CN108063000B - 一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及线缆生产技术领域，公开了一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，在高纯铝熔化的铝液中添加不同含量的合金元素，在铜包覆下，加工态铝合金导体的电导率、抗拉强度和断面延伸率得到了明显的提高，抗拉强度达到了150MPa，屈服强度达到85MPa，电导率提高了24‑28%，铝合金导体进行中间退火过程中发生了回复和再结晶过程，细小的等轴晶逐步取代了不均匀的晶粒，组织趋于稳定，能够增强其抗拉强度、抗弯曲性能、耐腐蚀性和抗蠕变性，也能提高其导电率，铜包铝芯材制作而成的线缆能够很好的解决纯铝线在使用中遇到的各种严重问题，提高了导线使用的寿命，也提高了导线在使用中的安全性能。
Description
技术领域
本发明属于线缆生产技术领域，具体涉及一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材。
背景技术
近年来，经济的高速发展增大了对架空电线电缆性能的要求。传统的电线电缆均采用铜芯材料，铜或铜合金一直被视为同轴电缆内导体的首选材料。但铜的密度较高，铜资源比较稀少，且纯铜导体的价格较高。但是我国铜资源很缺乏，所以急需一种新型的导体材料来取代铜芯材料。随着复合技术的不断发展与进步,在保证导电性能的前提下采用复合技术, 用廉价的金属部分替代铜以降低生产成本, 已经成为国内外研究开发人员努力的目标。相比之下，我国的铝资源储存量丰富，价格便宜，并且具有很高的导电率和良好的机械性能，能够很好的满足人们的需求，所以铝合金导体材料成为了替代铜导体的首选。我国铝矿中硅的含量超标，严重的降低了铝合金的导电率和力学性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，提高了导线使用的寿命，也提高了导线在使用中的安全性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，外层铜层的厚度为0.2-0.3毫米，内层由单股铝合金交合而成，单股铝合金直径在1.5-2.0毫米之间，该铝合金中各元素成分按照质量百分比计由以下成分组成：铁占0.45-0.55%、钛占0.32-0.35%、铜占0.15-0.18%、镁占0.03-0.06%、锆占0.02-0.04%、硼占0.012-0.015%、稀土元素占0.08-0.10%、剩余为铝和不可避免的杂质；合金液浇铸后的工艺过程为：对浇铸得到的铝合金杆材进行多道旋锻加工，每次加工后截面积缩减率为5.5-6.0%，当达到所需直径大小后进行退火，退火温度为320-330℃，保温时间为2.5-3.0小时。
作为对上述方案的进一步改进，其中铁元素是以金属添加剂的形式加入，在熔炼温度达到700-710℃时添加，并静置10-15分钟后再进行搅拌。
作为对上述方案的进一步改进，所述稀土元素按照重量份计由以下成分组成：钇元素15-18份、镧元素11-13份、铈元素7-8份、铕元素3-5份、钕元素2-3份。
作为对上述方案的进一步改进，铝合金在熔炼中使用的清渣剂是由氯化钾、氯化钠、碳化硅按照4-5:3-4:1-2的质量比配制得到的。
作为对上述方案的进一步改进，铝合金在熔炼中使用的精炼剂是由六氯乙烷、氟硅酸钠、铬酸钠按照7-8:6-7:2-3的质量比配制得到的。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有铝材质应用在线缆芯材上出现的问题，本发明提供了一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，在高纯铝熔化的铝液中添加不同含量的合金元素，在铜包覆下，加工态铝合金导体的电导率、抗拉强度和断面延伸率得到了明显的提高，抗拉强度达到了150MPa，屈服强度达到85MPa，电导率提高了24-28%，铝合金导体进行中间退火过程中发生了回复和再结晶过程，细小的等轴晶逐步取代了不均匀的晶粒，组织趋于稳定，能够增强其抗拉强度、抗弯曲性能、耐腐蚀性和抗蠕变性，也能提高其导电率，铜包铝芯材制作而成的线缆能够很好的解决纯铝线在使用中遇到的各种严重问题，提高了导线使用的寿命，也提高了导线在使用中的安全性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，外层铜层的厚度为0.2毫米，内层由单股铝合金交合而成，单股铝合金直径在1.5-2.0毫米之间，该铝合金中各元素成分按照质量百分比计由以下成分组成：铁占0.45%、钛占0.32%、铜占0.15%、镁占0.03%、锆占0.02%、硼占0.012%、稀土元素占0.08%、剩余为铝和不可避免的杂质；合金液浇铸后的工艺过程为：对浇铸得到的铝合金杆材进行多道旋锻加工，每次加工后截面积缩减率为5.5%，当达到所需直径大小后进行退火，退火温度为320℃，保温时间为2.5小时。
作为对上述方案的进一步改进，其中铁元素是以金属添加剂的形式加入，在熔炼温度达到700℃时添加，并静置10分钟后再进行搅拌。
作为对上述方案的进一步改进，所述稀土元素按照重量份计由以下成分组成：钇元素15份、镧元素11份、铈元素7份、铕元素3份、钕元素2份。
作为对上述方案的进一步改进，铝合金在熔炼中使用的清渣剂是由氯化钾、氯化钠、碳化硅按照4:3:1的质量比配制得到的。
作为对上述方案的进一步改进，铝合金在熔炼中使用的精炼剂是由六氯乙烷、氟硅酸钠、铬酸钠按照7:6:2的质量比配制得到的。
实施例2
一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，外层铜层的厚度为0.25毫米，内层由单股铝合金交合而成，单股铝合金直径在1.5-2.0毫米之间，该铝合金中各元素成分按照质量百分比计由以下成分组成：铁占0.50%、钛占0.33%、铜占0.16%、镁占0.04%、锆占0.03%、硼占0.013%、稀土元素占0.09%、剩余为铝和不可避免的杂质；合金液浇铸后的工艺过程为：对浇铸得到的铝合金杆材进行多道旋锻加工，每次加工后截面积缩减率为5.8%，当达到所需直径大小后进行退火，退火温度为325℃，保温时间为2.8小时。
作为对上述方案的进一步改进，其中铁元素是以金属添加剂的形式加入，在熔炼温度达到705℃时添加，并静置12分钟后再进行搅拌。
作为对上述方案的进一步改进，所述稀土元素按照重量份计由以下成分组成：钇元素16份、镧元素12份、铈元素7.5份、铕元素4份、钕元素2.5份。
作为对上述方案的进一步改进，铝合金在熔炼中使用的清渣剂是由氯化钾、氯化钠、碳化硅按照4.5:3.5:1.5的质量比配制得到的。
作为对上述方案的进一步改进，铝合金在熔炼中使用的精炼剂是由六氯乙烷、氟硅酸钠、铬酸钠按照7.5:6.5:2.5的质量比配制得到的。
实施例3
一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，外层铜层的厚度为0.3毫米，内层由单股铝合金交合而成，单股铝合金直径在1.5-2.0毫米之间，该铝合金中各元素成分按照质量百分比计由以下成分组成：铁占0.55%、钛占0.35%、铜占0.18%、镁占0.06%、锆占0.04%、硼占0.015%、稀土元素占0.10%、剩余为铝和不可避免的杂质；合金液浇铸后的工艺过程为：对浇铸得到的铝合金杆材进行多道旋锻加工，每次加工后截面积缩减率为6.0%，当达到所需直径大小后进行退火，退火温度为330℃，保温时间为3.0小时。
作为对上述方案的进一步改进，其中铁元素是以金属添加剂的形式加入，在熔炼温度达到710℃时添加，并静置15分钟后再进行搅拌。
作为对上述方案的进一步改进，所述稀土元素按照重量份计由以下成分组成：钇元素18份、镧元素13份、铈元素8份、铕元素5份、钕元素3份。
作为对上述方案的进一步改进，铝合金在熔炼中使用的清渣剂是由氯化钾、氯化钠、碳化硅按照5:4:2的质量比配制得到的。
作为对上述方案的进一步改进，铝合金在熔炼中使用的精炼剂是由六氯乙烷、氟硅酸钠、铬酸钠按照8:7:3的质量比配制得到的。
Claims (5)
1.一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，其特征在于，外层铜层的厚度为0.2-0.3毫米，内层由单股铝合金交合而成，单股铝合金直径在1.5-2.0毫米之间，该铝合金中各元素成分按照质量百分比计由以下成分组成：铁占0.45-0.55%、钛占0.32-0.35%、铜占0.15-0.18%、镁占0.03-0.06%、锆占0.02-0.04%、硼占0.012-0.015%、稀土元素占0.08-0.10%、剩余为铝和不可避免的杂质；合金液浇铸后的工艺过程为：对浇铸得到的铝合金杆材进行多道旋锻加工，每次加工后截面积缩减率为5.5-6.0%，当达到所需直径大小后进行退火，退火温度为320-330℃，保温时间为2.5-3.0小时。
2.如权利要求1所述一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，其特征在于，其中铁元素是以金属添加剂的形式加入，在熔炼温度达到700-710℃时添加，并静置10-15分钟后再进行搅拌。
3.如权利要求1所述一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，其特征在于，所述稀土元素按照重量份计由以下成分组成：钇元素15-18份、镧元素11-13份、铈元素7-8份、铕元素3-5份、钕元素2-3份。
4.如权利要求1所述一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，其特征在于，铝合金在熔炼中使用的清渣剂是由氯化钾、氯化钠、碳化硅按照4-5:3-4:1-2的质量比配制得到的。
5.如权利要求1所述一种应用在线缆中的导电性能强的铜包铝芯材，其特征在于，铝合金在熔炼中使用的精炼剂是由六氯乙烷、氟硅酸钠、铬酸钠按照7-8:6-7:2-3的质量比配制得到的。
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