CN102831973A - 一种低蠕变铝包钢架空导线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低蠕变铝包钢架空导线,包括含0.7%-0.9%C的高碳钢和包裹在高碳钢外圈的铝层,其特征在于:所述高碳钢中还包括铬0.8-2.0%、钼0.2-0.6%和稀土元素0.02-0.06%,按重量百分数计算,本发明提高了产品晶界扩散晶活能,提高材料的蠕变极限,具有高导电率、高耐热行、低蠕变等特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种架空导线及其制备方法,特别是耐高温,低蠕变的铝包钢架空导线。
背景技术
随着各国经济社会的高速发展,用电量的日益增加,增加输出容量,降低输电损耗,提高蠕变性能成为全球输电线路领域研究探索的三大目标,现在世界各国的电力传输的架空线路基本采用铝包钢芯铝绞线,为了增加输出电容量,将线路的连续使用温度从70度提高到140度,则线路载流量可提高一倍,但高温下蠕变大,弧垂增大,线路对地以及交叉跨越的空气间隙距离减少,影响电网的安全,目前有一种新钢种“殷钢”,属于铁镍合金的一种,其成分为镍36%,铁63.8%,碳0.2%。这种材料最大的特点就是随温度的变形极小,适合于制作对温度变形有严格要求的零件。由于其化学成分中含有36%的金属元素镍,既提高强度,又有很好的蠕变性能,作成“铝包殷钢”的低蠕变钢芯,但由于镍元素稀缺,价格昂贵,“铝包殷钢”每吨十几万元人民币,是普通铝包钢芯的十倍以上,限制了其大范围应用的可能。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明提供一种价格实惠且具有高导电率、高耐热性、低蠕变的架空导线已经制造该导线的方法。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种低蠕变铝包钢架空导线,包括含0.65%-0.9%C的高碳钢芯线和包覆在高碳钢芯线外表的工业纯铝层,所述高碳钢中还包括铬0.8-2.0%、钼0.2-0.6%和稀土元素0.02-0.06%,按重量百分数计算。
一种制备权利要求1所述架空导线的制备方法,所述制造步骤为:
(a)在高碳钢中添加铬0.8-2.0%、钼0.2-0.6%和稀土元素0.02-0.06%进行真空冶炼;
(b)按照正常程序轧制成钢丝;
(c)钢丝加热至900-980度奥氏体化处理后,在450℃-550℃熔融的铅液中进行等温冷却,并控制其组织细化到60-90nm,且均匀化;
(d) 采用连续挤压包覆工艺:控制包覆模腔内的温度至420-500度,压力至350-500Mpa,使铝达到塑性流动状态后均匀致密包覆在钢丝上;
(e)采用压力模拉拔技术,实现双金属同步变形。
本发明:提高了产品晶界扩散激活能,提高材料的蠕变极限,具有高导电率、高耐热性、低蠕变等特性,而且增加的元素用量少且价格适中。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:本发明涉及一种低蠕变铝包钢架空导线,包括含0.70%C的高碳钢芯线和包覆在高碳钢芯线外表的工业纯铝层,在高碳钢的熔炼中添加铬1.0%、钼0.45%和稀土元素0.05%,按重量百分数计算。本产品提高产品晶界扩散激活能,提高材料的蠕变极限,避免了采用大量的镍元素稀缺资源,降低了产品的价格,节约能源。
制备上述架空导线的方法所需步骤为:
(a)按照上述要求配料;
(b)在高碳钢中添加铬1.0%、钼0.45%和稀土元素0.05%进行真空冶炼,避免冶炼中杂质元素和气体在晶界偏聚,减少气体和杂质,强化晶界;
(c)按照正常程序轧制成钢丝;
(d)钢丝加热到950度奥氏体化处理后,在510度熔融的铅液中进行等温冷却,并控制其组织细化到80nm,且均匀化;这样可以提高产品晶界扩散激活能,提高材料的蠕变极限。
(e)采用连续挤压包覆工艺:控制包覆模腔内的温度至450度,压力至460Mpa,使铝达到塑性流动状态后直接均匀致密包覆在钢丝上,上述过程完全属于物理成型,不污染环境,节能减排,生产效率高;
(f)采用压力模拉拔技术,实现双金属同步变形。
实施例2:本发明涉及一种低蠕变铝包钢架空导线,包括含0.80 %C的高碳钢芯线和包覆在高碳钢芯线外表的工业纯铝层,在高碳钢的熔炼中添加铬1.5%、钼0.5%和稀土元素0.03%,按重量百分数计算。
制备上述架空导线的方法所需步骤为:
(a)按照上述要求配料;
(b)在高碳钢中添加铬1.5%、钼0.6%和稀土元素0.03%进行真空冶炼;减少气体和杂质,强化晶界;
(c)按照正常程序轧制成钢丝;
(d)钢丝加热到920度奥氏体化处理后,在480度熔融的铅液中进行等温冷却,并控制其组织细化到70nm,且均匀化;
(e)采用连续挤压包覆工艺:控制包覆模腔内的温度至480度,压力至420Mpa,使铝达到塑性流动状态后直接均匀致密包覆在钢丝上;
(f)采用压力模拉拔技术,实现双金属同步变形。
经过性能的试验研究,本产品的拉伸强度达到1100Mpa, 预计产品10年的蠕变量小于1/1000,完全达到并超过电网设计的要求,但本产品的价格只要约9000元/吨左右,完全适应我国范围大、用量大和镍元素稀缺的国情。
Claims (2)
1.一种低蠕变铝包钢架空导线,包括含0.65%-0.9%C的高碳钢芯线和包覆在高碳钢芯线外表的工业纯铝层,其特征在于:所述高碳钢中还包括铬0.8-2.0%、钼0.2-0.6%和稀土元素0.02-0.06%,按重量百分数计算。
2.一种制备权利要求1所述架空导线的制备方法,其特征在于:所述制造步骤为:
(a)在高碳钢中添加铬0.8-2.0%、钼0.2-0.6%和稀土元素0.02-0.06%进行真空冶炼;
(b)按照正常程序轧制成钢丝;
(c)钢丝加热至900-980度奥氏体化处理后,在450℃-550℃熔融的铅液中进行等温冷却,并控制其组织细化到60-90nm,且均匀化;
(d)采用连续挤压包覆工艺:控制包覆模腔内的温度至420-500度,压力至350-500Mpa,使铝达到塑性流动状态后均匀致密包覆在钢丝上;
(e)采用压力模拉拔技术,实现双金属同步变形。
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