CN110120273B - 一种电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线及制作方法。铝合金导线中进行了Cu、Fe的掺杂，大大提高了导线的热稳定性和机械强度，同时掺杂了Ag，使得导线的电学性能得到提高；进行了稀土元素的掺杂，使得导线的机械性不会在掺杂的情况下损失太大，性能得到保证；此外，本发明的导线在制作时进行了二次的热轧，可以使得导线的机械性能更强，降低脆性，修复微小缺陷，不易断裂；二次热轧之前将导线制作为卵形截面的铝环，可以使得该导线即可以保证运输性能，又可以便于进行二次热轧，变形量小；先将导线进行互绞成型，可以保证成型的形状稳定性，且便于对成型效果进行监控，在互绞之后再进行拉拔，可以提高导线在拉拔以后的形状稳定性。

Description

一种电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线及制作方法

技术领域

本发明涉及电缆领域，尤其涉及一种电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线。

背景技术

铝合金电力电缆是以AA8030 系列铝合金材料为导体，采用特殊辊压成型型线绞合生产工艺和退火处理等先进技术的新型材料电力电缆。合金电力电缆弥补了以往纯铝电缆的不足，虽然没有提高了电缆的导电性能，但弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等却大大提高，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定，采用AA-8030 系列铝合金导体，可以大大提高铝合金电缆的导电率、耐高温性，同时解决了纯铝导体 [1]、蠕变等问题。铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8%，载流量是铜的79%，优于纯铝标准。但在同样体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。因此，相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆，可以减轻电缆重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更轻松。在实际使用中，铝合金一般的掺杂材料为铜、铁等，有的也掺杂一些稀土元素，用于铝合金的提纯等。

目前使用的铝合金导线一般制作时先将其制作成铝棒，然后将铝棒拉拔成所需的线缆。这样的制备方式有一定的缺陷，一是在进行连铸连轧时温度往往难以控制，其次是拉拔后的线缆在进行绞制时往往不易控制其形状。此外，目前的铝合金线缆在掺杂后其电学性能均有或多或少的损失。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题提供一种电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线，其特征在于电缆芯材料由质量百分比的以下成分构成：Cu 0.02～0.03%，Fe 0.2～0.5%，Si0.2～0.3%，Ag 0.01～0.03%，Li0.02～0.03%，RE 0.2～0.3%，其余为Al和难以避免的杂质，其中杂质的总含量低于0.01%；

其中RE的成分为：La、Pm、Eu中的一种或者多种以及Gd、Lu、Sc中的一种或多种；

电缆由5-10跟直径相同的电缆芯材料互绞而成，且线缆经过二次热轧。

进一步的限定电缆芯材料由质量百分比的以下成分构成：Cu 0.02%，Fe 0.3%，Si0.2%，Ag 0.02%，Li 0.03%，RE 0.3%，其余为Al和难以避免的杂质，其中杂质的总含量低于0.01%；

其中RE的成分为：La、Pm、Eu、Gd、Lu、Sc；RE中各组分的含量相同。

电缆由8跟直径相同的电缆芯材料互绞而成。

所述的电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线的制造方法，包括如下步骤：

合金料的制备：

在750-800摄氏度将铝铁合金、铝铜合金、铝锂合金、铝银合金以及稀土RE和硅混合后熔化，并充分的搅拌，得到稀土掺杂铝合金原液；

铝环的轧制：

将稀土掺杂铝合金原液加入至连铸连轧机，将稀土掺杂铝合金原液轧制成线径5-10mm的螺旋形铝环，铝环的直径为0.8-1.5m，并冷却至100摄氏度以下；

其中铝环的线径截面为卵形，在铝环外侧的曲率小于铝环内侧的曲率；

铝环的拉直：

将螺旋形铝环移动至拉直机进行二次热轧拉直，得到铝线，拉直后的铝线直径为5-10mm，且截面呈圆形；同时将多个铝环进行二次热轧拉直；

铝棒的互绞：

将多个拉直后的铝线直接进行互绞，得到铝线束；并使用模板限定其互绞的线型，互绞后进行退火；

拉拔成型：

将互绞后的铝线束进行拉拔成型，其中道次拉拔变形量小于5%；将铝线束拉拔成直径1-5mm的稀土元素掺杂铝合金导线。

铝棒的互绞中，互绞的方式为两两互绞，形成双绞线后再将多股双绞线互绞。

铝棒的互绞中，互绞的方式为先将三条线互绞，形成三绞线，再将多股三绞线互绞。

虽然先进行绞制后进行拉拔会导致一定程度上的松散，但是在绞制时绞的足够紧密，就可以保证在拉拔时线缆呈一整体，从而保证形状。

本发明的有益效果为：

本发明的铝合金导线中进行了Cu、Fe的掺杂，大大提高了导线的热稳定性和机械强度，同时掺杂了Ag，使得导线的电学性能得到提高；进行了稀土元素的掺杂，使得导线的机械性不会在掺杂的情况下损失太大，性能得到保证；此外，本发明的导线在制作时进行了二次的热轧，可以使得导线的机械性能更强，降低脆性，修复微小缺陷，不易断裂；二次热轧之前将导线制作为卵形截面的铝环，可以使得该导线即可以保证运输性能，又可以便于进行二次热轧，变形量小；先将导线进行互绞成型，可以保证成型的形状稳定性，且便于对成型效果进行监控，在互绞之后再进行拉拔，可以提高导线在拉拔以后的形状稳定性。虽然先进行绞制后进行拉拔会导致一定程度上的松散，但是在绞制时绞的足够紧密，就可以保证在拉拔时线缆呈一整体，从而保证形状。

附图说明

被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。

图1为本发明铝合金环和其截面图。

具体实施方式

本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。

实施例1：

本实施例为一种电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线，其特征在于电缆芯材料由质量百分比的以下成分构成：Cu 0.02～0.03%，Fe 0.2～0.5%，Si 0.2～0.3%，Ag 0.01～0.03%，Li0.02～0.03%，RE 0.2～0.3%，其余为Al和难以避免的杂质，其中杂质的总含量低于0.01%；

其中RE的成分为：La、Pm、Eu中的一种或者多种以及Gd、Lu、Sc中的一种或多种；

电缆由5-10跟直径相同的电缆芯材料互绞而成，且线缆经过二次热轧。

实施例2：

本实施例进一步的限定电缆芯材料由质量百分比的以下成分构成：Cu 0.02%，Fe0.3%，Si 0.2%，Ag 0.02%，Li 0.03%，RE 0.3%，其余为Al和难以避免的杂质，其中杂质的总含量低于0.01%；

其中RE的成分为：La、Pm、Eu、Gd、Lu、Sc；RE中各组分的含量相同。

电缆由8跟直径相同的电缆芯材料互绞而成。

实施例3：

本实施例为所述的电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线的制造方法，包括如下步骤：

合金料的制备：

在750-800摄氏度将铝铁合金、铝铜合金、铝锂合金、铝银合金以及稀土RE和硅混合后熔化，并充分的搅拌，得到稀土掺杂铝合金原液；

铝环的轧制：

将稀土掺杂铝合金原液加入至连铸连轧机，将稀土掺杂铝合金原液轧制成线径5-10mm的螺旋形铝环，铝环的直径为0.8-1.5m，并冷却至100摄氏度以下；

其中铝环的线径截面为卵形，在铝环外侧的曲率小于铝环内侧的曲率；

铝环的拉直：

将螺旋形铝环移动至拉直机进行二次热轧拉直，得到铝线，拉直后的铝线直径为5-10mm，且截面呈圆形；同时将多个铝环进行二次热轧拉直；

铝棒的互绞：

将多个拉直后的铝线直接进行互绞，得到铝线束；并使用模板限定其互绞的线型，互绞后进行退火；

拉拔成型：

将互绞后的铝线束进行拉拔成型，其中道次拉拔变形量小于5%；将铝线束拉拔成直径1-5mm的稀土元素掺杂铝合金导线。

铝棒的互绞中，互绞的方式为两两互绞，形成双绞线后再将多股双绞线互绞。

铝棒的互绞中，互绞的方式为先将三条线互绞，形成三绞线，再将多股三绞线互绞。

虽然先进行绞制后进行拉拔会导致一定程度上的松散，但是在绞制时绞的足够紧密，就可以保证在拉拔时线缆呈一整体，从而保证形状。

线缆最外层包覆一层PE、PVC或XLPE的保护层。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线的制造方法，其特征在于电缆芯材料由质量百分比的以下成分构成：Cu 0.02～0.03%，Fe 0.2～0.5%，Si 0.2～0.3%，Ag 0.01～0.03%，Li0.02～0.03%，RE 0.2～0.3%，其余为Al和难以避免的杂质，其中杂质的总含量低于0.01%；

其中RE的成分为：La、Pm、Eu中的一种或者多种以及Gd、Lu、Sc中的一种或多种；

电缆由5-10根直径相同的电缆芯材料互绞而成，且线缆经过二次热轧；

制作方法包括如下步骤：

合金料的制备：

在750-800摄氏度将铝铁合金、铝铜合金、铝锂合金、铝银合金以及稀土RE和硅混合后熔化，并充分的搅拌，得到稀土掺杂铝合金原液；

铝环的轧制：

将稀土掺杂铝合金原液加入至连铸连轧机，将稀土掺杂铝合金原液轧制成线径5-10mm的螺旋形铝环，铝环的直径为0.8-1.5m，并冷却至100摄氏度以下；

其中铝环的线径截面为卵形，在铝环外侧的曲率小于铝环内侧的曲率；

铝环的拉直：

将螺旋形铝环移动至拉直机进行二次热轧拉直，得到铝线，拉直后的铝线直径为5-10mm，且截面呈圆形；同时将多个铝环进行二次热轧拉直；

铝棒的互绞：

将多个拉直后的铝线直接进行互绞，得到铝线束；并使用模板限定其互绞的线型，互绞后进行退火；

拉拔成型：

将互绞后的铝线束进行拉拔成型，其中道次拉拔变形量小于5%；将铝线束拉拔成直径1-5mm的稀土元素掺杂铝合金导线。

2.根据权利要求1所述的稀土元素掺杂铝合金导线的制造方法，其特征在于：

铝棒的互绞中，互绞的方式为两两互绞，形成双绞线后再将多股双绞线互绞。

3.根据权利要求1所述的稀土元素掺杂铝合金导线的制造方法，其特征在于：

铝棒的互绞中，互绞的方式为先将三条线互绞，形成三绞线，再将多股三绞线互绞。

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