CN106531342B - 一种高强度合金电缆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度合金电缆的其制备方法，包括㈠配料：㈡熔炼：㈢精炼；㈣将合金溶液进行连铸连轧并拉丝；㈤锻打；㈥将原料绞合制成线芯，线芯外包裹绝缘层，绝缘层外表面电镀锌镍合金镀层，将两根线芯绞合制为导体，将至少一根导体作为缆芯；㈦将缆芯进行离子处理；㈧电镀；㈨将缆芯外部依次包裹屏蔽层和和外护套，缆芯、屏蔽层和和外护套之间均预留间隙，屏蔽层外包裹有镀锌钢丝铠装层；将缆芯、屏蔽层和和外护套之间预留的间隙抽真空；㈩所述外护套的外表面覆盖骨瓷保护层。该高强度合金电缆的整体防腐蚀性能和结构强度均匀大幅提升，保证了高强度合金电缆在各种环境下正常工作，并且延长了高强度合金电缆使用寿命。

Description

一种高强度合金电缆的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高强度合金电缆的制备方法，属于电力电缆技术领域。
背景技术
目前，随着科学技术的发展，无论是工业还是人类的日常生活，均向着电气化的方向发展，电缆则在工业以及电力领域中，其地位也在逐渐升高。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、铝合金电缆等等。电缆通常是由几根或几组导线每组至少两根绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，用来连接电路、电器等。
随着近年来雾霾现象的出现，空气环境的变差，无论高架电缆还是埋地电缆均受到一定的影响，空气环境中的有害物质增多，高架电缆长时间的处在这样的空气中表面会出现一些被腐蚀斑迹，很大程度上的缩短了电缆的寿命，同时通过降雨的形成的污水，流入到地下，对埋地电缆有也一定的腐蚀性。所以电缆的耐腐蚀需要进一步加强。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种耐腐蚀性能好的高强度合金电缆的制备方法。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种高强度合金电缆的制备方法，包括以下步骤：
㈠配料：高强度合金电缆原料中各成分的质量百分比为：C：0.03-0.16％、Fe：0.35-0.77％、Mn：0.46-0.67％、S：≤0.020％、P：≤0.030％、Cr：0.03-0.06％、Ni：0.33-0.63％、Zn：1.75-1.96％、Cu：8.56-9.34％、Mo：0.03-0.09％、Ti：1.47-1.88％、Pd：0.02-0.05％、Pt：1.21-1.43％、W：0.05-0.15％、Nd：0.03-0.06％、Ce：0.03-0.07％、Eu：0.01-0.04％、Lu:0.02-0.03％、：Ag：61.41-68.62％，余量为Au；
㈡熔炼：将高强度合金电缆原料加热熔炼，控制温度为1700-1750℃；
㈢精炼：控制精炼温度为950℃～1000℃精炼25分钟，静置45分钟，气压0.05-0.19MPa；
㈣将合金溶液进行连铸连轧并拉丝；
㈤锻打：利用锻打的方式将拉丝后的毛坯锻打精炼；
首先将毛坯加热到850-900℃，锻打25分钟；
然后采用水冷以16-19℃/s的冷却率将毛坯水冷至室温；
再将毛坯加热到600-650℃，锻打25分钟；
再采用水冷以11-15℃/s的冷却率将毛坯水冷至350-370℃，然后空冷至室温；
㈥将毛坯绞合制成线芯，线芯外包裹绝缘层，绝缘层外表面电镀锌镍合金镀层，将两根线芯绞合制为导体，将至少一根导体作为缆芯；
㈦将缆芯进行离子处理，具体如下：
A、聚阴离子溶液处理：将缆芯浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液，控制溶液的PH值为5-6，浸渍25-30分钟，后用纯水洗涤；
B、聚阳离子溶液处理：将聚阴离子溶液处理过的缆芯浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，控制溶液的PH值为5-6，浸渍25-30分钟，后用纯水洗涤；
C、用玻璃棒蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在缆芯表面，之后置于80-90℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的缆芯；
㈧电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的缆芯表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为40±10μm；
㈨将缆芯外部依次包裹屏蔽层和外护套，缆芯、屏蔽层和外护套之间均预留间隙，屏蔽层外包裹有镀锌钢丝铠装层；所述外护套为阻燃无卤耐腐蚀泥聚烯烃护套层；将缆芯、屏蔽层和外护套之间预留的间隙抽真空；
㈩所述外护套的外表面覆盖骨瓷保护层，具体工艺为:
a、配料：骨瓷保护层中各成分的质量百分比成分为：锌粉：3.65-3.83％、蒙脱石：2.43-2.55％、硅灰石：1.23-1.43％、透辉石：4.35-4.53％、石英:2.67-2.82％、骨炭：4.56-4.67％、滑石粉：2.33-2.65％、铝粉：3.42-3.57％，余量为高岭土；
b、粉碎:将骨瓷保护层的各原料按质量百分比加入球磨机中进行混合球磨，加入水形成釉浆；c、除铁过筛：将上述釉浆用550目到600目的筛网进行过滤，过滤后用除铁器除铁；
d、滤搅工序：滤去上一步骤中釉浆内多余的水，滤后的釉浆的水份在18-21％；
e、将滤后的釉浆放入真空练泥机进行练泥，真空度为0.05-0.09Mpa；
f、涂覆：将调制好的釉浆涂覆在外护套的外表面，厚度为0.55-1.15mm；
g、低温干燥：将成型后的外护套送入低温干燥机进行低温干燥，控制干燥温度为52-64℃，干燥至骨瓷保护层水份小于5％；
h、焙烧：将低温干燥后的外护套送入隧道窑焙烧，冷却后形成骨瓷保护层，制得高强度合金电缆。
上述技术方案的改进是：步骤㈠中高强度合金电缆的原料中各成分的质量百分比为：C：0.16％、Fe：0.35％、Mn：0.46％、S：≤0.020％、P：≤0.030％、Cr：0.03％、Ni：0.33％、Zn：1.75％、Cu：8.56％、Mo：0.03％、Ti：1.47％、Pd：0.02％、Pt：1.21％、W：0.05％、Nd：0.03％、Ce：0.03％、Eu：0.01％、Lu:0.02％、Ag：61.41％，余量为Au。
上述技术方案的改进是：步骤㈠中高强度合金电缆的原料中各成分的质量百分比为：C：0.03％、Fe：0.77％、Mn：0.67％、S：≤0.020％、P：≤0.030％、Cr：0.06％、Ni：0.63％、Zn：1.96％、Cu：9.34％、Mo：0.09％、Ti：1.88％、Pd：0.05％、Pt：1.43％、W：0.15％、Nd：0.06％、Ce：0.07％、Eu：0.04％、Lu:0.03％、Ag：68.62％，余量为Au。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：
(1)本发明的高强度合金电缆由于原料中含有Zn、Ni和W，加强了高强度合金电缆的耐热和耐腐蚀性能；
(2)本发明的高强度合金电缆由于原料中含有Ti、Al和稀土元素，减轻了高强度合金电缆的质量，增加了结构强度和耐腐蚀性能；
(3)发明的高强度合金电缆由于在原料熔炼时进行了二次熔炼，使得原料熔炼更加彻底，可以有效去除原料中的杂质，提高了产品质量；
(4)本发明通过对拉丝后的毛坯进行锻打处理，使得最终得到的毛坯物理性能更好，更加耐用；通过多次锻打，在锻打时的加热还起到了回火的作用，进一步的提高了毛坯的物料性能；
(5)本发明的高强度合金电缆的制备方法，别是其中的配料、热处理和抽真空工艺，使得高强度合金电缆的耐热耐腐蚀和结构强度都大大提升，保证了高强度合金电缆在各种环境下正常工作，并且延长了高强度合金电缆使用寿命；
(6)本发明的高强度合金电缆的制备方法，在缆芯的表面涂覆聚乙二醇聚电解质，通过电解质的均匀导电，使得在电镀时镀层附着更加均匀，从而提高了后续电镀操作的质量，使得锌镍合金镀层覆盖的更加紧密均匀，并且有效防止镀层脱落；
(7)通过外护套骨瓷保护层的保护，进一步提高了外护套的耐腐蚀性能、耐磨性能和绝缘性能，延长了高强度合金电缆的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
本实施例的高强度合金电缆的制备方法，包括以下步骤：
㈠配料：高强度合金电缆原料中各成分的质量百分比为：C：0.16％、Fe：0.35％、Mn：0.46％、S：≤0.020％、P：≤0.030％、Cr：0.03％、Ni：0.33％、Zn：1.75％、Cu：8.56％、Mo：0.03％、Ti：1.47％、Pd：0.02％、Pt：1.21％、W：0.05％、Nd：0.03％、Ce：0.03％、Eu：0.01％、Lu:0.02％、Ag：61.41％，余量为Au；
㈡熔炼：将高强度合金电缆原料加热熔炼，控制温度为1700-1750℃；
㈢精炼：控制精炼温度为950℃～1000℃精炼25分钟，静置45分钟，气压0.05-0.19MPa；
㈣将合金溶液进行连铸连轧并拉丝；
㈤锻打：利用锻打的方式将拉丝后的毛坯锻打精炼；
首先将毛坯加热到850-900℃，锻打25分钟；
然后采用水冷以16-19℃/s的冷却率将毛坯水冷至室温；
再将毛坯加热到600-650℃，锻打25分钟；
再采用水冷以11-15℃/s的冷却率将毛坯水冷至350-370℃，然后空冷至室温；
㈥将毛坯绞合制成线芯，线芯外包裹绝缘层，绝缘层外表面电镀锌镍合金镀层，将两根线芯绞合制为导体，将至少一根导体作为缆芯；
㈦将缆芯进行离子处理，具体如下：
A、聚阴离子溶液处理：将缆芯浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液，控制溶液的PH值为5-6，浸渍25-30分钟，后用纯水洗涤；
B、聚阳离子溶液处理：将聚阴离子溶液处理过的缆芯浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，控制溶液的PH值为5-6，浸渍25-30分钟，后用纯水洗涤；
C、用玻璃棒蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在缆芯表面，之后置于80-90℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的缆芯；
㈧电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的缆芯表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为40±10μm；
㈨将缆芯外部依次包裹屏蔽层和外护套，缆芯、屏蔽层和外护套之间均预留间隙，屏蔽层外包裹有镀锌钢丝铠装层；所述外护套为阻燃无卤耐腐蚀泥聚烯烃护套层；将缆芯、屏蔽层和外护套之间预留的间隙抽真空；
㈩所述外护套的外表面覆盖骨瓷保护层，具体工艺为:
a、配料：骨瓷保护层中各成分的质量百分比成分为：锌粉：3.65-3.83％、蒙脱石：2.43-2.55％、硅灰石：1.23-1.43％、透辉石：4.35-4.53％、石英:2.67-2.82％、骨炭：4.56-4.67％、滑石粉：2.33-2.65％、铝粉：3.42-3.57％，余量为高岭土；
b、粉碎:将骨瓷保护层的各原料按质量百分比加入球磨机中进行混合球磨，加入水形成釉浆；c、除铁过筛：将上述釉浆用550目到600目的筛网进行过滤，过滤后用除铁器除铁；
d、滤搅工序：滤去上一步骤中釉浆内多余的水，滤后的釉浆的水份在18-21％；
e、将滤后的釉浆放入真空练泥机进行练泥，真空度为0.05-0.09Mpa；
f、涂覆：将调制好的釉浆涂覆在外护套的外表面，厚度为0.55-1.15mm；
g、低温干燥：将外护套送入低温干燥机进行低温干燥，控制干燥温度为52-64℃，干燥至骨瓷保护层水份小于5％；
h、焙烧：将低温干燥后的外护套送入隧道窑焙烧，冷却后形成骨瓷保护层，制得高强度合金电缆。
实施例2
本实施例的高强度合金电缆的制备方法，包括以下步骤：
㈠配料：高强度合金电缆原料中各成分的质量百分比为：C：0.03％、Fe：0.77％、Mn：0.67％、S：≤0.020％、P：≤0.030％、Cr：0.06％、Ni：0.63％、Zn：1.96％、Cu：9.34％、Mo：0.09％、Ti：1.88％、Pd：0.05％、Pt：1.43％、W：0.15％、Nd：0.06％、Ce：0.07％、Eu：0.04％、Lu:0.03％、Ag：68.62％，余量为Au；
㈡熔炼：将高强度合金电缆原料加热熔炼，控制温度为1700-1750℃；
㈢精炼：控制精炼温度为950℃～1000℃精炼25分钟，静置45分钟，气压0.05-0.19MPa；㈣将合金溶液进行连铸连轧并拉丝；
㈤锻打：利用锻打的方式将拉丝后的毛坯锻打精炼；
首先将毛坯加热到850-900℃，锻打25分钟；
然后采用水冷以16-19℃/s的冷却率将毛坯水冷至室温；
再将毛坯加热到600-650℃，锻打25分钟；
再采用水冷以11-15℃/s的冷却率将毛坯水冷至350-370℃，然后空冷至室温；
㈥将毛坯绞合制成线芯，线芯外包裹绝缘层，绝缘层外表面电镀锌镍合金镀层，将两根线芯绞合制为导体，将至少一根导体作为缆芯；
㈦将缆芯进行离子处理，具体如下：
A、聚阴离子溶液处理：将缆芯浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液，控制溶液的PH值为5-6，浸渍25-30分钟，后用纯水洗涤；
B、聚阳离子溶液处理：将聚阴离子溶液处理过的缆芯浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，控制溶液的PH值为5-6，浸渍25-30分钟，后用纯水洗涤；
C、用玻璃棒蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在缆芯表面，之后置于80-90℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的缆芯；
㈧电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的缆芯表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为40±10μm；
㈨将缆芯外部依次包裹屏蔽层和外护套，缆芯、屏蔽层和外护套之间均预留间隙，屏蔽层外包裹有镀锌钢丝铠装层；所述外护套为阻燃无卤耐腐蚀泥聚烯烃护套层；将缆芯、屏蔽层和外护套之间预留的间隙抽真空；
㈩所述外护套的外表面覆盖骨瓷保护层，具体工艺为:
a、配料：骨瓷保护层中各成分的质量百分比成分为：锌粉：3.65-3.83％、蒙脱石：2.43-2.55％、硅灰石：1.23-1.43％、透辉石：4.35-4.53％、石英:2.67-2.82％、骨炭：4.56-4.67％、滑石粉：2.33-2.65％、铝粉：3.42-3.57％，余量为高岭土；
b、粉碎:将骨瓷保护层的各原料按质量百分比加入球磨机中进行混合球磨，加入水形成釉浆；c、除铁过筛：将上述釉浆用550目到600目的筛网进行过滤，过滤后用除铁器除铁；
d、滤搅工序：滤去上一步骤中釉浆内多余的水，滤后的釉浆的水份在18-21％；
e、将滤后的釉浆放入真空练泥机进行练泥，真空度为0.05-0.09Mpa；
f、涂覆：将调制好的釉浆涂覆在外护套的外表面，厚度为0.55-1.15mm；
g、低温干燥：将外护套送入低温干燥机进行低温干燥，控制干燥温度为52-64℃，干燥至骨瓷保护层水份小于5％；
h、焙烧：将低温干燥后的外护套送入隧道窑焙烧，冷却后形成骨瓷保护层，制得高强度合金电缆。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种高强度合金电缆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
㈠配料：高强度合金电缆原料中各成分的质量百分比为：C：0.03-0.16%、Fe：0.35-0.77% 、Mn：0.46-0.67%、S：≤0.020%、P：≤0.030%、Cr：0.03-0.06%、Ni：0.33-0.63%、Zn：1.75-1.96%、Cu：8.56-9.34%、Mo：0.03-0.09%、Ti：1.47-1.88%、Pd：0.02-0.05%、Pt：1.21-1.43%、W：0.05-0.15%、Nd：0.03-0.06%、Ce：0.03-0.07%、Eu：0.01-0.04%、Lu: 0.02-0.03%、：Ag：61.41-68.62%，余量为Au；
㈡熔炼：将高强度合金电缆原料加热熔炼，控制温度为1700-1750℃；
㈢精炼：控制精炼温度为950℃～1000℃精炼25分钟，静置45分钟，气压0.05-0.19MPa；
㈣将合金溶液进行连铸连轧并拉丝；
㈤锻打：利用锻打的方式将拉丝后的毛坯锻打精炼；
首先将毛坯加热到850-900℃，锻打25分钟；
然后采用水冷以16-19℃/s的冷却率将毛坯水冷至室温；
再将毛坯加热到600-650℃，锻打25分钟；
再采用水冷以11-15℃/s的冷却率将毛坯水冷至350-370℃，然后空冷至室温；
㈥将毛坯绞合制成线芯，线芯外包裹绝缘层，绝缘层外表面电镀锌镍合金镀层，将两根线芯绞合制为导体，将至少一根导体作为缆芯；
㈦将缆芯进行离子处理，具体如下：
A、聚阴离子溶液处理：将缆芯浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚苯乙烯磺酸钠溶液，控制溶液的PH值为5-6，浸渍25-30分钟，后用纯水洗涤；
B、聚阳离子溶液处理：将聚阴离子溶液处理过的缆芯浸入浓度为0.05-0.2mol/L的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中，控制溶液的PH值为5-6，浸渍25-30分钟，后用纯水洗涤；
C、用玻璃棒蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在缆芯表面，之后置于80-90℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的缆芯；
㈧电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的缆芯表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为40±10μm；
㈨将缆芯外部依次包裹屏蔽层和外护套，缆芯、屏蔽层和外护套之间均预留间隙，屏蔽层外包裹有镀锌钢丝铠装层；所述外护套为阻燃无卤耐腐蚀泥聚烯烃护套层；将缆芯、屏蔽层和外护套之间预留的间隙抽真空；
㈩所述外护套的外表面覆盖骨瓷保护层，具体工艺为:
a、配料：骨瓷保护层中各成分的质量百分比成分为：锌粉：3.65-3.83%、蒙脱石：2.43-2.55%、硅灰石：1.23-1.43%、透辉石：4.35-4.53%、石英:2.67-2.82%、骨炭：4.56-4.67%、滑石粉：2.33-2.65%、铝粉：3.42-3.57%，余量为高岭土；
b、粉碎:将骨瓷保护层的各原料按质量百分比加入球磨机中进行混合球磨，加入水形成釉浆；
c、除铁过筛：将上述釉浆用550目到600目的筛网进行过滤，过滤后用除铁器除铁；
d、滤搅工序：滤去上一步骤中釉浆内多余的水，滤后的釉浆的水份在18-21％；
e、将滤后的釉浆放入真空练泥机进行练泥，真空度为0.05-0.09Mpa；
f、涂覆：将调制好的釉浆涂覆在外护套的外表面，厚度为0.55-1.15mm；
g、低温干燥：将外护套送入低温干燥机进行低温干燥，控制干燥温度为52-64℃，干燥至骨瓷保护层水份小于5%；
h、焙烧：将低温干燥后的外护套送入隧道窑焙烧，冷却后形成骨瓷保护层，制得高强度合金电缆。
2.如权利要求1所述的高强度合金电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤㈠中高强度合金电缆的原料中各成分的质量百分比为：C：0.16%、Fe：0.35% 、Mn：0.46%、S：≤0.020%、P：≤0.030%、Cr：0.03%、Ni：0.33%、Zn：1.75%、Cu：8.56%、Mo：0.03%、Ti：1.47%、Pd：0.02%、Pt：1.21%、W：0.05%、Nd：0.03%、Ce：0.03%、Eu：0.01%、Lu: 0.02%、Ag：61.41%，余量为Au。
3.如权利要求1所述的高强度合金电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤㈠中高强度合金电缆的原料中各成分的质量百分比为：
C：0.03%、Fe：0.77% 、Mn：0.67%、S：≤0.020%、P：≤0.030%、Cr：0.06%、Ni：0.63%、Zn：1.96%、Cu：9.34%、Mo：0.09%、Ti：1.88%、Pd：0.05%、Pt：1.43%、W：0.15%、Nd：0.06%、Ce：0.07%、Eu：0.04%、Lu: 0.03%、Ag：68.62%，余量为Au。
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