專(zhuān)利名稱(chēng)：高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線及其制造方法、導(dǎo)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜的導(dǎo)線及其制造方法、導(dǎo)線，特別是一種高導(dǎo)電性、 高強(qiáng)度、耐熱鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，以及采用該高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐熱 鋁合金導(dǎo)線的導(dǎo)線。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的輸變電線路上所采用的導(dǎo)線有普通鋼芯鋁絞線、鋁包鋼芯鋁絞 線、耐熱合金導(dǎo)線，高強(qiáng)度合金導(dǎo)線等，由于使用的是普通絞線或單一性能的 導(dǎo)線，不能滿足電纜同時(shí)具有高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐熱性能的要求。為此人們
對(duì)電纜進(jìn)行了改進(jìn)，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00610069052.X所公開(kāi)的技術(shù)方案中， 耐熱性能長(zhǎng)期運(yùn)行可達(dá)到15(TC以上，導(dǎo)電率可達(dá)到60%IACS，而抗拉強(qiáng)度則 均未超過(guò)200MPa，該技術(shù)方案對(duì)鋁合金桿進(jìn)行熱處理，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)電，使得產(chǎn) 品在熱處理工序上大量積壓，造成連續(xù)生產(chǎn)制約瓶頸，也會(huì)因大量耗時(shí)、耗電 而增加產(chǎn)品的成本，同時(shí)，由于這種耐熱導(dǎo)線強(qiáng)度低，而作為加強(qiáng)元件的普通 鍍鋅鋼絲，預(yù)熱后線膨脹系數(shù)大，導(dǎo)線溫度升高，弧垂增加，將影響線路的安 全運(yùn)行。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00610030805.6所公開(kāi)的技術(shù)方案，雖然抗拉強(qiáng)度能 達(dá)到265MPa以上，但耐熱性能長(zhǎng)期運(yùn)行溫度達(dá)不到150°C，而且導(dǎo)電率只能達(dá) 到53.0。/。IACS，也難以同時(shí)滿足對(duì)導(dǎo)線高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐熱的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線及其制造方法、 導(dǎo)線，要解決的技術(shù)問(wèn)題滿足電纜同時(shí)具有高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐熱性。
4本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，所述高
導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線包含的重量百分比為鋯Zr0.10 0.40。/。、鐵Fe 0.10 0.80%、硅Si 0.04 0.30%、鎂Mg0.50 0.80%、稀土 RE 0.10 0.30%， 銅01<0.01%，其余為鋁A1。
本發(fā)明的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線包含的重量百分比為鋯Zr 0.28%、鐵Fe 0.49%、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62°/。、稀土 RE 0.18%，銅Cu<0.01%， 其余為鋁A1。
本發(fā)明的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線中按重量百分比鈦Ti、釩V、錳 Mn、和鉻0"元素之和<0.01%。
一種高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線的制造方法，包括以下步驟 一、按 重量百分比鋯Zr0.10 0.40。/。、鐵Fe0.10 0.80。/。、硅Si 0.04 0.30%、鎂 Mg0.50 0.80%、稀土RE0.10 0.30。/。，銅Cu<0.010/0，其余為鋁Al，放入爐 內(nèi)；二、用2 4小時(shí)升溫到735 755。C之間，在每分鐘不大于10周的速度范 圍內(nèi)攪拌，時(shí)間不少于5分鐘；三、除渣后的鋁合金液體靜置40 50分鐘，溫 度控制在735 755。C之間；四、進(jìn)入鋁桿連鑄連軋機(jī)組，鑄坯進(jìn)軋溫度高于 490°C，得到鋁合金桿；五、將鋁合金桿在鋁合金拉絲機(jī)上拉制得到鋁合金單線； 六、時(shí)效熱處理，熱處理溫度為160°C 280°C，熱處理時(shí)間為150 360分鐘， 自然冷卻得到高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線。
本發(fā)明方法的鋁Al為重熔用鋁錠。
本發(fā)明方法的攪拌控制鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01%以下。 本發(fā)明的方法在鋁合金拉絲機(jī)上拉制潤(rùn)滑液溫度不高于60°C 。 一種導(dǎo)線，所述導(dǎo)線采用高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，以高強(qiáng)度鋼絞 線為芯線，同心式絞合構(gòu)成，所述高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線包含的重量百分比為鋯Zr0.10 0.40Q/。、鐵Fe0.10 0.80。/。、硅Si 0.04 0.30。/。、鎂Mg0.50 0.80%、稀土RE0.10 0.30。/。，銅01<0.01%，其余為鋁Al。
本發(fā)明導(dǎo)線的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線為進(jìn)行三級(jí)導(dǎo)輪預(yù)變形處理 同心絞合的鋁合金導(dǎo)線。
本發(fā)明導(dǎo)線的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線包含的重量百分比為鋯Zr 0.28%、鐵Fe 0.49%、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62%、稀土 RE 0.18%，銅Cu<0.01%， 其余為鋁A1，鈦Ti、釩V、錳Mn、和鉻0元素之和<0.01%。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，同時(shí)具有高導(dǎo)電性，導(dǎo)電率可達(dá)到58.0%IACS以 上，高強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度達(dá)到265MPa以上，耐熱性能長(zhǎng)期運(yùn)行達(dá)到15(TC以上的 高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，可以有效增加3線輸電能力，同時(shí)可增大導(dǎo) 線敷設(shè)跨度，進(jìn)一步降低投資成本。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。本發(fā)明的高導(dǎo)電性 高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，包含的重量百分比組分為鋯Zr 0.10 0.40%、鐵Fe 0.10 0.80%、硅Si 0.04 0.30%、鎂Mg0.50 0.80%、稀土 RE 0.10 0.30%， 控制銅Cu〈0.0P/。，鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和〈0.01。/。，其余為鋁 Al。
本發(fā)明的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，優(yōu)選的重量百分比組分為鋯 Zr0.28%、鐵Fe0.49。/。、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62。/。、稀土RE0.18。/。，控制銅Cu <0.01%，鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr的總和<0.01%，其余為鋁A1。
本發(fā)明的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線的制造方法，包括以下步驟一、 按重量百分比合金化的添加元素鋯Zr0.10 0.40。/。、鐵Fe 0.10 0.80%、 硅Si 0.04 0.30%、鎂Mg0.50 0.80。/d、稀土 RE0.10 0.30%，銅Cu<0.01%，
其余為標(biāo)準(zhǔn)的重熔用鋁錠，放入12噸一體熔鋁爐內(nèi)；
二、 用2 4小時(shí)的時(shí)間，升溫到735 755。C之間，在每分鐘不大于10周 的攪拌速度范圍內(nèi)，時(shí)間不小于5分鐘，采用氮?dú)饧愉X精煉劑精煉除氣，控制 鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在O.OP/。以下；
三、 除渣后的鋁合金液體靜置40 50分鐘，鋁合金液體溫度控制在735 755。C之間，期間經(jīng)爐前分析、補(bǔ)料、再分析過(guò)程；
四、 然后進(jìn)入14軋鋁桿連鑄連軋機(jī)組經(jīng)澆鑄輪行成鑄坯，隨后進(jìn)入軋輥， 鑄坯進(jìn)軋溫度高于49(TC，用以增強(qiáng)淬火效果，鑄坯與鋁合金導(dǎo)線壓縮比大于 45，得到鋁合金桿；
五、 在南京LHD-450型鋁合金拉絲機(jī)上拉制，得到所需規(guī)格的鋁合金單線， 拉絲潤(rùn)滑液溫度不高于60°C;
六、 在300臺(tái)式型時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為160°C 280°C，熱 處理時(shí)間為150 360分鐘，自然冷卻到環(huán)境溫度，得到高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁 合金單線。
本發(fā)明的導(dǎo)線，采用上述高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金單線，用合寧電工 JLK630/54型框式絞線機(jī)，以高強(qiáng)度鋼絞線為芯線，同心式絞合構(gòu)成高導(dǎo)電性、 高強(qiáng)度、耐熱鋁合金導(dǎo)線。導(dǎo)線絞合過(guò)程中，采用三級(jí)導(dǎo)輪預(yù)扭裝置對(duì)鋁合金 單線進(jìn)行預(yù)變形處理絞合，確保絞合緊密，并對(duì)各導(dǎo)輪作必要防護(hù)處理，防止 損傷導(dǎo)線。 .
根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的導(dǎo)線，其與高強(qiáng)度鋼絞線絞合后，根據(jù) GB4卯9-85及GB/3048-2007進(jìn)行測(cè)試，采用上海精科QJ36型電橋測(cè)試導(dǎo)電率，采用廣州LJ-5000A型拉力機(jī)測(cè)試抗拉強(qiáng)度，采用上海401B型老化箱測(cè)試長(zhǎng)期 耐熱150'C時(shí)強(qiáng)度殘存率，采用揚(yáng)州TYY-1型蝶式引伸儀測(cè)試伸長(zhǎng)率。
實(shí)施例l，選擇牌號(hào)為AI99.85的重熔用鋁錠，加入金屬元素鋯、鐵、硅、 鎂、稀土，用3.5小時(shí)升溫至743"，在每分鐘不大于10周的速度范圍內(nèi)，攪 拌10分鐘，經(jīng)精練、除氣、除渣、補(bǔ)料等常規(guī)工序后靜置45分鐘的爐前分析 其含量為鋯Zr 0.28%、鐵Fe 0.49°/。、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62%、稀土 RE 0.18%, 控制銅01<0.01%、鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01。/。以下；經(jīng)澆 鑄輪行成鑄坯，隨后進(jìn)入軋輥，進(jìn)軋溫度為495r，制成09.5mm合金鋁桿，經(jīng) 拉絲機(jī)拉制成O3.60mm合金鋁單線，在時(shí)效爐內(nèi)185°C 士3。C熱處理210分鐘， 冷卻48小時(shí)至室溫后制成高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線。如圖1所示，采用 G2A型高強(qiáng)度鋼絞線為7根O2.40mm，鋁合金單線為24根①3.60mm，經(jīng)同心 式絞合構(gòu)成240/30mr^高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐熱鋁合金導(dǎo)線。經(jīng)測(cè)試，導(dǎo)電率 不小于58.0%IACS，抗拉強(qiáng)度為272MPa，長(zhǎng)期耐熱15(TC時(shí)強(qiáng)度殘存率不小于 90%，伸長(zhǎng)率為2.1%。
實(shí)施例2,選擇牌號(hào)為AI99.85的重熔用鋁錠，加入金屬元素鋯、鐵、硅、 鎂、稀土，用2.5小時(shí)升溫至735°C，在每分鐘不大于IO周的速度范圍內(nèi)，攪 拌12分鐘，經(jīng)精練、除氣、除渣、補(bǔ)料等常規(guī)工序后靜置45分鐘的爐前分析 其含量為鋯Zr 0.20%、鐵Fe 0.39%、硅Si 0.14%、鎂Mg0.54%、稀土 RE 0.16%， 控制銅Cu〈0.01。/。、鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01。/。以下；經(jīng)澆 鑄輪行成鑄坯，隨后進(jìn)入軋輥，進(jìn)軋溫度為498X:，制成09.5mm合金鋁桿，經(jīng) 拉絲機(jī)拉制成①3.99mm合金鋁單線，在時(shí)效爐內(nèi)170°C ±3°。熱處理270分鐘， 冷卻48小時(shí)至室溫后制成高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金單線。采用G2A型高強(qiáng) 度鋼絞線為7根02.66mm，鋁合金單線為24根03.99mm，經(jīng)同心式絞合構(gòu)成300/40mm2高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐熱鋁合金導(dǎo)線。經(jīng)測(cè)試，導(dǎo)電率為58.0%IACS， 抗拉強(qiáng)度為265MPa，長(zhǎng)期耐熱150。C時(shí)強(qiáng)度殘存率為卯。/c)，伸長(zhǎng)率為2.5%。
實(shí)施例3，選擇牌號(hào)為AI99.85的重熔用鋁錠，加入金屬元素鋯、鐵、硅、 鎂、稀土，用2.5小時(shí)升溫至735匸，在每分鐘不大于IO周的速度范圍內(nèi)，攪 拌15分鐘，經(jīng)精練、除氣、除渣、補(bǔ)料等常規(guī)工序后靜置45分鐘的爐前分析 其含量為鋯Zr 0.34%、鐵Fe 0.62%、硅Si 0.26%、鎂Mg0.68%、稀土 RE 0.21%， 控制銅01<0.01%、鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01。/。以下；經(jīng)澆 鑄輪行成鑄坯，隨后進(jìn)入軋輥，進(jìn)軋溫度為510。C，制成09.5mm合金鋁桿，經(jīng) 拉絲機(jī)拉制成①3.99mm合金鋁單線，在時(shí)效爐內(nèi)170°C 士3。C熱處理270分鐘， 冷卻48小時(shí)至室溫后制成高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金單線。采用G2A型高強(qiáng) 度鋼絞線為7根O2.10mm，鋁合金單線為26根O2.70mm，經(jīng)同心式絞合構(gòu)成 150/25mm2高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐熱鋁合金導(dǎo)線。經(jīng)測(cè)試，導(dǎo)電率不小于 58.0%IACS，抗拉強(qiáng)度為278MPa，長(zhǎng)期耐熱150°C時(shí)強(qiáng)度殘存率不小于90°/0， 伸長(zhǎng)率為2.1%。
本發(fā)明的導(dǎo)線具有高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度和良好的耐熱性能，不僅可以增加導(dǎo) 線輸電能力，同時(shí)可增大導(dǎo)線敷設(shè)跨度，進(jìn)一步降低投資成本，保障線路的安 全運(yùn)行。
權(quán)利要求
1. 一種高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，其特征在于所述高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線包含的重量百分比為鋯Zr0.10～0.40％、鐵Fe0.10～0.80％、硅Si0.04～0.30％、鎂Mg0.50～0.80％、稀土RE0.10～0.30％，銅Cu<0.01％，其余為鋁Al。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金導(dǎo)線，其特征在于所述合金導(dǎo)線包含的重 量百分比為鋯Zr0.280/0、鐵Fe0.490/。、硅Si 0.22%、鎂Mg0.620/。、稀土 RE0.18%，銅01<0.01%，其余為鋁A1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，其特征在于 所述高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線中按重量百分比鈦Ti、釩V、錳Mn、 和鉻Cr元素之和<0.01%。
4. 一種高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線的制造方法，包括以下步驟 一、按重 量百分比鋯Zr0.10 0.40。/。、鐵Fe0.10 0.80。/。、硅Si 0.04 0.30%、鎂 Mg0.50 0.80%、稀土虹0.10 0.30%，銅01<0.01%，其余為鋁Al，放入 爐內(nèi)；二、用2 4小時(shí)升溫到735 755X:之間，在每分鐘不大于10周的 速度范圍內(nèi)攪拌，時(shí)間不少于5分鐘；三、除渣后的鋁合金液體靜置40 50 分鐘，溫度控制在735 755'C之間；四、進(jìn)入鋁桿連鑄連軋機(jī)組，鑄坯進(jìn)軋 溫度高于49(TC，得到鋁合金桿；五、將鋁合金桿在鋁合金拉絲機(jī)上拉制得 到鋁合金單線；六、時(shí)效熱處理，熱處理溫度為160°C 280°C，熱處理時(shí)間 為150 360分鐘，自然冷卻得到高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線的制造方法，其特征 在于所述鋁A1為重熔用鋁錠。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線的制造方法，其特征在于所述攪拌控制鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01。/。以下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁合金導(dǎo)線的制造方法，其特征在于所述在鋁合 金拉絲機(jī)上拉制潤(rùn)滑液溫度不高于60°C 。
8. —種導(dǎo)線，其特征在于所述導(dǎo)線采用高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線，以 高強(qiáng)度鋼絞線為芯線，同心式絞合構(gòu)成，所述高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo) 線包含的重量百分比為鋯Zr0.10 0.400/0、鐵Fe0.10 0.80。/。、硅Si 0.04 0.30%、鎂Mg0.50 0.80%、稀土 RE 0.10 0.30%，銅Cu<0.01%，其余為 鋁Al。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)線，其特征在于所述高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金 導(dǎo)線為進(jìn)行三級(jí)導(dǎo)輪預(yù)變形處理同心絞合的鋁合金導(dǎo)線。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)線，其特征在于所述鋁合金導(dǎo)線包含的重量百分比為鋯Zr 0.28%、鐵Fe 0.49%、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62%、稀土 RE 0.18%， 銅Cu<0.01%，其余為鋁Al，鈦Ti、釩V、錳Mn、和鉻Cr元素之和<0.01%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線及其制造方法、導(dǎo)線，要解決的技術(shù)問(wèn)題滿足電纜同時(shí)具有高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐熱性。本發(fā)明的高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線包含的重量百分比為鋯Zr 0.10～0.40％、鐵Fe0.10～0.80％、硅Si 0.04～0.30％、鎂Mg 0.50～0.80％、稀土RE 0.10～0.30％，銅Cu＜0.01％，其余為鋁Al。其制造方法包括以下步驟將鋯、鐵、硅、鎂、稀土，鋁放入爐內(nèi)，攪拌，靜置，連鑄連軋，拉制，時(shí)效熱處理。一種導(dǎo)線，采用高導(dǎo)電性高強(qiáng)度耐熱鋁合金導(dǎo)線。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，導(dǎo)電率達(dá)到58.0％IACS以上，抗拉強(qiáng)度達(dá)到265MPa以上，耐熱性能達(dá)到150℃以上，有效增加導(dǎo)線輸電能力，增大導(dǎo)線敷設(shè)跨度。
文檔編號(hào)H01B1/02GK101423908SQ20081021799
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者劉小祥, 羅偉香 申請(qǐng)人:廣東吉青電纜實(shí)業(yè)有限公司