CN104409132B - 一种环保电缆及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种环保电缆，包括铜导线和铝合金导线，铝合金导线包括铝合金芯材和包裹在铝合金芯材外的铜合金层，铝合金芯材的各组分质量百分含量为：Mg 2.5‑5％、Cu 0.8‑0.9％、Zn 0.45‑0.6％、Fe 0.35‑0.6％、Si 0.35‑0.6％、Ni 0.2‑0.3％、Mn 0.06‑0.08％、Sc 0.05‑0.08％、As 0.03‑0.06％、W 0.02‑0.03％、V 0.01‑0.02％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂；本发明的环保电缆及其制作方法功能全面，电缆的绝缘层不易脱离，不会漏电，且节约成本，给生活带来便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保电缆及其制作方法，属于电缆材料制造领域。
背景技术
中国经济持续快速的增长，为线缆产品提供了巨大的市场空间，中国市场强烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦于中国市场，在改革开放短短的几十年，中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大，对电线电缆的需求也将迅速增长，未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。
目前的电线电缆仅有单一的导电功能，而且一般只有导体和绝缘层，电缆在反复使用后，绝缘层容易硬化、脱离，以致导体失去绝缘层的保护，造成漏电等不安全因素，而电缆的更换与维修增加相应费用的同时，给生活造成了极大的不便，再生产也会给环境带来污染。
发明内容
本发明提供一种功能全面，电缆的绝缘层不易脱离，不会漏电，且节约成本，给生活带来便利的环保电缆及其制作方法，为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种环保电缆，包括铜导线和铝合金导线，其中铜导线包括铜线芯材和包裹在铜线芯材外的镍合金层，铝合金导线包括铝合金芯材和包裹在铝合金芯材外的铜合金层，铝合金芯材的各组分质量百分含量为：Mg2.5-5％、Cu0.8-0.9％、Zn0.45-0.6％、Fe0.35-0.6％、Si0.35-0.6％、Ni0.2-0.3％、Mn0.06-0.08％、Sc0.05-0.08％、As0.03-0.06％、W0.02-0.03％、V0.01-0.02％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂；
本发明要解决的另一技术问题是提供一种环保电缆及其制备方法；
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案，包括以下步骤：
（1）将纯度在99.5%以上的铜在900-1100℃高温下进行熔炼，待原料熔化为熔融状态，搅拌30-35分钟，随后加入精炼剂进行精炼，搅拌完全融化均匀后，进行压铸、冷却成型，得到长度1m、Φ20mm的铜，备用；
（2）将铝合金各组分原料依次投入熔炼炉，铝的纯度在99%以上，经熔炼搅拌均匀后，析出铝液中气体及杂质，再将熔炼炉炉温恒定在800-950℃，采用具有三段压射的冷室压铸机压铸，模具型腔采用中心进料，将压铸成型的炉头置入烘箱内进行热处理后保温3-6小时后打开烘箱，自然冷却，精加工成长度1m、Φ20mm的铝合金，备用；
（3）将步骤1和2所得铜和铝合金分别放入挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压速度为4-4.5m/min，分别获得铜棒材和铝合金棒材；
（4）将步骤3中的铜棒材和铝合金棒材分别用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用10m/min的速度、10-15％的减径率分别拉拔筒棒材和铝合金棒材，直到直径为0.8-1.2mm，得到铜线材和铝合金线材，然后将铜线材和铝合金线材进行时效处理，时效温度450℃，时效时间12h，分别得到铜芯材和铝合金芯材，备用；
（5）将铝合金芯材进行铜合金包覆制成导线一，铜合金的各组分质量百分含量为：Al6-8％、Ti5-7％、Si2-4％、Fe0.4-0.5％、Cr0.4-0.6％，余量为铜；铜芯材进行镍合金包覆制成导线二，镍合金的各组分质量百分含量为：Cr2-3％、Al0.5-0.6％、Mo0.4-0.5％、Hf0.2-0.3％、B0.1-0.2％，余量为镍；
（6）采用挤塑机在导线一和二表面分别挤包绝缘层，在挤包绝缘层的同时在绝缘层与导线之间填充阻水层，导线表面挤包绝缘层后形成绝缘线芯，在450℃保温12小时后进行绞线，制得绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线；
（7）将聚氯乙烯树脂（PVC）100份、增塑剂46份、增白剂0.05份、抗氧化剂0.8份、紫外线吸收剂0.6份依次加入高速混合机中，混合5-10分钟后，加入温度为100-130℃的塑料挤出造粒机中进行造粒，得到防护套颗粒料，备用；
（8）将步骤6得到的绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线置于螺杆挤出机中，将步骤7得到的防护套颗粒料置于螺杆挤出机中，在绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线表面进行挤包，使得在绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线的表面形成防护套；其中控制挤出机的机筒温区的温度为150℃、机头温区的温度为180℃；将螺杆加长45cm，即得到本环保电缆。
进一步的，所述的环保电缆的制作方法，铝合金芯材的各组分质量百分含量为：Mg3％、Cu0.85％、Zn0.5％、Fe0.4％、Si0.4％、Ni0.25％、Mn0.07％、Sc0.06％、
As0.05％、W0.025％、V0.015％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂。
进一步的，所述的环保电缆的制作方法，铜合金的各组分质量百分含量为：Al7％、Ti6％、Si3％、Fe0.45％、Cr0.5％，余量为铜。
进一步的，所述的环保电缆的制作方法，镍合金的各组分质量百分含量为：Cr2.5％、Al0.55％、Mo0.45％、Hf0.25％、B0.15％，余量为镍。
本发明的有益效果：该环保电缆的制备工艺通过对铝线芯材包覆铜合金和铜线芯材包覆镍合金，使电缆具有良好耐磨性和抗老化性，且设有独特的阻水层，使电缆具有信号传输稳定，屏蔽效果好，耐潮效果好等优势，同时操作工艺简便、绿色环保、制造成本低，电缆易于回收再利用。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体目的、功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
实施例1
一种环保电缆，包括铜导线和铝合金导线，其中铜导线包括铜线芯材和包裹在铜线芯材外的镍合金层，铝合金导线包括铝合金芯材和包裹在铝合金芯材外的铜合金层，铝合金芯材的各组分质量百分含量为：Mg3％、Cu0.85％、Zn0.5％、Fe0.4％、Si0.4％、Ni0.25％、Mn0.07％、Sc0.06％、As0.05％、W0.025％、V0.015％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂；
所述环保电缆的制备方法包括以下步骤：
（1）将纯度在99.5%以上的铜在1000℃高温下进行熔炼，待原料熔化为熔融状态，搅拌33分钟，随后加入精炼剂进行精炼，搅拌完全融化均匀后，进行压铸、冷却成型，得到长度1m、Φ20mm的铜，备用；
（2）将铝合金各组分原料依次投入熔炼炉，铝的纯度在99%以上，经熔炼搅拌均匀后，析出铝液中气体及杂质，再将熔炼炉炉温恒定在875℃，采用具有三段压射的冷室压铸机压铸，模具型腔采用中心进料，将压铸成型的炉头置入烘箱内进行热处理后保温4小时后打开烘箱，自然冷却，精加工成长度1m、Φ20mm的铝合金，备用；
（3）将步骤1和2所得铜和铝合金分别放入挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压速度为4.3m/min，分别获得铜棒材和铝合金棒材；
（4）将步骤3中的铜棒材和铝合金棒材分别用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用10m/min的速度、13％的减径率分别拉拔筒棒材和铝合金棒材，直到直径为1.0mm，得到铜线材和铝合金线材，然后将铜线材和铝合金线材进行时效处理，时效温度450℃，时效时间12h，分别得到铜芯材和铝合金芯材，备用；
（5）将芯铝合金芯材进行铜合金包覆制成导线一，铜合金的各组分质量百分含量为：Al7％、Ti6％、Si3％、Fe0.45％、Cr0.5％，余量为铜；铜芯材进行镍合金包覆制成导线二，镍合金的各组分质量百分含量为：Cr2.5％、Al0.55％、Mo0.45％、Hf0.25％、B0.15％，余量为镍；
（6）采用挤塑机在导线一和二表面分别挤包绝缘层，在挤包绝缘层的同时在绝缘层与导线之间填充阻水层，导线表面挤包绝缘层后形成绝缘线芯，在450℃保温12小时后进行绞线；
（7）将聚氯乙烯树脂（PVC）100份、增塑剂46份、增白剂0.05份、抗氧化剂0.8份、紫外线吸收剂0.6份依次加入高速混合机中，混合7分钟后，加入温度为115℃的塑料挤出造粒机中进行造粒，得到防护套颗粒料，备用；
（8）将步骤6得到的绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线置于螺杆挤出机中，将步骤7得到的防护套颗粒料置于螺杆挤出机中，在绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线表面进行挤包，使得在绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线的表面形成防护套；其中控制挤出机的机筒温区的温度为150℃、机头温区的温度为180℃；将螺杆加长45cm，即得到本环保电缆。
经测试采用该工艺制备的环保电缆的抗拉强度为25kg/mm2；屈服强度18kg/mm2；伸长率为10％；导电率85％IACS。
一种环保电缆，包括铜导线和铝合金导线，其中铜导线包括铜线芯材和包裹在铜线芯材外的镍合金层，铝合金导线包括铝合金芯材和包裹在铝合金芯材外的铜合金层，铝合金芯材的各组分质量百分含量为：Mg2.5％、Cu0.8％、Zn0.45％、Fe0.35％、Si0.35％、Ni0.2％、Mn0.06％、Sc0.05％、As0.03％、W0.02％、V0.01％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂；
所述环保电缆的制备方法包括以下步骤：
（1）将纯度在99.5%以上的铜在900℃高温下进行熔炼，待原料熔化为熔融状态，搅拌30分钟，随后加入精炼剂进行精炼，搅拌完全融化均匀后，进行压铸、冷却成型，得到长度1m、Φ20mm的铜，备用；
（2）将铝合金各组分原料依次投入熔炼炉，铝的纯度在99%以上，经熔炼搅拌均匀后，析出铝液中气体及杂质，再将熔炼炉炉温恒定在800℃，采用具有三段压射的冷室压铸机压铸，模具型腔采用中心进料，将压铸成型的炉头置入烘箱内进行热处理后保温3小时后打开烘箱，自然冷却，精加工成长度1m、Φ20mm的铝合金，备用；
（3）将步骤1和2所得铜和铝合金分别放入挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压速度为4m/min，分别获得铜棒材和铝合金棒材；
（4）将步骤3中的铜棒材和铝合金棒材分别用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用10m/min的速度、10％的减径率分别拉拔筒棒材和铝合金棒材，直到直径为1.0mm，得到铜线材和铝合金线材，然后将铜线材和铝合金线材进行时效处理，时效温度450℃，时效时间12h，分别得到铜芯材和铝合金芯材，备用；
（5）将铝合金芯材进行铜合金包覆制成导线一，铜合金的各组分质量百分含量为：Al6％、Ti5％、Si2％、Fe0.4％、Cr0.4％，余量为铜；铜芯材进行镍合金包覆制成导线二，镍合金的各组分质量百分含量为：Cr2％、Al0.5％、Mo0.4％、Hf0.2％、B0.1％，余量为镍；
（6）采用挤塑机在导线一和二表面分别挤包绝缘层，在挤包绝缘层的同时在绝缘层与导线之间填充阻水层，导线表面挤包绝缘层后形成绝缘线芯，在450℃保温12小时后进行绞线；
（7）将聚氯乙烯树脂（PVC）100份、增塑剂46份、增白剂0.05份、抗氧化剂0.8份、紫外线吸收剂0.6份依次加入高速混合机中，混合5分钟后，加入温度为100℃的塑料挤出造粒机中进行造粒，得到防护套颗粒料，备用；
（8）将步骤6得到的绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线置于螺杆挤出机中，将步骤7得到的防护套颗粒料置于螺杆挤出机中，在绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线表面进行挤包，使得在绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线的表面形成防护套；其中控制挤出机的机筒温区的温度为150℃、机头温区的温度为180℃；将螺杆加长45cm，即得到本环保电缆。
经测试采用该工艺制备的单绞线电缆的抗拉强度为15kg/mm2；屈服强度12kg/mm2；伸长率为6％；导电率65％IACS。
实施例3
一种环保电缆，包括铜导线和铝合金导线，其中铜导线包括铜线芯材和包裹在铜线芯材外的镍合金层，铝合金导线包括铝合金芯材和包裹在铝合金芯材外的铜合金层，铝合金芯材的各组分质量百分含量为：Mg5％、Cu0.9％、Zn0.6％、Fe0.6％、Si0.6％、Ni0.3％、Mn0.08％、Sc0.08％、As0.06％、W0.03％、V0.02％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂；
所述环保电缆的制备方法包括以下步骤：
（1）将纯度在99.5%以上的铜在1100℃高温下进行熔炼，待原料熔化为熔融状态，搅拌35分钟，随后加入精炼剂进行精炼，搅拌完全融化均匀后，进行压铸、冷却成型，得到长度1m、Φ20mm的铜，备用；
（2）将铝合金各组分原料依次投入熔炼炉，铝的纯度在99%以上，经熔炼搅拌均匀后，析出铝液中气体及杂质，再将熔炼炉炉温恒定在950℃，采用具有三段压射的冷室压铸机压铸，模具型腔采用中心进料，将压铸成型的炉头置入烘箱内进行热处理后保温6小时后打开烘箱，自然冷却，精加工成长度1m、Φ20mm的铝合金，备用；
（3）将步骤1和2所得铜和铝合金分别放入挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压速度为4.5m/min，分别获得铜棒材和铝合金棒材；
（4）将步骤3中的铜棒材和铝合金棒材分别用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用10m/min的速度、15％的减径率分别拉拔筒棒材和铝合金棒材，直到直径为1.2mm，得到铜线材和铝合金线材，然后将铜线材和铝合金线材进行时效处理，时效温度450℃，时效时间12h，分别得到铜芯材和铝合金芯材，备用；
（5）将铝合金芯材进行铜合金包覆制成导线一，铜合金的各组分质量百分含量为：Al8％、Ti7％、Si4％、Fe0.5％、Cr0.6％，余量为铜；铜芯材进行镍合金包覆制成导线二，镍合金的各组分质量百分含量为：Cr3％、Al0.6％、Mo0.5％、Hf0.3％、B0.2％，余量为镍；
（6）采用挤塑机在导线一和二表面分别挤包绝缘层，在挤包绝缘层的同时在绝缘层与导线之间填充阻水层，导线表面挤包绝缘层后形成绝缘线芯，在450℃保温12小时后进行绞线；
（7）将聚氯乙烯树脂（PVC）100份、增塑剂46份、增白剂0.05份、抗氧化剂0.8份、紫外线吸收剂0.6份依次加入高速混合机中，混合10分钟后，加入温度为130℃的塑料挤出造粒机中进行造粒，得到防护套颗粒料，备用；
（8）将步骤6得到的绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线置于螺杆挤出机中，将步骤7得到的防护套颗粒料置于螺杆挤出机中，在绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线表面进行挤包，使得在绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线的表面形成防护套；其中控制挤出机的机筒温区的温度为150℃、机头温区的温度为180℃；将螺杆加长45cm，即得到本环保电缆。
经测试采用该工艺制备的环保电缆的抗拉强度为21kg/mm2；屈服强度16kg/mm2；伸长率为7％；导电率80％IACS。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (1)
1.一种环保电缆，包括铜导线和铝合金导线，其中铜导线包括铜线芯材和包裹在铜线芯材外的镍合金层，铝合金导线包括铝合金芯材和包裹在铝合金芯材外的铜合金层，铝合金芯材的各组分质量百分含量为：Mg 2.5％、Cu 0.8％、Zn 0.45％、Fe 0.35％、Si 0.35％、Ni
0.2％、Mn 0.06％、Sc 0.05％、As 0.03％、W 0.02％、V 0.01％，余量为铝及不可避免的非金属夹杂，所述环保电缆的制备方法包括以下步骤：
（1）将纯度在99.5%以上的铜在900℃高温下进行熔炼，待原料熔化为熔融状态，搅拌30分钟，随后加入精炼剂进行精炼，搅拌完全融化均匀后，进行压铸、冷却成型，得到长度1m、Φ20mm的铜，备用；
（2）将铝合金各组分原料依次投入熔炼炉，铝的纯度在99%以上，经熔炼搅拌均匀后，析出铝液中气体及杂质，再将熔炼炉炉温恒定在800℃，采用具有三段压射的冷室压铸机压铸，模具型腔采用中心进料，将压铸成型的炉头置入烘箱内进行热处理后保温3小时后打开烘箱，自然冷却，精加工成长度1m、Φ20mm的铝合金，备用；
（3）将步骤1和2所得铜和铝合金分别放入挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压速度为4m/min，分别获得铜棒材和铝合金棒材；
（4）将步骤3中的铜棒材和铝合金棒材分别用拉丝机继续进行拉拔减径，在拉丝机上用10m/min的速度、10％的减径率分别拉拔铜棒材和铝合金棒材，直到直径为1.0mm，得到铜线材和铝合金线材，然后将铜线材和铝合金线材进行时效处理，时效温度450℃，时效时间12h，分别得到铜芯材和铝合金芯材，备用；
（5）将铝合金芯材进行铜合金包覆制成导线一，铜合金的各组分质量百分含量为：Al 6％、Ti 5％、Si 2％、Fe 0.4％、Cr 0.4％，余量为铜；铜芯材进行镍合金包覆制成导线二，镍合金的各组分质量百分含量为：Cr
2％、Al 0.5％、Mo 0.4％、Hf 0.2％、B 0.1％，余量为镍；
（6）采用挤塑机在导线一和二表面挤包绝缘层，在挤包绝缘层的同时在绝缘层与导线之间填充阻水层，导线表面挤包绝缘层后形成绝缘线芯一和二，在450℃保温12小时后进行绞线，制得绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线；
（7）将聚氯乙烯树脂（PVC）100份、增塑剂46份、增白剂0.05份、抗氧化剂 0.8份、紫外线吸收剂 0.6份依次加入高速混合机中，混合5分钟后，加入温度为100℃的塑料挤出造粒机中进行造粒，得到防护套颗粒料，备用；
（8）将步骤6得到的绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线置于螺杆挤出机中，将步骤7得到的防护套颗粒料置于螺杆挤出机中，在制得绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线表面进行挤包，使得在制得绝缘线芯一-绝缘线芯二绞线的表面形成防护套；其中控制挤出机的机筒温区的温度为150℃、机头温区的温度为180℃；将螺杆加长45cm，即得到本环保电缆。
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