目前，国内外Al-Mg-Si合金导体材料产品主要采用连铸连轧设备进行批量生产，具体流程主要包括熔炼、精炼、浇注、轧制、拉拔、人工时效等。
图1为Al-Mg-Si合金导体材料不同形态的金相照片。经过轧制拉拔工艺后，导体材料的晶粒细化，内部缺陷增多，位错密度上升，空位浓度上升，改善了材料的力学性能。相比于铸态，轧制后合金晶粒尺寸明显减小，拉拔后试样纵截面上的晶粒成纤维状，有明显的取向关系。轧制工艺需严格控制轧制温度和速度，否则会严重影响轧制质量。轧制前对材料加热可以提高材料的塑性和降低变形抗力，还可以改善金属内部组织性能，减轻或消除偏析现象。因此，若轧制温度过低，铝杆过硬，易出现轧裂；若轧制温度过高，使得铝杆粘在轧辊上，轧出的铝杆表面不光滑。同时，若扎制速度过大，易出现热脆现象；而轧制速度过低，则影响轧制的效果。拉拔是将铝杆经过多个模具，其截面积不断减小，长度不断增加的加工过程。要选择尽可能多的模具，减少每个道次铝杆的变形量，降低拉拔过程中导体材料断裂的发生。
人工时效会使得Al-Mg-Si合金中第二相析出。一方面，过饱和固溶体分解，溶质原子的固溶程度下降，固溶原子对电导率的影响下降。另一方面，第二相颗粒析出使得单相变多相，析出相对电导率的影响增大。由于固溶原子对电导率的影响远远大于析出相的影响，因此通过人工时效，可以有效地提高Al-Mg-Si合金导体材料的电导率。另一方面，时效处理使得导体材料的位错密度降低，强度会有所变化。因此，根据服役条件的不同，需要综合调控Al-Mg-Si系导体材料的热处理工艺参数。
图1 Al-Mg-Si合金导体材金相图
试样1和试样2通过在Al-Mg-Si合金中添加微量B、RE控制杂质含量，通过熔炼、精炼、浇注、热轧后快速水淬、拔丝、时效等制备工艺，所制备出的Al-Mg-Si合金丝在保证强度的基础上提高了导电性能。
3 合金性能
Al-Mg-Si合金导体材料是利用合金元素的交互作用，优化合金元素的种类和成分，结合热加工工艺以及热处理工艺，调控导体材料的微观结构从而制备出符合实际需求的导体材料。Al-Mg-Si合金导体材料在时效过程中会发生αsss→G.P.区→β"→β'→β的相变过程，其中，αsss为αAl过饱和固溶体；G.P.区为时效初期在铝基体中形成的溶质原子富集区，其与基体保持共格关系；β"相和β'相属于亚稳析出相，β"相与基体保持共格关系，β'相与基体保持半共格关系；β相为平衡析出相Mg2Si，其与基体呈非共格关系。Al-Mg-Si合金导体材料的强度受到晶粒尺寸、固溶原子、位错密度、析出相尺寸和分布的综合影响。根据Mathiessen的理论，Al-Mg-Si合金的电阻率受固溶原子、析出相、位错、空位、晶界的影响。其中，固溶原子含量是主要的影响因素，溶质原子含量越低，电导率越高。
表3为Al-Mg-Si合金导体材料的力学和导电性能。可以看出，专利报道和试验制备的Al-Mg-Si合金导体材料具有较好的综合性能，性能指标全部达到了相关产品标准要求，且材料的导电性能得到了较大提升，利用该材料制备出的导线产品电导率高、输电损耗低，对于输电线路的节能减排具有重要意义。
表3 Al-Mg-Si合金导体材料性能
4 结语
