DE05356180T1 - Verkupferter Aluminium Strangkabel und sein Herstellungsverfahren - Google Patents

Verkupferter Aluminium Strangkabel und sein Herstellungsverfahren Download PDF

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Abstract

Elektrischer Leiter des Typs Aluminiumkabel mit mindestens einer Litze auf Basis von leitenden Drähten (1) mit einer Seele (2) aus Aluminium, die mit einer Zwischenschicht (3) aus Kupfer beschichtet ist, die ihrerseits mit einer Beschichtung (4) aus Nickel beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß:
– die Beschichtung (4) aus Nickel eine Dicke (E) zwischen ca. 1,3 μm und 3 μm hat,
– die Beschichtung (4) aus Nickel eine Kontinuität hat, die ausreicht, einem Kontinuitätstest in einem Bad aus Polysulfid (37) für mindestens 30 Sekunden zu widerstehen, ohne Angriffszonen (42) von sichtbarem Kupfer bei einer Vergrößerung von × 10 erscheinen zu lassen.

Claims (22)

  1. Elektrischer Leiter des Typs Aluminiumkabel mit mindestens einer Litze auf Basis von leitenden Drähten (1) mit einer Seele (2) aus Aluminium, die mit einer Zwischenschicht (3) aus Kupfer beschichtet ist, die ihrerseits mit einer Beschichtung (4) aus Nickel beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß: – die Beschichtung (4) aus Nickel eine Dicke (E) zwischen ca. 1,3 μm und 3 μm hat, – die Beschichtung (4) aus Nickel eine Kontinuität hat, die ausreicht, einem Kontinuitätstest in einem Bad aus Polysulfid (37) für mindestens 30 Sekunden zu widerstehen, ohne Angriffszonen (42) von sichtbarem Kupfer bei einer Vergrößerung von × 10 erscheinen zu lassen.
  2. Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (E) der Beschichtung (4) aus Nickel zwischen ca. 2 μm und 3 μm liegt.
  3. Leiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (E) der Beschichtung (4) aus Nickel ca. 2,3 μm beträgt.
  4. Leiter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kabel von sieben Litzen mit jeweils 10 oder 15 Drähten besteht, wobei die Drähte einen einheitlichen Durchmesser von ca. 0,51 mm haben.
  5. Leiter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kabel von sieben Litzen mit jeweils 19 Drähten besteht, wobei die Drähte einen einheitlichen Durchmesser von ca. 0,275 mm haben.
  6. Leiter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kabel besteht, das eine Litze von 61 Drähten mit einem Durchmesser von ca. 0,32 mm enthält.
  7. Leiter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kabel besteht, das eine Litze mit 37 Drähten mit einem Durchmesser von ca. 0,32 mm oder 0,25 mm enthält.
  8. Leiter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kabel besteht, das eine Litze (5, 6) von 19 Drähten mit ca. 0,30 oder 0,25 oder 0,20 mm enthält.
  9. Leiter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zentralen Draht (7a) aus einer Legierung von vernickeltem Kupfer enthält, der von sechs Drähten (7b-7g) aus verkupfertem, vernickeltem Aluminium von ca. 0,25 oder 0,20 mm Durchmesser umgeben ist.
  10. Leiter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel mit einem oder mehreren gegenläufig konzentrischen oder gleichläufig konzentrischen Litzen verseilt ist.
  11. Leiter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Litze oder die Litzen und/oder das Kabel mit einer Isolierschicht aus Polyimid und einer äußeren Schicht aus Polytetrafluorethylen beschichtet sind.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Leiters nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem man ein Herstellverfahren für einen verkupferten und vernickelten Aluminiumdraht vorsieht, das folgende Schritte enthält: a) Bereitstellen eines Rohdrahtes (8) mit einer Seele aus Aluminium (8a), die mit einer Schicht aus Kupfer (8b) beschichtet ist, die 10 Volumen% bis 20 Volumen% darstellt, mit einem Durchmesser (DI), der zwischen dem zweifachen und dem fünffachen des endgültigen Durchmessers (DF), der für den Draht gewünscht wird, liegt, b) Entfetten des Rohdrahtes (8), c) Behandeln mit einer Ätzung des Rohdrahtes (8) mit sulfatischer Säure (14), d) Abscheiden einer Schicht aus Nickel mittels Elektrolyse in einem Elektrolysenbad (21) aus wässrigem Nickelsulfamat auf den Rohdraht (8), e) Spülen des erhaltenen Drahtes mit demineralisiertem Wasser, f) Ziehen des erhaltenen Drahtes in reinem Öl bis zum endgültigen Durchmesser, g) Verseilen mehrerer so erhaltener Drähte zu Bündeln von Drähten, h) Unterziehen eines Glühens unter neutralem Gas.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes h) des Glühens unter neutralem Gas das neutrale Gas Stickstoff ist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes h) des Glühens unter neutra lem Gas die Temperatur während einer Dauer von mindestens ungefähr zwei Stunden bei ungefähr 250°C liegt.
  15. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes d) die Temperatur des Elektrolysebades (21) zwischen ca. 55°C und 65°C gehalten wird, der pH-Wert des Elektrolysebades (21) zwischen ungefähr 2,3 und 3,0 gehalten wird, die Stromdichte (j) zwischen 10 und 16 A/dm2 liegt, die Konzentration von Nickel unter ca. 140 Gramm pro Liter im Elektrolysebad (21) ist.
  16. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes d) die Temperatur des Elektrolysebades (21) bei ungefähr 60°C liegt, der pH-Wert des Elektrolysebades (21) bei ungefähr 2,4, die Stromdichte bei ungefähr 15 bis 16 A/dm2 ist.
  17. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es einen vorhergehenden Schritt a0) des Kalibrierens des Rohdrahtes (8) aus verkupfertem Aluminium hinsichtlich Abmessung und hinsichtlich Härte enthält.
  18. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem eventuellen Schritt des Kalibrierens a0) der Rohdraht (8) aus verkupfertem Aluminium eine Bruchlast von unterhalb oder gleich etwa 20 daN/mm2 hat und eine Längung von ungefähr zwischen 2 und 3 %.
  19. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes c) das Bad aus sulfatischer Säure eine Konzentration von ungefähr 40 Gramm pro Liter hat.
  20. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangsdurchmesser (DI) des Rohdrahtes (8) aus verkupfertem Aluminium zwischen ungefähr 1,2 und 0,8 mm liegt, die Abscheidung von Nickel sich gemäß einer Dicke von ungefähr 10 bis 15 μm bewirkt, der endgültige Durchmesser des Drahtes (1) aus verkupfertem und vernickeltem Aluminium zwischen ungefähr 0,51 mm und 0,20 mm liegt.
  21. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt b) des Entfettens des Drahtes enthält: b1) Entfetten des Rohdrahtes (8) mittels Ultraschall, b2) Bearbeiten des Rohdrahtes (8) mittels einer anodischen Entfettung in einem Bad (11), das Natron und Tenside enthält, b3) Spülen des Rohdrahtes (8) mit demineralisiertem Wasser.
  22. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drähten mit einem Durchmesser von weniger oder gleich 0,25 mm man den Schritt g) des Verseilens vor dem Schritt h) des Glühens durchführt, während man bei Drähten mit größerem Durchmesser den Schritt h) des Glühens vor dem Schritt g) des Verseilens durchführt.
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