CN104975246A - 高导电率软铝型线制备方法 - Google Patents

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星守疆
郭翔宇
张刚强
马伏波
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Abstract

本发明公开了一种高导电率软铝型线制备方法，包括以下步骤：a、熔炼铝材原料；b、铝材的浇铸及轧制；c、将轧制出的铝材拉制成型线；d、将型线进行退火处理。本发明通过对铝材加工工艺的优化和原材料配方的调整，制作出高导电率铝材，再拉制出高导电率的软铝型线，大大提高了软铝型线的导电率和耐用度，同时工艺流程较为简单、经济。

Description

高导电率软铝型线制备方法
技术领域
本发明涉及一种型线制备方法，特别涉及一种高导电率软铝型线制备方法。
背景技术
随着电力需求的增长，架空输电线路如何在更苛刻的运行环境下经济有效地运行一直是设计者们关注的焦点。架空输电导线作为输送电力的载体，在输电线路中占有极为重要的地位，长期以来，架空导线主要使用钢芯铝绞线。以往的钢芯铝绞线多在钢芯外多用导电率为61％IACS的圆硬铝线进行绞合，硬铝具有一定的机械强度，绞合在钢芯外侧可以承载部分拉断力，但是硬铝线退火温度很低,如果钢芯铝绞线长期使用在高温条件下,硬铝线会出现退火效应,强度显著下降。并且圆硬铝线的导电率仅有61％IACS，当需要提高线路的传输容量时，最直接的方法是提高线路的电压等级，如果仍然采用传统的圆硬铝线绞线则势必会相应的增大导线的导电截面，导致导线重量增加，这将会增大导线敷设的难度并且线路运行时亦将面临电线路损耗增大、运行成本增加的窘境。
因此本领域技术人员致力于开发一种耐用度更好、导电率更高的型线。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高导电率软铝型线制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种高导电率软铝型线制备方法，包括以下步骤：
a、熔炼铝材原料；
b、铝材的浇铸及轧制；
c、将轧制出的铝材静置冷却后，拉制成型线；
d、将型线进行退火处理。
较佳的，步骤a中，熔化炉的温度为740℃～750℃，
较佳的，为了保证铝料的纯度，步骤a中，熔炼时加入配料，配料为铁、硅、硼、稀土中的一种或几种以及纯铝为合金成分的铝中间合金锭，以保证加入配料后铝材中硅的含量控制在0.03％～0.05％，铁的含量控制在0.05％～0.10％，且铁、硅含量比为2.0～2.2的范围；同时确保钒、钛、铬和锰的含量之和不大于0.001％，铜的含量不大于0.001％；铝的含量不小于99.85％。若其中某些元素超出配方要求时应采取对应的方法进行有效处理：当硅含量超过0.05％时则进行稀土化处理，当钒、钛、铬、锰总含量超过0.001％时则进行硼化处理，否则弃用。
较佳的，步骤b中，轧制铝材时轧机温度为490～500℃，冷却时冷却液温度为30～40℃，轧出的铝材温度不低于300℃，收线温度不高于150℃。并且冷却液量不宜过大，以防止杆材降温过快。而不高于150℃的收线温度保证了铝材不易出现自退火显现。
较佳的，步骤c中，先将轧制出的铝材静置24小时后，通过模具拉制成型，模具包括工作区、定径区、润滑区和出口区，工作区和定径区的表面粗糙度不大于0.1，润滑区和出口区的表面粗糙度不大于0.8。
较佳的，步骤d中，退火温度为370～380℃，退火时间为恒温退火5小时。
本发明的有益效果是：本发明通过对铝材加工工艺的优化和原材料配方的调整，制作出高导电率铝材，再拉制出高导电率的软铝型线，大大提高了软铝型线的导电率和耐用度，同时工艺流程较为简单、经济。
附图说明
图1是本发明中碳纤维复合芯高导电率铝型线导线的结构示意图。
图2是图1中软铝型线的结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本实施例包括加强芯1和软铝型线2，所述加强芯1由碳纤维芯复合芯棒制成，加强芯1的密度大于1.9g/cm3，抗拉强度为2800MPa-3200MPa。在加强芯1外包裹有至少一层软铝型线层，本实施例中，在加强芯1外包裹有三层软铝型线层，每层软铝型线层均由多根软铝型线2绞合而成，所述软铝型线2的导电率大于等于63.5％IACS。最内层的软铝型线层由七根软铝型线2绞合而成，每层的软铝型线2数量与其相邻层的软铝型线2数量差为五个。
所述软铝型线2的截面为扇形，该软铝型线2靠近加强芯1的边为短边2a，远离加强芯1的边为长边2b，短边2a和长边2b与两斜边的过渡均为圆角过渡。
所述软铝型线2由以下步骤制成：
a、熔炼铝材，熔炼时加入配料，配料为包含铁、硅、硼、稀土中的一种或几种以及纯铝为合金成分的铝中间合金锭，以保证加入配料后铝材中硅的含量控制在0.03％～0.05％，铁的含量控制在0.05％～0.10％，且铁、硅含量比为2.0～2.2的范围；同时确保钒、钛、铬和锰的含量之和不大于0.001％，铜的含量不大于0.001％；铝的含量不小于99.85％，熔化炉的温度为740℃～750℃；
b、浇铸及轧制铝材，轧制铝材时轧机温度为490～500℃，然后通过冷却液冷却，冷却液温度为30～40℃，轧出的铝材温度不低于300℃，收线温度不高于150℃；
c、将轧制出的铝材静置冷却，在本实施例中，将将轧制出的铝材静置24小时之后，通过模具拉制成型线，模具包括工作区、定径区、润滑区和出口区，工作区和定径区的表面粗糙度不大于0.1，润滑区和出口区的表面粗糙度不大于0.8；
d、以为370～380℃的退火温度，将型线恒温退火5小时。
采用这种导线，通过对铝材加工工艺的优化和原材料配方的调整，制作出高导电率铝杆，再拉制出导电率达63.5％IACS的软铝型线2，将其绞合在碳纤维芯棒外层，虽然退火后的软铝型线2的机械强度较硬铝差但导线整体受力可以主要依靠碳纤维承载，并且由于经过退火工序，因此耐用度更高，加之导电性能的提高可以综合提升线路运行的可靠性和经济性。而扇形结构的软铝型线2不仅制造成本较低，同时由于长边2b和短边2a均为弧形，相对于圆线与梯形型线绞合后每根软铝型线2之间更加紧凑，损坏率较低，并且由于最内层的软铝型线层由七根软铝型线2绞合而成，每层的软铝型线2数量与其相邻层的软铝型线2数量差为五个，使得绞合而成的每层软铝型线层之间贴合更加紧密。同时由于扇形结构较为简单，相对于Z形型线也更易于维修。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高导电率软铝型线制备方法，其特征是包括以下步骤：
a、熔炼铝材原料；
b、铝材的浇铸及轧制；
c、将轧制出的铝材拉制成型线；
d、将型线进行退火处理。
2.如权利要求1所述的高导电率软铝型线制备方法，其特征是：步骤a中，熔化炉的温度为740℃～750℃。
3.如权利要求1或2所述的高导电率软铝型线制备方法，其特征是：步骤a中，熔炼时加入配料，配料为铁、硅、硼、稀土中的一种或几种以及纯铝为合金成分的铝中间合金锭，以保证加入配料后铝材中硅的含量控制在0.03％～0.05％，铁的含量控制在0.05％～0.10％，且铁、硅含量比为2.0～2.2的范围；同时确保钒、钛、铬和锰的含量之和不大于0.001％，铜的含量不大于0.001％；铝的含量不小于99.85％。
4.如权利要求1所述的高导电率软铝型线制备方法，其特征是：步骤b中，先对由配料熔化为的铝液在740～750℃下进行精炼，随后进行不低于30分钟的静置并除渣，随后铝液在730～750℃下通过除气及过滤装置后，在680～690℃浇铸为铸坯铝材，再后对浇铸成型的铸坯铝材进行轧制，轧制温度控制在490～500℃，冷却时冷却液温度为30～40℃，轧出的铝材温度不低于300℃，收线温度不高于60℃。
5.如权利要求1所述的高导电率软铝型线制备方法，其特征是：步骤c中，先将轧制出的铝材静置24小时后，通过模具拉制成型，模具包括工作区、定径区、润滑区和出口区，工作区和定径区的表面粗糙度不大于0.1，润滑区和出口区的表面粗糙度不大于0.8。
6.如权利要求1所述的高导电率软铝型线制备方法，其特征是：步骤d中，退火温度为370～380℃，退火时间为恒温退火5小时。
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