CN104900300A

CN104900300A - 一种铝包钢线及其制造工艺

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Publication number: CN104900300A
Application number: CN201510323898.0A
Authority: CN
Inventors: 成羽; 赵玉国
Original assignee: Individual
Current assignee: HANGZHOU XINGGUAN MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: CN104900300B

Abstract

本发明涉及一种铝包钢线，其制造方法包括如下步骤：（1）钢芯的预处理；（2）将钢丝进行回火处理；（3）将回火处理后的钢丝表面处理毛糙；（4）包覆焊接：将纯铝带的包覆面处理毛糙，然后将纯铝带和钢丝同时送入连续包覆焊接机中，在连续包覆焊接机中对纯铝带进行卷曲并包覆在钢丝表面上，经过包覆的钢丝进入充满惰性气体的包覆焊接箱中，将纯铝带的两个相对的边进行焊接，使其形成铝管；（5）将包覆半成品通过初拉伸，拉拔去除铝管和钢丝之间的间隙；（6）对上述初拉伸后的材料进行1-4次轧制，轧制过程中对铝包钢丝进行在线加热，得到铝包钢线。本发明的优点是：成本低、能耗低，成品电气性质稳定。

Description

一种铝包钢线及其制造工艺

技术领域

本发明属于电线电缆导体技术领域，特别涉及一种双金属高压导线及其制造工艺。

背景技术

铝包钢线是由一根圆钢丝外均匀连续紧密包覆一层纯铝层而组成的一种双金属导线，其具有强度高、耐热、耐腐蚀以及大容量、低损耗等特性，因此在远距离电力传输中有着无可替代的优势。

现有技术中的铝包钢线通常采用连续挤压包覆机，将铝杆在模腔中形成半融状态，使其同时通过钢丝两侧，在挤压力和牵引力的作用下，与钢丝复合，一起挤出模孔，形成表面覆盖有铝层的钢导线，然后再通过8～10道拉拔，得到高强度的铝包钢线成品。然而其存在以下缺点：

1、现有技术中采用连续挤压包覆法生产，对原材料表面要求预先经过酸洗，酸洗废液的排放会造成环境污染；

2、采用连续挤压包覆机进行生产，效率低、设备成本高，耗电量大；

3、铝包钢线成品的铝层规格单一，无法通过制造工艺调节线材导电率；

4、钢铝之间结合力较差，在拉拔过程中铝层容易开裂，铝和钢的结合面也容易分开。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本的铝包钢线，以及提供一种铝包钢的低成本制造工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种铝包钢线，包括钢芯和包覆在所述的钢芯外侧的铝层，所述的铝层的两个相对边部焊接连接。

更进一步地，所述的铝包钢线的横截面中，所述的铝层和钢芯的横截面积之比为0.02-5.76：1。

本发明还提供一种铝包钢线的制造工艺，它包括如下步骤：

（1）钢芯的预处理：选取线径在4.5～16mm的钢丝，去除钢丝表面的氧化层，拉拔钢丝至线径4.3-12mm；

（2）将钢丝进行回火处理，回火温度450℃-600℃，保温时间0.5-2小时；

（3）将回火处理后的钢丝表面处理毛糙；

（4）包覆焊接：选取0.2-3mm厚度的纯铝带，将纯铝带的包覆面处理毛糙，然后将纯铝带和钢丝同时送入连续包覆焊接机中，在连续包覆焊接机中对纯铝带进行卷曲并包覆在钢丝表面上，经过包覆的钢丝进入充满惰性气体的包覆焊接箱中，将纯铝带的两个相对的边进行焊接，使其形成铝管；

（5）将包覆半成品通过初拉伸，拉拔去除铝管和钢丝之间的间隙，首次压缩比在10%-20%左右，使铝层和钢丝的间隙小于0.1mm；

（6）对上述初拉伸后的材料进行1-4次轧制，每次轧制压缩比不超过30%，轧制过程中对铝包钢丝进行在线加热，温度保持在200℃-400℃，得到线径在1-6mm的铝包钢线。

更进一步地，钢丝采用碳质量分数为0．1％～0．7％的碳素钢材料制成。

更进一步地，该制造工艺还包括轧制后处理步骤：将轧制后的铝包钢线通过模具拉2-3道次，修正铝包钢线的圆整度。

进一步地，在轧制时，采用高频电磁加热装置对铝包钢丝进行在线加热，使铝层处于半融状态，高频加热的温度保持在350～400℃。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明采用包覆焊接机加工铝包钢线，设备成本是连续挤压包覆机成本的20-25%；

2、本发明采用焊接法制造铝包钢线，效率高、灵活性好，可根据需要变换铝钢比例，能够加工出多种规格铝层厚度的铝包钢线，满足多种使用需要；由于包覆过程中对纯铝带的加热温度低，因此比传统的连续挤压包覆机更省电（生产铝包钢丝每吨耗电小于700度）；

3、采用轧制方法进行缩径，避免了现有技术中采用拉拔的方法使表面铝层开裂，从而有效的保证了铝包钢线的品质稳定；

4、本发明的制造方法在进行铝包钢轧制或拉伸之前，对材料进行了高频在线加热，使表面包覆的纯铝带保持在半融状态进行轧制，因此能够使钢芯的外侧均匀包覆一层铝材，两种金属能够很好的结合在一起；

5、采用包覆焊接法制造铝包钢线，原材料不需要进行酸洗，制造过程更环保。

附图说明

附图1为铝包钢线的制造工艺流程图；

附图2为铝包钢线的截面图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的制造方法作进一步描述。

图1为本发明的铝包钢线制造工艺的流程图，该工艺包括下列步骤：

（1）根据预加工的铝包钢线成品的规格，选取线径为4.5-16mm的钢丝，钢丝为常见的中低碳钢，钢原料采用碳质量分数为0.1％～0.7％的优质碳素钢盘条，在包覆前需要进行表面360°去除钢盘条表面的氧化层，然后用70号钢丝刷进行刷磨2-3次处理，达到无氧化皮及其它介质，再将其拉拔到包覆需要的线径4.3-12mm；

（2）将刷磨好表面的钢丝盘圆进行回火处理，回火温度450℃-600℃，回火时间0.5-2小时，优选地，回火温度为550～580℃；

（3）包覆前用70号钢丝刷刷2-3次，将待包覆的钢丝表面刷毛糙；

（4）包覆焊接：根据待加工铝包钢线的导电率，选取规格为0.2-3mm厚的纯铝带，纯铝带为铝含量大于99.9%的铝材，将纯铝带的包覆面用45号钢丝刷刷毛糙和刷去铝带表面灰尘，后将处理好包覆面的0.2-3mm厚度的纯铝带和钢丝同时送入连续包覆焊接机中，在连续包覆焊接机中对纯铝带卷曲，并包覆在钢丝表面，形成铝包钢，再进入充满惰性气体（常用氩、氮气）的包覆焊接箱中，通过氩弧焊将卷曲成型后的纯铝带的两个相对的边进行氩弧焊接，使其形成铝管，以每分钟5-10米的速度连续包覆焊接成型；

（5）将包覆半成品通过初拉伸，减小铝和钢之间的间隙，首次压缩比在10～20%左右，初拉伸后铝和钢之间的间隙小于0.1mm；

（6）初拉伸后的材料再通过轧制1～2次进行缩径，每次缩径压缩比在20%-30%，轧制过程中将铝包钢线材表面进行高频在线加热，温度保持在200℃-600℃处理，优选温度为545～565℃，该温度可使铝层处于半融状态，有利于铝和钢的结合；

（7）轧制后处理：将轧制后的铝包钢线通过模具拉2-3道次修正圆整度，最终得到铝包钢线成品。

如图2所示，铝包钢线成品包括钢芯1和包覆在所述的钢芯1外侧的铝层2，所述的铝层2的两个相对边部4焊接连接，形成焊缝3，经过轧制和拉拔后焊缝3处厚度与铝层其他各处的厚度保持一致。在铝包钢线的横截面为圆形，且铝层和钢芯的横截面积之比为0.02～5.76:1。

以加工成品规点格为Φ2.0的铝包铜线为例，原料钢丝和纯铝带的投料量与铝包钢成品中铝层和钢芯的对应关系如下：

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例子4
					投料铝层厚度mm	0.2-0.5	0.51-1.0	1.01-2.0	2.01-3.0
投料钢芯直径mm	12-10	10-8	8-6	6-4.3
					成品铝层厚度mm	0.056-0.12	0.122-0.194	0.195-0.331	0.332-0.426
成品钢芯直径mm	1.994-1.88	1.878-1.806	1.805-1.669	1.668-1.574

采用挤压包覆法生产得到的铝包钢线每吨消耗电能大于1500度，而通过本发明的包覆焊接法生产铝包钢线，每吨成品消耗电能小于700度，并且不产生酸洗液等工业废水，能够生产多种规格导电率的铝包钢线。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铝包钢线，包括钢芯和包覆在所述的钢芯外侧的铝层，其特征是：所述的铝层的两个相对边部焊接连接。

2.根据权利要求1所述的一种铝包钢线，其特征是：所述的铝包钢线的横截面中，所述的铝层和钢芯的横截面积之比为0.02-5.76：1。

3.一种铝包钢线的制造工艺，其特征在于，它包括如下步骤：

（3）将回火处理后的钢丝表面处理毛糙；

4.根据权利要求3所述的一种铝包钢线的制造工艺，其特征在于：钢丝采用碳质量分数为0．1％～0．7％的碳素钢材料制成。

5.根据权利要求3所述的一种铝包钢线的制造工艺，其特征在于：还包括轧制后处理步骤：将轧制后的铝包钢线通过模具拉2-3道次，修正铝包钢线的圆整度。

6.根据权利要求3所述的一种铝包钢线的制造工艺，其特征在于：在轧制时，采用高频电磁加热装置对对铝包钢丝进行在线加热。