一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線，該超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線，按照重量百分比計(jì)，包括以下組成成分：Mg為0.30～0.45%，Si為0.20～0.45%，Cu為0.002～0.05%，F(xiàn)e為0.10～0.20%，Cr為0.001～0.01%，Ce為0.04～0.2%，La為0.05～0.25%，其他雜質(zhì)元素含量≤0.1%，其余為Al；該導(dǎo)線的制備方法依次為：熔煉、除氣、拔渣、澆鑄、軋制、拉制、熱處理和時(shí)效處理。本發(fā)明專利技術(shù)復(fù)合鋁合金導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度達(dá)到256MPa，導(dǎo)電率達(dá)到62%IACS，伸長(zhǎng)率達(dá)到5.4%，其性能符合IEC62641新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線的指標(biāo)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線
本專利技術(shù)屬于鋁合金導(dǎo)線制造
，具體涉及一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線。
技術(shù)介紹
上世紀(jì)20年代，美國(guó)、瑞士和德國(guó)率先將鋁合金導(dǎo)線應(yīng)用于高壓輸電線路，從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，鋁合金導(dǎo)線在歐洲、北美等國(guó)家和地區(qū)被廣泛采用，日本和美國(guó)的輸電線路50%以上采用鋁合金導(dǎo)線，法國(guó)更高達(dá)80%以上，即使是印度、孟加拉國(guó)等發(fā)展中國(guó)家，其使用量也較大。由于鋁合金導(dǎo)線的技術(shù)性能優(yōu)越，運(yùn)行效果良好，特別是在超高壓線路和大跨越線路上使用效果更好，因而逐漸被世界各國(guó)廣泛采用。目前架空輸電線路中使用最為廣泛的仍是鋼芯鋁絞線（ACSR），該種導(dǎo)線量大面廣，生產(chǎn)和應(yīng)用較為成熟。但隨著技術(shù)進(jìn)步及電力行業(yè)發(fā)展的需要，世界上許多國(guó)家的輸電線路上已廣泛使用各類鋁合金導(dǎo)線。我國(guó)城鄉(xiāng)供電輸電線路上所使用的耐熱導(dǎo)線，一般由普通的耐熱鋁合金單線和普通鍍鋅銅絲絞合而成。這種普通耐熱導(dǎo)線的長(zhǎng)期運(yùn)行溫度低于150℃，導(dǎo)電率在60%IACS以下，線損大，如想要用于特高壓線路，必須新增輸電線路或增加導(dǎo)線的截面積，這些措施都會(huì)增加投資，成本高昂，另外改造鐵塔和擴(kuò)大架線都會(huì)占用大量的土地資源。作為加強(qiáng)元件的普通鍍鋅鋼絲，預(yù)熱后線膨脹系數(shù)增大，輸送電容量增加后，導(dǎo)線溫度升高，弧垂增加，影響線路的安全運(yùn)行。想在提高鋁導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度且保證合格導(dǎo)電率的前提下，獲得較優(yōu)的耐熱性能，勢(shì)必對(duì)添加的合金種類及加工工藝有更高的要求。因此如何獲得力學(xué)性能、耐熱性能及導(dǎo)電性能的較優(yōu)匹配是該領(lǐng)域研究的主要內(nèi)容。公開(kāi)號(hào)為101740157A的中國(guó)專利技術(shù)專利，專利技術(shù)名稱：一種鋁合金導(dǎo)線及其制造方法，鋁合金導(dǎo)線中各成分的重量百分組成為：鋁99.2%~99.6%；鋯0.03%~0.5%；釔0.01%~0.1%；其它0.2%~0.3%。該鋁合金導(dǎo)線由鋁錠熔化后加入微量的鋯和釔一起熔煉成鋁合金液，再經(jīng)澆鑄與結(jié)晶、軋制、拉絲等步驟制造而成。本專利技術(shù)通過(guò)嚴(yán)格控制鋁錠的雜質(zhì)含量和合金化添加元素的含量，制備地鋁合金導(dǎo)線具有高導(dǎo)電性和耐熱性，滿足了行業(yè)對(duì)鋁合金導(dǎo)線的性能要求，該專利技術(shù)技術(shù)的缺點(diǎn)在于：添加硼合金與鋁合金導(dǎo)線中的鋯起反應(yīng)，降低了合金的耐熱性。公開(kāi)號(hào)為102758107B的中國(guó)專利技術(shù)專利，專利技術(shù)名稱：高強(qiáng)高導(dǎo)耐熱鋁合金導(dǎo)線及其制備方法，鋁合金導(dǎo)線中各成分的重量百分組成為：鋯Zr為0.15~0.60%，鑭La為0.03~0.30%，鈰Ce為0.03~0.30%，釔Y為0.01~0.30%，鐵Fe為0.05~0.20%，硅Si為0.01~0.10%，其他雜質(zhì)元素含量≤0.10%，其余為鋁。該鋁合金導(dǎo)線是將配制原材料放入熔煉爐中、升溫除氣熔煉、造渣、除渣、連鑄連軋成耐熱鋁合金桿材、熱處理、拉絲機(jī)拉制成的。該專利技術(shù)提供的鋁合金導(dǎo)線與現(xiàn)有的耐熱鋁合金線相比，其性能有了一定的提高，但是它的抗拉強(qiáng)度仍然比較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線，本專利技術(shù)復(fù)合鋁合金導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度達(dá)到256MPa，導(dǎo)電率達(dá)到62%IACS，伸長(zhǎng)率達(dá)到5.4%。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)采用技術(shù)方案為：一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線，該導(dǎo)線由以下重量百分比的元素組成：Mg為0.30～0.45%，Si為0.20～0.45%，Cu為0.002～0.05%，F(xiàn)e為0.10～0.20%，Cr為0.001～0.01%，Mn為0.001～0.004%，稀土元素為0.03～0.57%，其他雜質(zhì)元素含量≤0.1%，其余為Al。優(yōu)選的，所述稀土元素為Ce，La，Y中的一種或多種。優(yōu)選的，按照重量百分比計(jì)，Ce為0.04～0.2%，La為0.05～0.25%，Y為0.03～0.12%。一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線的制備方法，包括以下步驟：1）熔煉：將純度為99.7%的鋁錠放入熔爐內(nèi)熔化，鋁液溫度為735～745℃，并向鋁熔體中加入鎂錠、結(jié)晶硅、鋁銅合金、鋁錳合金、鉻合金、鋁鐵合金和鋁稀土合金，攪拌25~30min，得到預(yù)設(shè)配比的合金液；2）除氣和拔渣：向步驟1）所得合金液中通入氬氣除氣4～7min，之后進(jìn)行拔渣處理；3）澆鑄：將步驟2）所得合金液升溫至745～755℃進(jìn)行澆鑄，鑄成鋁合金鑄條；4）軋制：將步驟3）所得鋁合金鑄條在450～500℃下保溫30～40min，在軋機(jī)上熱軋，通過(guò)鋁連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)成鋁合金桿材；5）拉制：控制拉伸變形斷面收縮率為15~25%，多道次拉伸，得到鋁合金線坯；6）熱處理：將鋁合金線坯進(jìn)行熱處理，于惰性氮?dú)夥諊拢?80～500℃保溫1h后進(jìn)行勻速降溫處理；7）時(shí)效處理：對(duì)鋁合金線坯進(jìn)行人工時(shí)效處理，時(shí)效溫度為200～250℃，時(shí)效時(shí)間為0.5～3h。優(yōu)選的，步驟1）中先將鎂錠、結(jié)晶硅、鋁鐵合金、鋁錳合金、鉻合金和鋁稀土合金加入到鋁液中，保溫15～20min，降溫至690～710℃，再加入鋁銅合金，保溫15～20min。優(yōu)選的，步驟3）鋁合金液澆鑄后以30～45℃/s的速率降溫至110～120℃。優(yōu)選的，步驟4）鋁合金鑄條進(jìn)軋溫度為420～480℃，軋速為0.4～0.5m/s。優(yōu)選的，步驟6）鋁合金線坯熱處理后的降溫速率為15～18℃/s。本專利技術(shù)的有益效果：1、本專利技術(shù)所提供的超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線同時(shí)具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率和高耐熱性，運(yùn)行線損能耗低，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到256MPa，導(dǎo)電率達(dá)到62%IACS，伸長(zhǎng)率達(dá)到5.4%。本專利技術(shù)所提供的超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線與現(xiàn)有的導(dǎo)電率為60%的耐熱鋁合金線相比，在保持了高強(qiáng)度和高耐熱性的情況下，將導(dǎo)線的導(dǎo)電率提高到62%IACS，明顯降低了線損能耗，有利于節(jié)能減排。2、使用本專利技術(shù)制造的導(dǎo)線進(jìn)行電網(wǎng)改造時(shí)，不需加大桿塔強(qiáng)度和高度，不需改造基礎(chǔ)設(shè)施，可大幅度降低線路改造成本。3、本專利技術(shù)導(dǎo)線的制造過(guò)程中，熔煉時(shí)先加鎂錠、結(jié)晶硅、鋁鐵合金和鋁稀土合金，再加入銅鋁合金，避免了先加入銅鋁合金造成銅的揮發(fā)。4、本專利技術(shù)導(dǎo)線的制造過(guò)程中，除氣和拔渣處理可以除去合金液中的雜物，避免鑄造過(guò)程中出現(xiàn)裂紋、包裹物等缺陷。5、本專利技術(shù)導(dǎo)線的制造過(guò)程中，時(shí)效處理可以促進(jìn)Mg、Si等原子的擴(kuò)散，從而提高復(fù)合鋁合金導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)也有利于改善復(fù)合鋁合金導(dǎo)線的導(dǎo)電性。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)具體實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。實(shí)施例1該導(dǎo)線由下列重量百分比的元素組成：Mg為0.45%，Si為0.45%，Cu為0.05%，F(xiàn)e為0.20%，Cr為0.01%，Mn為0.004%，Ce為0.2%，La為0.25%，Y為0.12%，其他雜質(zhì)元素含量≤0.1%，其余為Al。該復(fù)合鋁合金導(dǎo)線的制備方法，包括以下步驟：1）熔煉：將所有原料按照上述配比稱量，并置于恒溫干燥箱內(nèi)150℃下除濕25min；將純度為99.7%的鋁錠置于熔煉爐內(nèi)熔化成鋁液，將鋁液升溫至745℃，把稱量好的鎂錠、結(jié)晶硅、鋁銅合金、鋁錳合金、鉻合金、鋁鐵合金和鋁稀土合金加入到鋁液中，保溫15min，降溫至710℃，再加入鋁銅合金，保溫20min，攪拌30min，得到預(yù)設(shè)配比的合金液；2）除氣和本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線，其特征在于，按照重量百分比計(jì)，包括以下組成成分：Mg為0.30～0.45%，Si為0.20～0.45%，Cu為0.002～0.05%，F(xiàn)e為0.10～0.20%，Cr為0.001～0.01%，Mn為0.001～0.004%，稀土元素為0.03～0.57%，其他雜質(zhì)元素含量≤0.1%，其余為Al。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線，其特征在于，按照重量百分比計(jì)，包括以下組成成分：Mg為0.40％，Si為0.35％，Cu為0.01％，F(xiàn)e為0.15％，Cr為0.009％，Mn為0.002％，Ce為0.1％，La為0.18％，Y為0.09％，其他雜質(zhì)元素含量≤0.1％，其余為Al；所述的超高壓專用復(fù)合鋁合金導(dǎo)線的制備方法，包括以下步驟：1)熔煉：將所有原料按照上述配比稱量，并置于恒溫干燥箱內(nèi)150℃下除濕25min；將純度為99.7％的鋁錠置于熔煉爐內(nèi)熔化成鋁液，將鋁液升溫至740℃，把稱量好的鎂錠、結(jié)晶硅、鋁銅合金、鋁錳合金、鉻合金、鋁鐵合金和鋁稀土合金加入到鋁液中，保溫18min，降溫至700℃，再加入鋁銅合金，保溫18min，攪拌2...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：史宏偉，韓慶軍，劉守明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：河南;41