CN110408804A - 一种金属合金导线芯制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明专利公开了一种金属合金导线芯制作工艺，包括如下步骤：首先确定合金导线的主体材料为铝，并对铝原料进行光谱分析，以符合重熔用铝锭国家标准为最佳；将铝材料投入熔化炉内部，加热至一定的温度并在该温度下保温一段时间，同时配以搅拌操作。本发明专利通过添加铝以外的金属物质，可以降低成缆线路运输的损耗，通过热处理工艺可以使合金线获得较好抗拉强度、良好的塑性和韧性，解决了目前的合金导线芯在实际使用时仍有一定的缺陷，其不仅抗拉强度不够，而且电阻的热稳定性较差，造成导电率降低的问题，该工艺可使导线芯具备抗拉强度和导电率高，有效降低输电损失的优点，值得推广。

Description

一种金属合金导线芯制作工艺
技术领域
本发明专利涉及导线制造技术领域，具体为一种金属合金导线芯制作工艺。
背景技术
导线，指的是用作电线电缆的材料，工业上也指电线，一般由铜或铝制成，也有用银线所制（导电、热性好），用来疏导电流或者是导热，常见绝缘电线有铜导线和铝导线，铜导线的电阻率比铝导线的小，焊接性能和机械强度比铝导线好，因此它常用于档次要求较高的场合，铝导线密度比铜导线小，而且资源丰富，价格较铜低廉，因此应用范围更广，导线有单股和多股两种，同时导线还分为裸导线和绝缘导线。
目前的合金导线芯在实际使用时仍有一定的缺陷，其不仅抗拉强度不够，而且电阻的热稳定性较差，造成导电率降低，长期使用给国家和政府带来损失，同时也降低了合金导线的整体实用性，为此提出一种抗拉强度和导电率高，可有效降低输电损失的金属合金导线芯来解决此问题。
发明专利内容
本发明专利的目的在于提供一种金属合金导线芯制作工艺，具备抗拉强度和导电率高，可有效降低输电损失的优点，解决了目前的合金导线芯在实际使用时仍有一定的缺陷，其不仅抗拉强度不够，而且电阻的热稳定性较差，造成导电率降低的问题。
为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：一种金属合金导线芯制作工艺，包括如下步骤：
（1）原材料选择：首先确定合金导线的主体材料为铝，并对铝原料进行光谱分析，以符合重熔用铝锭国家标准为最佳；
（2）铝材料熔化：将铝材料投入熔化炉内部，加热至一定的温度并在该温度下保温一段时间，同时配以搅拌操作；
（3）合金配制：向熔融状态下的铝液中按照一定的比重添加铁、铜、镁和铍四种原料，升温至一定温度保温一段时间，随后进行降温；
（4）精炼加工：向上述熔融的金属液中分次添加精炼剂，并使得温度保持在合金配制过程中的降温温度；
（5）除气净化：排出合金液中的气体，将合金液中的氢含量控制在一定范围内；
（6）浇铸：将合金液采用倾斜浇铸的方式，形成铝合金铸锭，进行均匀化处理后，再进行光谱分析，筛选掉百分比含量不合格的铝锭；
（7）合金轧制：将合格的铝合金铸锭置入轧机，在一定的温度下通过连续轧制形成铝合金杆，随后对铝合金杆进行退火处理；
（8）合金线成型：将退火处理后的铝合金杆根据需要的直径进行拉丝，得到合金导线线芯，最后进行热处理即可得到高强度的合金导线线芯。
优选的，所述步骤（1）中，在进行铝材料的光谱分析时采用光谱分析器，铝材料的质量要符合GB/T1196-2008标准。
优选的，所述步骤（2）中，熔化炉内部的温度在700-800℃，且保温的时间为1-1.5h。
优选的，所述步骤（3）中，铁、铜、镁和铍所占的比重分别为Fe≤0.40%，Cu:0.05%-0.35%，Mg:0.01%-0.20%，Be:0.001%-0.10%，余量为铝和不可避免杂质。
优选的，所述步骤（3）中，加入原料后的升温温度1650-1850℃范围内，降温温度在700-800℃范围内。
优选的，所述步骤（4）中，精炼剂在添加时分两次添加，在熔炉内部温度为750-800℃时，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣；在熔炉内部温度为700-750℃时，加入精炼剂进行第二次精炼，然后静置扒渣。
优选的，所述步骤（4）中，第一次精炼和第二次精炼静置的时间均为0.5-1h，且在第二次精炼的温度在720℃时为最佳，在投料时可通过惰性气体将精炼剂喷入铝液中。
优选的，所述步骤（4）和（5）中，精炼剂的组成成分包括氯化钾、氯化钠和六氟合铝酸钠，且精炼剂在两次投入质量分别占铝材料总质量的0.4%和0.2%，合金液中的氢含量在0.001ml/g。
优选的，所述步骤（7）中，导入轧机的温度在450-550℃范围内，终轧温度在250-300℃范围内，退火操作在退火炉中进行，且采用通风冷却至自然温度。
优选的，所述步骤（8）中，热处理的温度在150-170℃，保温时长在3-5h。
与现有技术相比，本发明专利的有益效果如下：
本发明专利通过添加铝以外的金属物质，可以降低成缆线路运输的损耗，通过热处理工艺可以使合金线获得较好抗拉强度、良好的塑性和韧性，解决了目前的合金导线芯在实际使用时仍有一定的缺陷，其不仅抗拉强度不够，而且电阻的热稳定性较差，造成导电率降低的问题，该工艺可使导线芯具备抗拉强度和导电率高，有效降低输电损失的优点，值得推广。
具体实施方式
下面将结合本发明专利中的实施例，对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。
一种金属合金导线芯制作工艺，包括如下步骤：
（1）原材料选择：首先确定合金导线的主体材料为铝，并对铝原料进行光谱分析，以符合重熔用铝锭国家标准为最佳；
（2）铝材料熔化：将铝材料投入熔化炉内部，加热至一定的温度并在该温度下保温一段时间，同时配以搅拌操作；
（3）合金配制：向熔融状态下的铝液中按照一定的比重添加铁、铜、镁和铍四种原料，升温至一定温度保温一段时间，随后进行降温；
（4）精炼加工：向上述熔融的金属液中分次添加精炼剂，并使得温度保持在合金配制过程中的降温温度；
（5）除气净化：排出合金液中的气体，将合金液中的氢含量控制在一定范围内；
（6）浇铸：将合金液采用倾斜浇铸的方式，形成铝合金铸锭，进行均匀化处理后，再进行光谱分析，筛选掉百分比含量不合格的铝锭；
（7）合金轧制：将合格的铝合金铸锭置入轧机，在一定的温度下通过连续轧制形成铝合金杆，随后对铝合金杆进行退火处理；
（8）合金线成型：将退火处理后的铝合金杆根据需要的直径进行拉丝，得到合金导线线芯，最后进行热处理即可得到高强度的合金导线线芯。
实施例一：
一种金属合金导线芯制作工艺，包括如下步骤：
（1）原材料选择：首先确定合金导线的主体材料为铝，并对铝原料进行光谱分析，以符合重熔用铝锭国家标准为最佳，在进行铝材料的光谱分析时采用光谱分析器，铝材料的质量要符合GB/T1196-2008标准；
（2）铝材料熔化：将铝材料投入熔化炉内部，加热至一定的温度并在该温度下保温一段时间，同时配以搅拌操作，熔化炉内部的温度在700-800℃，且保温的时间为1-1.5h；
（3）合金配制：向熔融状态下的铝液中按照一定的比重添加铁、铜、镁和铍四种原料，升温至一定温度保温一段时间，随后进行降温，铁、铜、镁和铍所占的比重分别为Fe≤0.40%，Cu:0.05%-0.35%，Mg:0.01%-0.20%，Be:0.001%-0.10%，余量为铝和不可避免杂质，加入原料后的升温温度1650-1850℃范围内，降温温度在700-800℃范围内；
（4）精炼加工：向上述熔融的金属液中分次添加精炼剂，并使得温度保持在合金配制过程中的降温温度；
（5）除气净化：排出合金液中的气体，将合金液中的氢含量控制在一定范围内；
（6）浇铸：将合金液采用倾斜浇铸的方式，形成铝合金铸锭，进行均匀化处理后，再进行光谱分析，筛选掉百分比含量不合格的铝锭；
（7）合金轧制：将合格的铝合金铸锭置入轧机，在一定的温度下通过连续轧制形成铝合金杆，随后对铝合金杆进行退火处理；
（8）合金线成型：将退火处理后的铝合金杆根据需要的直径进行拉丝，得到合金导线线芯，最后进行热处理即可得到高强度的合金导线线芯。
实施例二：
一种金属合金导线芯制作工艺，包括如下步骤：
（1）原材料选择：首先确定合金导线的主体材料为铝，并对铝原料进行光谱分析，以符合重熔用铝锭国家标准为最佳，在进行铝材料的光谱分析时采用光谱分析器，铝材料的质量要符合GB/T1196-2008标准；
（2）铝材料熔化：将铝材料投入熔化炉内部，加热至一定的温度并在该温度下保温一段时间，同时配以搅拌操作，熔化炉内部的温度在700-800℃，且保温的时间为1-1.5h；
（3）合金配制：向熔融状态下的铝液中按照一定的比重添加铁、铜、镁和铍四种原料，升温至一定温度保温一段时间，随后进行降温，铁、铜、镁和铍所占的比重分别为Fe≤0.40%，Cu:0.05%-0.35%，Mg:0.01%-0.20%，Be:0.001%-0.10%，余量为铝和不可避免杂质，加入原料后的升温温度1650-1850℃范围内，降温温度在700-800℃范围内；
（4）精炼加工：向上述熔融的金属液中分次添加精炼剂，并使得温度保持在合金配制过程中的降温温度，精炼剂在添加时分两次添加，在熔炉内部温度为750-800℃时，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣；在熔炉内部温度为700-750℃时，加入精炼剂进行第二次精炼，然后静置扒渣，第一次精炼和第二次精炼静置的时间均为0.5-1h，且在第二次精炼的温度在720℃时为最佳，在投料时可通过惰性气体将精炼剂喷入铝液中，精炼剂的组成成分包括氯化钾、氯化钠和六氟合铝酸钠，且精炼剂在两次投入质量分别占铝材料总质量的0.4%和0.2%；
（5）除气净化：排出合金液中的气体，将合金液中的氢含量控制在一定范围内，合金液中的氢含量在0.001ml/g；
（6）浇铸：将合金液采用倾斜浇铸的方式，形成铝合金铸锭，进行均匀化处理后，再进行光谱分析，筛选掉百分比含量不合格的铝锭；
（7）合金轧制：将合格的铝合金铸锭置入轧机，在一定的温度下通过连续轧制形成铝合金杆，随后对铝合金杆进行退火处理；
（8）合金线成型：将退火处理后的铝合金杆根据需要的直径进行拉丝，得到合金导线线芯，最后进行热处理即可得到高强度的合金导线线芯。
实施例三：
一种金属合金导线芯制作工艺，包括如下步骤：
（1）原材料选择：首先确定合金导线的主体材料为铝，并对铝原料进行光谱分析，以符合重熔用铝锭国家标准为最佳，在进行铝材料的光谱分析时采用光谱分析器，铝材料的质量要符合GB/T1196-2008标准；
（2）铝材料熔化：将铝材料投入熔化炉内部，加热至一定的温度并在该温度下保温一段时间，同时配以搅拌操作，熔化炉内部的温度在700-800℃，且保温的时间为1-1.5h；
（3）合金配制：向熔融状态下的铝液中按照一定的比重添加铁、铜、镁和铍四种原料，升温至一定温度保温一段时间，随后进行降温，铁、铜、镁和铍所占的比重分别为Fe≤0.40%，Cu:0.05%-0.35%，Mg:0.01%-0.20%，Be:0.001%-0.10%，余量为铝和不可避免杂质，加入原料后的升温温度1650-1850℃范围内，降温温度在700-800℃范围内；
（4）精炼加工：向上述熔融的金属液中分次添加精炼剂，并使得温度保持在合金配制过程中的降温温度，精炼剂在添加时分两次添加，在熔炉内部温度为750-800℃时，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣；在熔炉内部温度为700-750℃时，加入精炼剂进行第二次精炼，然后静置扒渣，第一次精炼和第二次精炼静置的时间均为0.5-1h，且在第二次精炼的温度在720℃时为最佳，在投料时可通过惰性气体将精炼剂喷入铝液中，精炼剂的组成成分包括氯化钾、氯化钠和六氟合铝酸钠，且精炼剂在两次投入质量分别占铝材料总质量的0.4%和0.2%；
（5）除气净化：排出合金液中的气体，将合金液中的氢含量控制在一定范围内，合金液中的氢含量在0.001ml/g；
（6）浇铸：将合金液采用倾斜浇铸的方式，形成铝合金铸锭，进行均匀化处理后，再进行光谱分析，筛选掉百分比含量不合格的铝锭；
（7）合金轧制：将合格的铝合金铸锭置入轧机，在一定的温度下通过连续轧制形成铝合金杆，随后对铝合金杆进行退火处理，导入轧机的温度在450-550℃范围内，终轧温度在250-300℃范围内，退火操作在退火炉中进行，且采用通风冷却至自然温度；
（8）合金线成型：将退火处理后的铝合金杆根据需要的直径进行拉丝，得到合金导线线芯，最后进行热处理即可得到高强度的合金导线线芯，热处理的温度在150-170℃，保温时长在3-5h。
本发明专利通过添加铝以外的金属物质，可以降低成缆线路运输的损耗，通过热处理工艺可以使合金线获得较好抗拉强度、良好的塑性和韧性，解决了目前的合金导线芯在实际使用时仍有一定的缺陷，其不仅抗拉强度不够，而且电阻的热稳定性较差，造成导电率降低的问题，该工艺可使导线芯具备抗拉强度和导电率高，有效降低输电损失的优点，值得推广。
尽管已经示出和描述了本发明专利的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：
原材料选择：首先确定合金导线的主体材料为铝，并对铝原料进行光谱分析，以符合重熔用铝锭国家标准为最佳；
铝材料熔化：将铝材料投入熔化炉内部，加热至一定的温度并在该温度下保温一段时间，同时配以搅拌操作；
合金配制：向熔融状态下的铝液中按照一定的比重添加铁、铜、镁和铍四种原料，升温至一定温度保温一段时间，随后进行降温；
精炼加工：向上述熔融的金属液中分次添加精炼剂，并使得温度保持在合金配制过程中的降温温度；
除气净化：排出合金液中的气体，将合金液中的氢含量控制在一定范围内；
浇铸：将合金液采用倾斜浇铸的方式，形成铝合金铸锭，进行均匀化处理后，再进行光谱分析，筛选掉百分比含量不合格的铝锭；
合金轧制：将合格的铝合金铸锭置入轧机，在一定的温度下通过连续轧制形成铝合金杆，随后对铝合金杆进行退火处理；
合金线成型：将退火处理后的铝合金杆根据需要的直径进行拉丝，得到合金导线线芯，最后进行热处理即可得到高强度的合金导线线芯。
2.根据权利要求1所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，在进行铝材料的光谱分析时采用光谱分析器，铝材料的质量要符合GB/T1196-2008标准。
3.根据权利要求1所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，熔化炉内部的温度在700-800℃，且保温的时间为1-1.5h。
4.根据权利要求1所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，铁、铜、镁和铍所占的比重分别为Fe≤0.40%，Cu:0.05%-0.35%，Mg:0.01%-0.20%，Be:0.001%-0.10%，余量为铝和不可避免杂质。
5.根据权利要求1所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，加入原料后的升温温度1650-1850℃范围内，降温温度在700-800℃范围内。
6.根据权利要求1所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（4）中，精炼剂在添加时分两次添加，在熔炉内部温度为750-800℃时，加入精炼剂进行第一次精炼，然后静置扒渣；在熔炉内部温度为700-750℃时，加入精炼剂进行第二次精炼，然后静置扒渣。
7.根据权利要求6所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（4）中，第一次精炼和第二次精炼静置的时间均为0.5-1h，且在第二次精炼的温度在720℃时为最佳，在投料时可通过惰性气体将精炼剂喷入铝液中。
8.根据权利要求1所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（4）和（5）中，精炼剂的组成成分包括氯化钾、氯化钠和六氟合铝酸钠，且精炼剂在两次投入质量分别占铝材料总质量的0.4%和0.2%，合金液中的氢含量在0.001ml/g。
9.根据权利要求1所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（7）中，导入轧机的温度在450-550℃范围内，终轧温度在250-300℃范围内，退火操作在退火炉中进行，且采用通风冷却至自然温度。
10.根据权利要求1所述的一种金属合金导线芯制作工艺，其特征在于：所述步骤（8）中，热处理的温度在150-170℃，保温时长在3-5h。
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