專利名稱:一種節(jié)能防振錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力金具，尤其涉及一種節(jié)能防振錘。
背景技術(shù)：
隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展，輸送電容量大幅增加，對輸電線路中的防振錘在輸電過程中消耗能量的問題逐漸引起人們的關(guān)注。由于現(xiàn)有的防振錘的線夾一般用可鍛鑄鐵和Q235鋼材鐵磁性材料制成。當(dāng)導(dǎo)線中通過交變電流，在防振錘的線夾上便形成一個閉合的磁回路，鐵磁物質(zhì)在交變磁場作用下反復(fù)磁化，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化總是滯后于磁場強(qiáng)度的變化(即磁滯現(xiàn)象)。在反復(fù)磁化的過程中，由于磁疇的反復(fù)轉(zhuǎn)向，鐵磁物質(zhì)內(nèi)部的分子摩擦發(fā)熱而造成能量損耗，這種構(gòu)成閉合回路的電力金具在反復(fù)磁化過程中，因?yàn)榇女牱磸?fù)轉(zhuǎn)向?qū)е碌墓β蕮p耗，就是所謂的磁滯損耗。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這一交變磁場在防振錘內(nèi)部也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流(即渦流)，由于鋼鐵材料電阻的存在，必然產(chǎn)生有功功率損耗，即渦流損耗。根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律，在防振錘內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與輸電線路的電流大小成正比，與材料的相對磁導(dǎo)率μr的大小成正比，與金具的厚度成正比。傳統(tǒng)的可鍛鑄鐵、Q235鋼制電力金具材料的相對磁導(dǎo)率大，存在磁滯渦流現(xiàn)象，在輸電線路上產(chǎn)生較大的磁滯和渦流損耗。
我國地域遼闊，輸電線路很長，據(jù)中國電力年鑒發(fā)布，我國的220kV線路長度為102417km；110kV為162497km(1997年年鑒)；66kV為42214km；35kV為247390km(1995年年鑒)，按60％的額定負(fù)荷條件進(jìn)行統(tǒng)計，全國高壓線路因可鍛鑄鐵防振錘引起的電能損失為25684.1萬(kW·h)/年，在配電線路上的損失為8890.8萬(kW·h)/年，總計達(dá)34574.9萬(kW·h)/年，電價按0.4元/(kW·h)計算，電費(fèi)的損失達(dá)13830萬元/年，盡管實(shí)際能耗會與估算有出入，但我們從這一保守的估算中，可以清楚看到可鍛鐵防振錘的能耗大得驚人。由此看到，研制一種節(jié)能鋼材來制造電力金具的迫切性和現(xiàn)實(shí)的意義。
20世紀(jì)八十年代以后，由于材料工業(yè)的發(fā)展，高強(qiáng)度鋁合金得到了較為普遍的應(yīng)用和供應(yīng)，用鋁合金制造的防振錘滿足了輸電線路對電力金具的機(jī)械強(qiáng)度要求，又是無磁材料，新建設(shè)的500kV超高壓線路，因同時需要考慮防電暈的要求，已普遍采用了高強(qiáng)度鋁合金金具。我國從五十年代就不斷建設(shè)220kV、110kV、66kV、35kV電壓等級的輸電線路，全國各種電壓等級的線路有如蜘蛛網(wǎng)，到處都有。如果將原有的可鍛鑄鐵及鋼材制造的金具都更換成高強(qiáng)度的鋁合金的，就需要數(shù)量很大的鋁合金，還要停電更換，每套金具售價也比原有金具高兩倍，這是不可能的。
現(xiàn)在不銹鋼也是不導(dǎo)磁的，常用的有1Cr18Ni9Ti、1Cr17Ni7、0Cr19Ni9等等，但由于價格比Q235普通碳素鋼高出10倍，因此用其制造電力金具成本將大大地提高。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有防振錘能量在輸電線路中損耗大的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能防振錘。
為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案一種節(jié)能防振錘，包括重錘、鋼鉸線、線夾體，重錘固定在鋼鉸線的兩端，線夾體設(shè)在鋼鉸線中部，其中線夾體采用奧氏體無磁鋼材料。
作為優(yōu)選，線夾體由壓板和壓板附件組成，壓板和壓板附件采用奧氏體無磁鋼材料，并通過緊固螺栓固定在一起。
上述的壓板下部彎曲形成與鋼鉸線相適配的掛鉤，壓板上部凹陷形成與輸電線相適配的壓線槽；壓板在壓線槽上方延伸設(shè)有一小塊連接舌，所述的壓板附件上部凹陷形成壓線槽，壓板與壓板附件上的壓線槽組成輸電線的安裝口，并在壓板附件的壓線槽上方設(shè)有與連接舌相適配的連接口，壓板附件的下方設(shè)有緊固螺栓的安裝口，壓板與壓板附件上方通過連接舌與連接口相連接，壓板與壓板附件下方通過緊固螺栓相連接。
作為優(yōu)選，所述的奧氏體無磁鋼按重量百分比含有錳20％～26％，鉻2％～10％，鋁1％～4％，碳0.18％～0.24％，稀土元素0.1％～0.2％，硫≤0.04％，磷≤0.04％，其余量為鐵。
作為再優(yōu)選，按重量百分比所述的奧氏體無磁鋼中錳的含量為20％～22％，鉻的含量為3％～4％，鋁的含量為1％～1.5％，碳的含量為0.2％～0.22％。
作為優(yōu)選，奧氏體無磁鋼中還含有硅0.17％～0.37％。
作為優(yōu)選，所述的復(fù)合稀土元素為鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔中的一種或多種。
作為再優(yōu)選，所述的復(fù)合稀土元素為鐠和釹中的一種或2種。
本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案，只對節(jié)能防振錘的線夾體材料進(jìn)行了改進(jìn)，采用了奧氏體無磁鋼，隔斷了磁回路，消除或減少了電能損耗。
本發(fā)明所采用的奧氏體無磁鋼的主要化學(xué)成分的作用分析如下(1)錳、鋁、鉻，錳是主要合金元素，擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，穩(wěn)定奧氏體組織，提高合金強(qiáng)度。碳一定時，隨含錳量增加，鋼的組織逐漸從珠光體到馬氏體并進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，但是鋼的加工硬化能力提高。控制好錳的含量，可以保證鑄態(tài)完全的奧氏體組織和穩(wěn)定的奧氏體，使得經(jīng)過適當(dāng)變形后不致引發(fā)大量的形變馬氏體出現(xiàn)。
除了脫氧要求加入少量的鋁外，鋁元素為非碳化物形成元素，一般均勻分布在基體中阻礙碳原子在奧氏體中的擴(kuò)散，穩(wěn)定碳化物，同時易使奧氏體形成有序固溶體，增強(qiáng)γ-Fe原子的化學(xué)結(jié)合力，使γ-Fe原子移動激活力提高，增強(qiáng)奧氏體的穩(wěn)定性，抑制Fe-Mn基合金中γ-ε轉(zhuǎn)變，這對控制加工過程中由于形變馬氏體引起的磁導(dǎo)率和加工硬度非常重要。
鋁和鉻可以提高材料的耐腐蝕能力，在Fe-Mn基合金中加入鋁或鉻，可以提高材料的耐大氣腐蝕性能，特別是鉻的加入使材料的耐腐蝕能力大大的提高。
(2)碳、硅，碳既促進(jìn)形成單相奧氏體組織，又可使固溶強(qiáng)化，降低材料的最大磁導(dǎo)率和磁飽和度。從Fe-Mn二元相圖可知，常溫時只有錳含量相當(dāng)高(超過30％)時才能得到單相奧氏體。而在二元合金中加入碳后，構(gòu)成的Fe-Mn-C三元合金在含有約1.0％的碳時，錳加入量只要9％～15％就可得到單相奧氏體組織。但當(dāng)碳含量較高時，鑄態(tài)組織中碳化物數(shù)量增加，在奧氏體晶界上形成連續(xù)和半連續(xù)網(wǎng)狀碳化物，大大削弱了晶間強(qiáng)度和鋼的塑性、韌性，嚴(yán)重時甚至使鋼的韌性降低為零。經(jīng)固溶處理后雖可使部分碳化物溶入奧氏體，但因鋼的碳含量高而必須提高固溶處理的溫度或延長熱處理的保溫時間。綜合考慮碳元素的利弊，采取適當(dāng)提高碳含量，允許組織中有少量的碳化物存在，這樣就可以使錳的加入量降低，而且可以使得到的奧氏體的穩(wěn)定性提高。
硅可固溶于奧氏體中，固溶強(qiáng)化。在鋼里加入少量的硅，提高材料的電阻率，以減少渦流。但是，硅可以降低碳在奧氏體中的溶解度，硅含量高時，鑄態(tài)組織中的碳化物數(shù)量增加，而且硅在高錳鋼結(jié)晶時有促使粗大枝晶形成的作用，并使鋼的晶粒粗化，降低材料機(jī)械性能。試驗(yàn)中選擇碳含量0.18％～0.24％，硅含量在0.17％～0.37％為佳。
(3)硫、磷，硫、磷在通常范圍內(nèi)對鑄鋼的磁性影響不大，但含量較高時，由于大量共晶體的產(chǎn)生，會使磁導(dǎo)率有所提高，同時形成的磷共晶、硫化物等雜質(zhì)會降低材料力學(xué)性能，因此應(yīng)嚴(yán)格控制S≤0.04％，P≤0.04％為宜。
(4)復(fù)合稀土元素，可以細(xì)化晶粒、細(xì)化磁疇，降低渦流損耗，復(fù)合稀土元素在奧氏體錳鋼中具有較大的偏析系數(shù)，可加劇合金凝固時的成分過冷現(xiàn)象，促進(jìn)樹枝晶的發(fā)展、熔斷、游離和增殖，提高其結(jié)晶形核率，有效地細(xì)化奧氏體晶粒。由于復(fù)合稀土元素的內(nèi)吸附作用，阻礙了碳原子的擴(kuò)散，使奧氏體晶界上不易形成網(wǎng)狀碳化物，其晶體界上碳化物數(shù)量減少，碳化物形狀為團(tuán)塊狀，因而鑄態(tài)組織中奧氏體內(nèi)固溶的碳量相對增加，且分布較為均勻，微觀組織的致密度增加，顯微缺陷減少。解決了中溫區(qū)產(chǎn)生低塑性的技術(shù)難題。
本發(fā)明的奧氏體無磁鋼的性能和效果如下(1)電工性能磁導(dǎo)率≤1.5μH/m；電阻率≥12MΩ/m。
(2)力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度達(dá)到800MPa；屈服強(qiáng)度達(dá)到675MPa；延伸率達(dá)到41％；布氏硬度小于193HB。各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB/T2315-2000《電力金具標(biāo)稱破壞載荷系列形式尺寸及聯(lián)結(jié)方式》的規(guī)定。
(3)金相組織本發(fā)明的碳化物應(yīng)彌散分布于奧氏體組織中，材料在成型加工中和以后的服役過程中保持奧氏體組織的穩(wěn)定性，盡量防止了產(chǎn)生形變馬氏體，避免磁導(dǎo)率的上升。
(4)切削加工性能本發(fā)明的無磁鋼能在普通機(jī)床上進(jìn)行切削加工，可以在沖床上沖壓成型，加工性能好。
(5)經(jīng)濟(jì)成本上述的無磁鋼生產(chǎn)成本低，是鋁合金金具成本的50％，比原有的Q235鋼只提高10％，而且鋼材的原料來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡單。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A向示意圖。
圖3為圖1中壓板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的左視圖。
圖5為圖1中壓板附件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為圖5的左視圖。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作一個詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1如圖1、圖2所示的一種節(jié)能防振錘，包括重錘7、鋼鉸線8、壓板1和壓板附件2，重錘7固定在鋼鉸線8的兩端，壓板1和壓板附件2設(shè)在鋼鉸線8中部。在重錘7與鋼鉸線8之間設(shè)有套管9，在重錘7下方設(shè)有漏水孔17。
如圖3、圖4所示，壓板1下部彎曲形成與鋼鉸線8相適配的掛鉤，壓板1上部凹陷形成與輸電線10相適配的壓線槽13；壓板1在壓線槽13上方中部延伸設(shè)有一小塊連接舌11。
如圖5、圖6所示，壓板附件2上部凹陷形成壓線槽16，壓板1與壓板附件2上的壓線槽13、16組成輸電線10的安裝口15。在壓板附件2的壓線槽16上方設(shè)有與連接舌11相適配的連接口14，壓板附件2的下方設(shè)有緊固螺栓5的安裝口15，壓板1與壓板附件2上方通過連接舌11與連接口14相連接，壓板1與壓板附件2下方通過緊固螺栓5相連接。緊固螺栓5上設(shè)有螺母6，螺母6上方設(shè)有彈性墊片3。彈性墊片3內(nèi)設(shè)有墊圈4。
上述的壓板1和壓板附件2均采用奧氏體無磁鋼材料。
奧氏體無磁鋼的組份如下錳20％，鋁1％，鉻3％，碳0.2％，復(fù)合稀土元素0.1％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，復(fù)合稀土元素為鐠和釹，其余量為鐵。
實(shí)施例2如圖7所示的一種節(jié)能防振錘，包括重錘7、鋼鉸線8、壓板1和壓板附件2，重錘7固定在鋼鉸線8的兩端，壓板1和壓板附件2設(shè)在鋼鉸線8中部。壓板1和壓板附件2通過上、下緊固螺栓5相連接。
上述的壓板1和壓板附件2均采用奧氏體無磁鋼材料。
奧氏體無磁鋼的組份如下錳22％，鉻3％，鋁1.5％，碳0.21％，復(fù)合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量為鐵。
實(shí)施例3奧氏體無磁鋼的組份如下錳22％，鉻3％，鋁1.5％，碳0.19％，復(fù)合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量為鐵。
防振錘的結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1。
實(shí)施例4奧氏體無磁鋼的組份如下錳20％，鉻3％，鋁1.5％，碳0.21％，復(fù)合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量為鐵。
防振錘的結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能防振錘，包括重錘(7)、鋼鉸線(8)、線夾體，重錘(7)固定在鋼鉸線(8)的兩端，線夾體設(shè)在鋼鉸線(8)中部，其特征在于線夾體采用奧氏體無磁鋼材料。
2.如權(quán)利要求
1所述的一種節(jié)能防振錘，其特征在于線夾體由壓板(1)和壓板附件(2)組成，壓板(1)和壓板附件(2)采用奧氏體無磁鋼材料，并通過緊固螺栓(5)固定在一起。
3.如權(quán)利要求
2所述的一種節(jié)能防振錘，其特征在于壓板(1)下部彎曲形成與鋼鉸線(8)相適配的掛鉤(12)；壓板(1)上部凹陷形成與輸電線(10)相適配的壓線槽(13)，壓板(1)在壓線槽(13)上方延伸設(shè)有一小塊連接舌(11)，所述的壓板附件(2)上部凹陷形成壓線槽(16)，壓板(1)與壓板附件(2)上的壓線槽(13)、(16)組成輸電線(10)的安裝口，并在壓板附件(2)的壓線槽(16)上方設(shè)有與連接舌(11)相適配的連接口(14)，壓板附件(2)的下方設(shè)有緊固螺栓(5)的安裝口(15)，壓板(1)與壓板附件(2)上方通過連接舌(11)與連接口(14)相連接，壓板(1)與壓板附件(2)下方通過緊固螺栓(5)相連接。
4.如權(quán)利要求
1或2或3所述的一種節(jié)能防振錘，其特征在于所述的奧氏體無磁鋼按重量百分比含有錳20％～26％，鉻2％～10％，鋁1％～4％，碳0.18％～0.24％，稀土元素0.1％～0.2％，硫≤0.04％，磷≤0.04％，其余量為鐵。
5.如權(quán)利要求
4所述的一種節(jié)能防振錘，其特征在于按重量百分比所述的奧氏體無磁鋼中錳的含量為20％～22％，鉻的含量為3％～4％，鋁的含量為1％～1.5％，碳的含量為0.2％～0.22％。
6.如權(quán)利要求
4所述的一種節(jié)能防振錘，其特征在于奧氏體無磁鋼中還含有硅0.17％～0.37％。
7.如權(quán)利要求
4所述的一種節(jié)能防振錘，其特征在于所述的復(fù)合稀土元素為鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔中的一種或多種。
8.如權(quán)利要求
7所述的一種節(jié)能防振錘，其特征在于所述的復(fù)合稀土元素為鐠和釹中的一種或2種。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種電力金具，尤其涉及一種節(jié)能防振錘。一種節(jié)能防振錘，包括重錘、鋼鉸線、線夾體，重錘固定在鋼鉸線的兩端，線夾體設(shè)在鋼鉸線中部，其中線夾體采用奧氏體無磁鋼材料。本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案，只對節(jié)能防振錘的線夾體材料進(jìn)行了改進(jìn)，采用了奧氏體無磁鋼，隔斷了磁回路，消除或減少了電能損耗。
文檔編號C22C38/38GK1996690SQ200610048911
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月5日
發(fā)明者駱憶祖 申請人:鳳凰金具有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan