件应力应变以及温度场的影响，确定了最佳的连续ECAE道次加工工艺。借助电子金相显微镜、金属拉伸试验机和QJ57型直流电桥等分析测试手段，进行了相应的实验研究，研究了Al-Mg-Si合金导线ECAE成形和时效热处理的力学性能以及导电率、制备出优良的Al-Mg-Si合金导线。得出了一下主要结论： (1)采用Defrom-3D软件模拟了温度、速度、摩擦条件对单道次ECAE成形应力应变和温度场分布的影响，结果表明：成形过程中应力应变以及温度分布存在不均性，在模具的拐角处最大，模拟得出最佳工艺为：挤压温度、摩擦和转速分别为220℃、0.2和10rpm； (2)进行了多道次连续ECAE动态成形过程计算机模拟，获得了不同道次加工后试样应力应变以及温度场分布规律，随着ECAE道次的增多工件等效应变、应力和温度随着增加，并随道次的增加它们分布的均匀性逐渐增加，到第4道次时达到较为均匀分布的效果，最终确定了最佳道次为4道次； (3)实验制备了Al-0.32％Mg-0.44%Si-0.06%Be-0.06%B的铝合金导线，当模具和工件温度为220℃，连续ECAE成形为4道次时，Al-0.32Mg-0.44Si合金晶粒细化效果较好，且晶粒分布较均匀，和模拟结论相符； (4)优化了4mm的合金导线的热处理工艺，当温度160℃～180℃，时效时间6～8h时，4mm合金导线具有优良的综合性能,导线抗拉强度可达到295MPa左右，延伸率约为3.7%，等效导电率约为57.1%IACS。较连铸连轧成形Al-Mg-Si合金导线强度提高10%左右。