一種高強度電纜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高強度電纜及其制備方法，所述電纜包括20根銅合金單絲絞合而成的芯材，所述芯材外為絕緣層，最外層為增強層，采用該工藝制備的電纜具有良好的柔軟性和強度，從而使電纜具有彎曲耐久性和可繞性，電纜可以在反復彎曲的環(huán)境下使用，提高了電纜的環(huán)境適應性。
【專利說明】一種高強度電纜及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高強度電纜及其制備方法，屬于電纜材料制造領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 電纜通常是由幾根或幾組導線[每組至少兩根]絞合而成的類似繩索的電纜，多 架設(shè)在空中或裝在地下、水底，用于電訊或電力輸送。但是在不同環(huán)境對電纜的要求都是不 同的，傳統(tǒng)意義上的電纜僅僅起到承載電流的作用，本身并不具有耐扭轉(zhuǎn)、抗拉等特性，導 致電纜在使用過程中容易發(fā)生斷裂，影響工作，造成大量的資源浪費，所以人們就必須解決 這些問題以便提供高質(zhì)量的電纜來適應各種各樣的環(huán)境，同時可以贏得市場的競爭，還對 現(xiàn)代化建設(shè)起到了重大的支持和幫助。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種不易發(fā)生斷裂，不會造成資源浪費、且能夠贏得市場的高強度電 纜及其制備方法。
[0004] 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種高強度電纜，所述電纜包括20根銅合金單絲絞合而成的芯材，所述芯材外為絕 緣層，最外層為增強層，銅合金單絲的各組分質(zhì)量百分含量為：Al: 15-20%、Fe:0. 8-1. 8%、 Sr:0. 01-0. 05%、La:0. 01-0. 03%、Y:0. 5-1. 5%、Ni:0?09-0. 1%、Th:0. 06-0. 08%、 Li:0. 02-0. 04%、K:0. 08-0. 1%、H〇:0. 3-0. 5%、Eu:0. 25-0. 35%、Cs:0. 01-0. 03%、Dy:2. 1-2. 3% ，余量為銅及不可避免的非金屬夾雜。
[0005] 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種高強度電纜及其制備方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：包括以下步驟： (1) 用高頻感應爐將銅合金單絲的各組分原料熔化并升溫至1100-1400°C，加入占銅合 金溶液1. 4%的銅合金精煉劑，攪拌均勻，控制爐溫在1300-1500°C，保溫60-90min后，撈出 爐渣，備用； (2) 澆鑄：采用半連續(xù)式澆鑄方法進行澆鑄，澆鑄時用氮氣維護，澆鑄溫度為 1100-1200°C，澆鑄速度為120mm/min，鑄件規(guī)格為①20mm?①30mm，長度彡4000mm; (3) 熱處理：將鑄件在800-900°C溫度范圍內(nèi)進行固溶處理，固溶處理時間為24?36 小時，然后進行淬油，將淬油后的鑄件在600-70(TC下時效處理40小時，制得坯件，備用； (4) 銅合金單絲拉制：將坯件在常溫下利用拉絲機拉制成①0. 2-①0. 4mm的銅合金單 絲； (5) 銅合金單絲熱處理：將銅合金單絲加熱至500-600°C，保溫90-120min，再在 300-400°C下，保溫60-90min，自然冷卻，備用； (6) 絞線：將20根銅合金單絲采用束絞的絞合形式制成芯材； (7) 通過加熱擠塑機將絕緣體材料形成熔融態(tài)，在成形磨具和擠壓壓力作用下將絕緣 體材料連續(xù)擠包在芯材上形成電纜；所述絕緣體材料各組分質(zhì)量百分含量為：交聯(lián)乙烯： 2-4%、異戊橡膠：1-3%、丁基橡膠：4-6%、氯磺化聚乙烯橡膠：4-6%、乙丙橡膠：3-5%、丁晴橡 膠：1-3%、浸漬劑：1-2%、橡膠防老劑：3-5%，對苯二胺：1-3%，余量為聚氯乙烯； (8)通過繞包機將增強層的纖維材料繞包在電纜上形成高強度電纜；所述纖維材料各 組分質(zhì)量百分含量為：玻璃纖維：30-40%，碳纖維：20-30%，余量為芳綸纖維。
[0007] 所述的高強度電纜的制備方法，銅合金單絲的各組分質(zhì)量百分含量為：Al: 15%、 Fe:0. 8%、Sr:0. 01%、La:0. 01-0. 03%、Y:0. 5%、Ni:0. 09%、Th:0. 06%、Li:0. 02%、K:0. 08%、 Ho:0. 3%、Eu:0. 25%、Cs:0. 01%、Dy:2. 1%，余量為銅及不可避免的非金屬夾雜。
[0008] 所述的高強度電纜的制備方法，絕緣體材料各組分質(zhì)量百分含量為：交聯(lián)乙烯： 2%、異戊橡膠：1%、丁基橡膠：4%、氯磺化聚乙烯橡膠：4%、乙丙橡膠：3%、丁晴橡膠：1%、浸漬 劑：1%、橡膠防老劑：3%，對苯二胺：1%，余量為聚氯乙烯。
[0009] 所述的高強度電纜的制備方法，纖維材料各組分質(zhì)量百分含量為：玻璃纖維： 30%，碳纖維：20%，余量為芳綸纖維。
[0010] 根據(jù)需要電纜表面增設(shè)有屏蔽層和護套層。
[0011] 本發(fā)明的有益效果：采用該制備工藝加上該銅合金成份的合理搭配，有效地加強 了芯材的強度，且耐高溫，耐腐蝕，不易被氧化，具有良好的柔軟性和強度，從而使電纜具有 彎曲耐久性和可繞性，使電纜可以在反復彎曲的環(huán)境下使用，提高了電纜的環(huán)境適應性。

【具體實施方式】
[0012] 為能進一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段及所達到的具體目的、功能，下面以具體 實施方式對本發(fā)明做進一步詳細描述。
[0013] 實施例1 一種高強度電纜，所述電纜包括20根銅合金單絲絞合而成的芯材，所述芯材外為絕緣 層，最外層為增強層，銅合金單絲的各組分質(zhì)量百分含量為：Al: 15%、Fe:0. 8%、Sr:0. 01%、 La:0. 01-0. 03%、Y:0. 5%、Ni:0. 09%、Th:0. 06%、Li:0. 02%、K:0. 08%、Ho:0. 3%、Eu:0. 25%、 Cs:0. 01%、Dy:2. 1%，余量為銅及不可避免的非金屬夾雜。
[0014] 所述高強度電纜及其制備方法包括以下步驟： (1) 用高頻感應爐將銅合金單絲的各組分原料熔化并升溫至1100°c，加入占銅合金溶 液1. 4%的銅合金精煉劑，攪拌均勻，控制爐溫在1300°C，保溫60min后，撈出爐渣，備用； (2) 澆鑄：采用半連續(xù)式澆鑄方法進行澆鑄，澆鑄時用氮氣維護，澆鑄溫度為IKKTC， 澆鑄速度為120mm/min，鑄件規(guī)格為①20mm，長度彡4000mm; (3) 熱處理：將鑄件在800°C溫度范圍內(nèi)進行固溶處理，固溶處理時間為24小時，然后 進行淬油，將淬油后的鑄件在600°C下時效處理40小時，制得坯件，備用； (4) 銅合金單絲拉制：將坯件在常溫下利用拉絲機拉制成cDO. 2mm的銅合金單絲； (5) 銅合金單絲熱處理：將銅合金單絲加熱至500°C，保溫90min，再在300°C下，保溫 60min，自然冷卻，備用； (6) 絞線：將20根銅合金單絲采用束絞的絞合形式制成芯材； (7) 通過加熱擠塑機將絕緣體材料形成熔融態(tài)，在成形磨具和擠壓壓力作用下將絕緣 體材料連續(xù)擠包在芯材上形成電纜；所述絕緣體材料各組分質(zhì)量百分含量為：交聯(lián)乙烯： 2%、異戊橡膠：1%、丁基橡膠：4%、氯磺化聚乙烯橡膠：4%、乙丙橡膠：3%、丁晴橡膠：1%、浸漬 劑：1%、橡膠防老劑：3%，對苯二胺：1%，余量為聚氯乙烯； (8)通過繞包機將增強層的纖維材料繞包在電纜上形成高強度電纜；所述纖維材料各 組分質(zhì)量百分含量為：玻璃纖維：30%，碳纖維：20%，余量為芳綸纖維。
[0015] 實施例2 一種高強度電纜，所述電纜包括20根銅合金單絲絞合而成的芯材，所述芯材外為絕緣 層，最外層為增強層，銅合金單絲的各組分質(zhì)量百分含量為：Al: 17%、Fe: 1.3%、Sr:0. 03%、 La:0. 02%、Y:1. 0%、Ni:0. 094%、Th:0. 07%、Li:2. 2%、K:0. 09%、H〇:0. 4%、Eu:0. 3%、Cs:0. 02%、 Dy:0. 03%，余量為銅及不可避免的非金屬夾雜。
[0016] 所述高強度電纜及其制備方法包括以下步驟： (1) 用高頻感應爐將銅合金單絲的各組分原料熔化并升溫至1250°c，加入占銅合金溶 液1. 4%的銅合金精煉劑，攪拌均勻，控制爐溫在1400°C，保溫75min后，撈出爐渣，備用； (2) 澆鑄：采用半連續(xù)式澆鑄方法進行澆鑄，澆鑄時用氮氣維護，澆鑄溫度為1150°C， 澆鑄速度為120mm/min，鑄件規(guī)格為①25,長度> 4000mm; (3) 熱處理：將鑄件在850°C溫度范圍內(nèi)進行固溶處理，固溶處理時間為30小時，然后 進行淬油，將淬油后的鑄件在650°C下時效處理40小時，制得坯件，備用； (4) 銅合金單絲拉制：將坯件在常溫下利用拉絲機拉制成cDO. 3mm的銅合金單絲； (5) 銅合金單絲熱處理：將銅合金單絲加熱至550°C，保溫115min，再在350°C下，保溫 75min，自然冷卻，備用； (6) 絞線：將20根銅合金單絲采用束絞的絞合形式制成芯材； (7) 通過加熱擠塑機將絕緣體材料形成熔融態(tài)，在成形磨具和擠壓壓力作用下將絕緣 體材料連續(xù)擠包在芯材上形成電纜；所述絕緣體材料各組分質(zhì)量百分含量為：交聯(lián)乙烯： 3%、異戊橡膠：2%、丁基橡膠：5%、氯磺化聚乙烯橡膠：5%、乙丙橡膠：4%、丁晴橡膠：2%、浸漬 劑：1. 5%、橡膠防老劑：4%，對苯二胺：2%，余量為聚氯乙烯； (8) 通過繞包機將增強層的纖維材料繞包在電纜上形成高強度電纜；所述纖維材料各 組分質(zhì)量百分含量為：玻璃纖維：35%，碳纖維：25%，余量為芳綸纖維。
[0017] 實施例3 一種高強度電纜，所述電纜包括20根銅合金單絲絞合而成的芯材，所述芯材外為絕緣 層，最外層為增強層，銅合金單絲的各組分質(zhì)量百分含量為：Al:20%、Fe:1. 8%、Sr:0. 05%、 La:0? 03%、Y:L5%、Ni:0?l%、Th:0? 08%、Li:2. 3%、K:0?l%、Ho:0? 5%、Eu:0? 35%、Cs:0? 03%、 Dy:0. 04%，余量為銅及不可避免的非金屬夾雜。
[0018] 所述高強度電纜及其制備方法包括以下步驟： (1) 用高頻感應爐將銅合金單絲的各組分原料熔化并升溫至1400°c，加入占銅合金溶 液1. 4%的銅合金精煉劑，攪拌均勻，控制爐溫在1500°C，保溫90min后，撈出爐渣，備用； (2) 澆鑄：采用半連續(xù)式澆鑄方法進行澆鑄，澆鑄時用氮氣維護，澆鑄溫度為1200°C， 澆鑄速度為120mm/min，鑄件規(guī)格為①30mm，長度> 4000mm; (3) 熱處理：將鑄件在900°C溫度范圍內(nèi)進行固溶處理，固溶處理時間為36小時，然后 進行淬油，將淬油后的鑄件在700°C下時效處理40小時，制得坯件，備用； (4) 銅合金單絲拉制：將坯件在常溫下利用拉絲機拉制成cDO. 4mm的銅合金單絲； (5) 銅合金單絲熱處理：將銅合金單絲加熱至600°C，保溫120min，再在400°C下，保溫 90min，自然冷卻，備用； (6) 絞線：將20根銅合金單絲采用束絞的絞合形式制成芯材； (7) 通過加熱擠塑機將絕緣體材料形成熔融態(tài)，在成形磨具和擠壓壓力作用下將絕緣 體材料連續(xù)擠包在芯材上形成電纜；所述絕緣體材料各組分質(zhì)量百分含量為：交聯(lián)乙烯： 4%、異戊橡膠：3%、丁基橡膠：6%、氯磺化聚乙烯橡膠：6%、乙丙橡膠：5%、丁晴橡膠：3%、浸漬 劑：2%、橡膠防老劑：5%，對苯二胺：3%，余量為聚氯乙烯； (8) 通過繞包機將增強層的纖維材料繞包在電纜上形成高強度電纜；所述纖維材料各 組分質(zhì)量百分含量為：玻璃纖維：40%，碳纖維；30%，余量為芳綸纖維。
[0019]實施例1-3潛剎的由攬的柿能歹Il干下衷

【權(quán)利要求】
1. 一種高強度電纜，所述電纜包括20根銅合金單絲絞合而成的芯材，所述芯材外為 絕緣層，最外層為增強層，銅合金單絲的各組分質(zhì)量百分含量為：A1:15-20%、Fe: 0. 8-1. 8%、 Sr:0.01-0.05%、La:0. 01-0. 03%、Y:0.5-1.5%、Ni:0.09-0. 1%、Th:0. 06-0. 08%、 Li:0. 02-0. 04%、K:0. 08-0. 1%、H〇:0. 3-0. 5%、Eu:0. 25-0. 35%、Cs:0. 01-0. 03%、Dy:2. 1-2. 3% ，余量為銅及不可避免的非金屬夾雜。
2. -種如權(quán)利要求1所述的一種高強度電纜及其制備方法包括以下步驟： (1) 用高頻感應爐將銅合金單絲的各組分原料熔化并升溫至1100-1400°C，加入占銅合 金溶液1. 4%的銅合金精煉劑，攪拌均勻，控制爐溫在1300-1500°C，保溫60-90min后，撈出 爐渣，備用； (2) 澆鑄：采用半連續(xù)式澆鑄方法進行澆鑄，澆鑄時用氮氣維護，澆鑄溫度為 1100-1200°C，澆鑄速度為120mm / min，鑄件規(guī)格為〇)20mm?〇)30mm，長度彡4000mm; (3) 熱處理：將鑄件在800-900°C溫度范圍內(nèi)進行固溶處理，固溶處理時間為24?36 小時，然后進行淬油，將淬油后的鑄件在600-70(TC下時效處理40小時，制得坯件，備用； (4) 銅合金單絲拉制：將坯件在常溫下利用拉絲機拉制成〇>0. 2-0)0. 4mm的銅合金單 絲； (5) 銅合金單絲熱處理：將銅合金單絲加熱至500-600°C，保溫90-120 min，再在 300-400°C下，保溫60-90 min，自然冷卻，備用； (6) 絞線：將20根銅合金單絲采用束絞的絞合形式制成芯材； (7) 通過加熱擠塑機將絕緣體材料形成熔融態(tài)，在成形磨具和擠壓壓力作用下將絕緣 體材料連續(xù)擠包在芯材上形成電纜；所述絕緣體材料各組分質(zhì)量百分含量為：交聯(lián)乙烯： 2-4%、異戊橡膠：1-3%、丁基橡膠：4-6%、氯磺化聚乙烯橡膠：4-6%、乙丙橡膠：3-5%、丁晴橡 膠：1-3%、浸漬劑：1-2%、橡膠防老劑：3-5%，對苯二胺：1-3%，余量為聚氯乙烯； (8) 通過繞包機將增強層的纖維材料繞包在電纜上形成高強度電纜；所述纖維材料各 組分質(zhì)量百分含量為：玻璃纖維：30_40%，碳纖維：20-30%，余量為芳綸纖維。
3. 如權(quán)利要求2所述的高強度電纜的制備方法，銅合金單絲的各組分質(zhì)量百分含量 為：A1:15%、Fe:0. 8%、Sr:0. 01%、La:0. 01-0. 03%、Y:0. 5%、Ni:0. 09%、Th:0. 06%、Li:0. 02%、 K:0. 08%、H〇:0. 3%、Eu:0. 25%、Cs:0. 01%、Dy:2. 1%，余量為銅及不可避免的非金屬夾雜。
4. 如權(quán)利要求3所述的高強度電纜的制備方法，絕緣體材料各組分質(zhì)量百分含量為： 交聯(lián)乙烯：2%、異戊橡膠：1%、丁基橡膠：4%、氯磺化聚乙烯橡膠：4%、乙丙橡膠：3%、丁晴橡 膠：1%、浸漬劑：1%、橡膠防老劑：3%，對苯二胺：1%，余量為聚氯乙烯。
5. 如權(quán)利要求4所述的高強度電纜的制備方法，纖維材料各組分質(zhì)量百分含量為：玻 璃纖維：30%，碳纖維：20%，余量為芳綸纖維。
【文檔編號】H01B13/00GK104332221SQ201410700586
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】彭偉成 申請人:彭偉成