CN107201466A

CN107201466A - 一种母线槽

Info

Publication number: CN107201466A
Application number: CN201710453733.4A
Authority: CN
Inventors: 陈永同
Original assignee: Jiangsu Haichi Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Haichi Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2017-09-26

Abstract

本发明属于电力设备领域，具体涉及一种母线槽，包括外壳、导电排，所述导电排外层设有外壳，所述外壳由铝材料制成，所述铝材料按质量百分比包括：Si3～5％，Cu0.5～1.5％，Mg0.3～0.9％，Ti0.5～1％，Sc0.05～0.1％，Zr0.1～0.2％，余量为铝。本发明的母线槽的外壳具有较高的力学强度，同时还具有耐腐蚀的性能。

Description

一种母线槽

技术领域

本发明属于电力设备领域，具体涉及一种母线槽。

背景技术

电缆因为容量小，不便于集束管理，分支等原因，被母线取代，母线槽广泛用于电力传输干线，现代高层建筑和大型的车间需要巨大的电能，而面对这庞大负荷所需成百上千安培的强大电流就要选用安全可靠的传导设备，母线系统便是很好的选择。母线槽一般包括内部结构和外壳，由于母线槽内部有很多的金属材料而且母线槽在使用的过程中会遇到恶劣的外部环境，因此母线槽的外壳需要高的强度和耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度，耐腐蚀的母线槽。

本发明实现以上目的的技术方案为，一种母线槽，包括外壳、导电排，所述导电排外层设有外壳，所述外壳由铝材料制成，所述铝材料按质量百分比包括：Si3～5％，Cu0.5～1.5％，Mg0.3～0.9％，Ti0.5～1％，Sc0.05～0.1％，Zr0.1～0.2％，余量为铝。

合金中复合添加(Sc+Zr)元素时,Sc可以和Zr复合形成初生的Al3(Sc,Zr)粒子,这种初生的Al3(Sc,Zr)粒子可以强烈钉扎变形组织,从而抑制再结晶,并阻止再结晶晶粒长大。另外,向合金中添加适量的钪可以在不降低伸长率的情况下增加合金中锌的含量,从而提高铝合金的综合性能。

进一步地，所述铝材料中还含有质量比为0.1～0.2％的碳纳米管。

进一步地，所述碳纳米管的长度为50～80纳米。碳纳米管表面存在的无定形碳和石墨，与铝极易发生反应生成Al₄C₃薄膜，Al₄C₃可使Al/C的浸润角减小，有利于提高碳纳米管增强铝基复合材料的界面结合强度、改善碳纳米管增强铝基复合材料的界面性能,镶嵌在基体中的碳纳米管可阻碍裂纹的扩展，使复合材料的硬度、强度、弹性模量等显著提高，在碳纳米管的长度为50～80纳米时，与铝的结合最好，可以大大提高增强效果。

一种母线槽外壳的制备方法，包括如下步骤：

(1)准备原料，进行热压烧结；

(2)将烧结得到的材料融化后，熔液通过转角为100～140度的管道后冷却成铝锭；

(3)将冷却后的铝锭加热至350～450℃，然后空气锤锻造；

(4)将铝锭进行热处理后，机械加工得到母线槽的外壳粗胚；

(5)将外壳粗胚浸入Ce(NO3)3与KMnO4的混合溶液中3～5h，最终得到保护外壳，

进一步地，步骤(1)中所述原料为粒度为40～50μm的粉末。原料的粒度控制在40～50μm，有利于烧结过程中碳纳米管均匀地分散在基体中，有效地将外力由铝基体传递给增强相碳纳米管，发挥其高强高弹的特性。

进一步地，步骤(3)中，锻造形变高度不超过铝锭的60％。在锻造过程中形变量越大最终的合金晶粒越小，但是如果早锻造过程中形变量过大，会造成在胚体的内部产生大量的裂纹等细小缺陷，反而会大大降低最终产品的性能，因此控制锻造的形变量对产品的性能具有重要的作用。

进一步地，步骤(5)中的Ce(NO3)3与KMnO₄的摩尔比为3～5：1。将外壳粗胚浸入到Ce(NO3)3与KMnO4的混合溶液中可以在表面形成一层稀土转化膜，这种转化膜层的耐蚀性,尤其是耐氯离子侵蚀性等于或优于铬酸盐转化膜，但是单独使用Ce(NO3)3需要很长的浸润时间，加入KMnO₄后，可以加快成膜的速度，但是如果Ce(NO3)3与KMnO₄的含量比不合适，成膜速度过快，膜的结合力不强，在摩尔比为3～5：1时既保证了成膜的速度，又保证了膜的结合力。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的母线槽的外壳具有较高的力学强度，同时还具有耐腐蚀的性能。

具体实施方式

以下通过实施例进一步对本发明进行说明。

实施例1

准备粒度为40μm的粉末原料，按质量百分比包括：Si3％，Cu0.5％，Mg0.3％，Ti0.5％，Sc0.05％，Zr0.1％，0.1％的长度为50纳米的碳纳米管，余量为铝，进行热压烧结；

将烧结得到的材料融化后，熔液通过转角为100度的管道后冷却成铝锭；

将冷却后的铝锭加热至350℃，然后空气锤锻造，锻造形变高度不超过铝锭的60％；

将铝锭进行热处理后，机械加工得到母线槽的外壳粗胚；

将外壳粗胚浸入Ce(NO3)3与KMnO4的混合溶液中3h，Ce(NO3)3与KMnO4的摩尔比为3：1，最终得到保护外壳。

实施例2

准备粒度为50μm的粉末原料，按质量百分比包括：Si5％，Cu1.5％，Mg0.9％，Ti1％，Sc0.1％，Zr0.2％，0.2％的长度为80纳米的碳纳米管，余量为铝，进行热压烧结；

将烧结得到的材料融化后，熔液通过转角为140度的管道后冷却成铝锭；

将冷却后的铝锭加热至450℃，然后空气锤锻造，锻造形变高度不超过铝锭的60％；

将铝锭进行热处理后，机械加工得到母线槽的外壳粗胚；

将外壳粗胚浸入Ce(NO3)3与KMnO4的混合溶液5h，Ce(NO3)3与KMnO4的摩尔比为5：1，最终得到保护外壳。

实施例3

准备粒度为45μm的粉末原料，按质量百分比包括：Si4％，Cu1％，Mg0.3～0.9％，Ti0.7％，Sc0.08％，Zr0.15％，0.15％的长度为60纳米的碳纳米管，余量为铝，进行热压烧结；

将烧结得到的材料融化后，熔液通过转角为130度的管道后冷却成铝锭；

将冷却后的铝锭加热至400℃，然后空气锤锻造，锻造形变高度不超过铝锭的60％；

将铝锭进行热处理后，机械加工得到母线槽的外壳粗胚；

将外壳粗胚浸入Ce(NO3)3与KMnO4的混合溶液中4h，Ce(NO3)3与KMnO4的摩尔比为4：1，最终得到保护外壳。

对比例1

本对比例与实施例1的区别仅为不将外壳粗胚浸入Ce(NO3)3与KMnO4的混合溶液中，直接得到保护外壳。

对比例2

本对比例与实施例1的区别仅为使用普通型号的铝材料。

表1实施例与对比例的性能对比

通过对比可以看到，本发明制备的母线槽具有好的力学抗拉伸性能盒耐腐蚀性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种母线槽，包括外壳、导电排，所述导电排外层设有外壳，其特征在于：所述外壳由铝材料制成，所述铝材料按质量百分比包括：Si3～5％，Cu0.5～1.5％，Mg0.3～0.9％，Ti0.5～1％，Sc0.05～0.1％，Zr0.1～0.2％，余量为铝。

2.据权利要求1所述的一种母线槽，其特征在于：所述铝材料中还含有质量比为0.1～0.2％的碳纳米管。

3.根据权利要求2所属的一种母线槽，其特征在于：所述碳纳米管的长度为50～80纳米。

4.权利要求1～3任一所述的一种母线槽外壳的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)准备原料，进行热压烧结；

(3)将冷却后的铝锭加热至350～450℃，然后空气锤锻造；

(4)将铝锭进行热处理后，机械加工得到母线槽的外壳粗胚；

(5)将外壳粗胚浸入Ce(NO3)3与KMnO4的混合溶液中3～5h，最终得到保护外壳。

5.根据权利要求4所述的一种母线槽外壳的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述原料为粒度为40～50μm的粉末。

6.根据权利要求4所述的一种母线槽外壳的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，锻造形变高度不超过铝锭的60％。

7.根据权利要求4所述的一种母线槽外壳的制备方法，其特征在于：步骤(5)中的Ce(NO3)3与KMnO4的摩尔比为3～5：1。