RU2709025C1 - Method of producing aluminum composite wires reinforced with long fiber - Google Patents
Method of producing aluminum composite wires reinforced with long fiber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2709025C1 RU2709025C1 RU2019115904A RU2019115904A RU2709025C1 RU 2709025 C1 RU2709025 C1 RU 2709025C1 RU 2019115904 A RU2019115904 A RU 2019115904A RU 2019115904 A RU2019115904 A RU 2019115904A RU 2709025 C1 RU2709025 C1 RU 2709025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- furnace
- vacuum chamber
- coating
- aluminum composite
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/06—Insulating conductors or cables
- H01B13/16—Insulating conductors or cables by passing through or dipping in a liquid bath; by spraying
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для изготовления длинномерных композитных изделий на основе керамических, борных или углеродных волокон.The invention relates to mechanical engineering and is intended for the manufacture of lengthy composite products based on ceramic, boron or carbon fibers.
Алюминиевый композитный провод предназначен для замены традиционно используемого стального сердечника сталеалюминевого провода, применяемого в линии электропередач (ЛЭП). В сравнении с обычным стальным сердечником такого же сечения при одновременном улучшении механических и прочностных характеристик алюминиевый композитный сердечник увеличивает пропускную способность, что позволяет решить проблему нехватки пропускной способности ЛЭП, не прокладывая новые линии.The aluminum composite wire is designed to replace the traditionally used steel core of the steel-aluminum wire used in power lines. Compared to a conventional steel core of the same cross section, while improving the mechanical and strength characteristics, the aluminum composite core increases the throughput, which allows us to solve the problem of lack of throughput of power lines without laying new lines.
Известен способ, в котором упрочняющий сердечник провода покрывают слоем металлического проводникового материала высокой проводимости, при этом сердечник выполняют из композитного материала с матрицей из синтетической смолы, модифицированной углеродными нанокластерами фуллероидного типа. В качестве металлического проводникового материала высокой проводимости могут быть использованы медь и/или алюминий или сталь или их сплавы с другими веществами (патент РФ №2387035, МПК Н01В 5/10, В82В 1/00, опубл. 20.04.2010).A known method in which the reinforcing core of the wire is coated with a layer of metallic conductive material of high conductivity, the core being made of a composite material with a synthetic resin matrix modified with carbon nanoclusters of the fulleroid type. As a metal conductive material of high conductivity, copper and / or aluminum or steel or their alloys with other substances can be used (RF patent No. 2387035, IPC Н01В 5/10, В82В 1/00, publ. 04/20/2010).
Недостатком аналога является невысокие прочностные характеристики сердечника и полное отсутствие у него проводимости.The disadvantage of the analogue is the low strength characteristics of the core and its complete lack of conductivity.
Известен способ изготовления композитного провода, в котором армирующие волокна сматывают с катушек, пропитывают полимерным связующим, наматывают изготовленную проволоку провода на катушки крутильной машины, скручивают проволоку в провод на крутильных машинах и намотку готового провода на приемный барабан, при этом после смотки армирующих волокон с катушек полученный жгут затягивают в металлическую трубу, пропитывают жгут армирующих волокон в металлической трубе, формуют профиль проволоки провода, при волочении металлической трубы через волоки волочильного стана (патент РФ №2568188, МПК Н01В 5/04, опубл. 10.11.2015).A known method of manufacturing a composite wire, in which the reinforcing fibers are wound from coils, impregnated with a polymer binder, wound the manufactured wire wire onto the coils of a twisting machine, twist the wire into a wire on twisting machines and winding the finished wire onto a receiving drum, while after winding the reinforcing fibers from the coils the resulting tow is pulled into a metal pipe, the tow of reinforcing fibers in the metal pipe is impregnated, the wire profile is formed, while drawing the metal pipe through the dies of the drawing mill (RF patent No. 2568188, IPC НВВ 5/04, publ. 10.11.2015).
Недостатком аналога является полное отсутствие проводимости полимерного сердечника.The disadvantage of this analogue is the complete lack of conductivity of the polymer core.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ изготовления композитных изделий из металлической матрицы и керамических, борных или углеродных волокон, в котором армирующие волокна сматывают с катушек, проводят термическую очистку волокна в трубчатой печи, очищенное волокно вакуумируют в вакуумной печи, протягивают через тигель с расплавленным матричным металлом, в котором расположен ультразвуковой волновод, способствующий проникновению расплава в внутрь волокна, а выходную фильеру устанавливают при выходе волокна из тигля, после чего готовое изделие наматывают на катушку (патент US №6485796, МПК B05D 3/00, B05D 1/18, опубл. 26.11.2002).Closest to the claimed invention is a method of manufacturing composite products from a metal matrix and ceramic, boron or carbon fibers, in which the reinforcing fibers are wound from coils, the fiber is thermally cleaned in a tube furnace, the purified fiber is vacuumized in a vacuum furnace, pulled through a crucible with molten matrix the metal in which the ultrasonic waveguide is located, which facilitates the penetration of the melt into the inside of the fiber, and the output die is installed when the fiber exits from glya, whereupon the finished product is wound on a spool (patent US №6485796, IPC
Недостатком ближайшего аналога является то, что в нем не предусмотрено нанесение защитного покрытия на волокна для исключения химического взаимодействия с расплавом матричного металла в одном технологическом цикле.The disadvantage of the closest analogue is that it does not provide for the application of a protective coating on the fibers to exclude chemical interaction with the molten matrix metal in one technological cycle.
Задача изобретения заключается в увеличении пропускной способности провода линии электропередач, за счет улучшения механических и прочностных характеристик сердечника.The objective of the invention is to increase the bandwidth of the wires of the power line, by improving the mechanical and strength characteristics of the core.
Технический результат заключается в улучшении механических и прочностных характеристик сердечника линии электропередач.The technical result is to improve the mechanical and strength characteristics of the core of the power line.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе для получения алюминиевых композитных проводов, армированных длинномерным волокном, в котором волокно с катушек протягивают через печь для термической очистки волокна от опрета, затем вакуумируют волокно в вакуумной камере, далее помещают в тигель с расплавом и ультразвуковым волноводом, пропускают через выходную фильеру, после чего готовое изделие наматывают на катушку, в отличие от ближайшего аналога, наносят покрытие в ванне с химическим реактивом, являющимся золь-гелем, которую устанавливают между печью для термической очистки волокна от опрета и вакуумной камерой рядом с печью, после чего сушат покрытие.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the method for producing aluminum composite wires reinforced with a long fiber, in which the fiber from the coils is pulled through the furnace for thermal cleaning of fiber from the sizing, then the fiber is vacuumized in a vacuum chamber, then placed in a crucible with with a melt and an ultrasonic waveguide, they are passed through an output die, after which the finished product is wound on a coil, unlike the closest analogue, is coated in a bath with a chemical reagent, which is a sol-gel, which is installed between the furnace for thermal cleaning of fiber from the sizing and the vacuum chamber next to the furnace, after which the coating is dried.
Кроме того, в качестве химического реактива может быть использован золь-гель для нанесения покрытия SiO2.In addition, as a chemical reagent can be used sol-gel for coating SiO 2 .
Кроме того, в качестве химического реактива может быть использован золь-гель для нанесения покрытия TiO2.In addition, a sol-gel for coating TiO 2 can be used as a chemical reagent.
Пример конкретной реализации способаAn example of a specific implementation of the method
Существо изобретения поясняется чертежами, на фиг. 1 изображена принципиальная схема установки для получения алюминиевых композитных проводов, армированных длинномерным волокном, на фиг. 2 изображена зависимость массы углеродного волокна от времени отжига при температуре 600°С покрытия SiO2, на фиг. 3 изображена зависимость массы углеродного волокна от времени отжига при температуре 600°С покрытия TiO2. На схеме обозначено: волокно 1, катушки 2, печь термической очистки волокна от опрета 3, ванна с химическим реактивом 4, печь для сушки покрытия 5, вакуумная камера 6, тигель 7 с расплавом матричного металла, тянущий механизм 8, ультразвуковым волновод 9, выходная фильера 10. Готовое изделие 11 наматывают на катушки 12. Трубки печь-вакуум 13 и трубки вакуум-расплав 14 соединенны последовательно.The invention is illustrated by drawings, in FIG. 1 shows a schematic diagram of an apparatus for producing aluminum composite wires reinforced with long fiber, FIG. 2 shows the dependence of the mass of carbon fiber on the annealing time at a temperature of 600 ° C of the SiO 2 coating; FIG. Figure 3 shows the dependence of the mass of carbon fiber on the annealing time at a temperature of 600 ° С for TiO 2 coating. The diagram shows:
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Непрерывные керамические борные или углеродные волокна 1 подаются из катушек 2 и собираются в круглый пучок. Далее пучок непрерывных волокон подается в печь для термической очистки волокна от опрета 3. Далее на волокно наносится защитное покрытие в ванне с химическим реактивом 4. После этого полученное покрытие подвергают сушке при прохождении пучка волокон через печь для сушки покрытия 5. Затем пучок волокон с покрытием вакуумируют в вакуумной камере 6 перед введением в тигель 7 с расплавом матричного металла. Волокна вытягиваются из подающих катушек тянущем механизмом 8. В тигле с расплавом матричного металла установлен ультразвуковой волновод 9, расположенный в расплаве вблизи волокна, чтобы способствовать проникновению расплава между волокнами. Расплавленный матричный металл композитного изделия охлаждается и кристаллизуется после выхода из тигля через выходную фильеру 10. Готовое изделие 11 собирают на катушку 12.Continuous ceramic boron or
Покрытие SiO2 и TiO2 были нанесены на углеродное волокно двумя разными составами (табл. 1, 2). Нанесение покрытия проводилось посредством погружения волокон в приготовленный золь из растворов.Coating SiO 2 and TiO 2 were deposited on a carbon fiber with two different compositions (Tables 1, 2). The coating was carried out by immersing the fibers in the prepared sol from solutions.
Для оценки защитных свойств покрытия проводили термическую обработку при температуре 600°C с выдержкой от 1 до 6 ч. Углеродные волокна взвешивались на аналитических весах для оценки изменения массы в процессе отжига. Изменение массы углеродного волокна в процессе выдержки показано на фиг. 2, фиг. 3. Из фиг. 2, фиг. 3 видно, что нанесение покрытия на углеродное волокно препятствует окислению углеродного волокна, тем самым его можно использовать в качестве защитного покрытия.To assess the protective properties of the coating, heat treatment was carried out at a temperature of 600 ° C with a holding time of 1 to 6 hours. Carbon fibers were weighed on an analytical balance to assess the change in mass during annealing. The change in carbon fiber mass during the holding process is shown in FIG. 2, FIG. 3. From FIG. 2, FIG. 3 shows that the coating on the carbon fiber prevents the oxidation of the carbon fiber, thereby it can be used as a protective coating.
Итак, заявляемое изобретение позволяет улучшить механические и прочностные характеристики сердечника провода линии электропередач, тем самым увеличивает его пропускную способность.So, the claimed invention allows to improve the mechanical and strength characteristics of the core of the wire of the power line, thereby increasing its throughput.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115904A RU2709025C1 (en) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | Method of producing aluminum composite wires reinforced with long fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115904A RU2709025C1 (en) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | Method of producing aluminum composite wires reinforced with long fiber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2709025C1 true RU2709025C1 (en) | 2019-12-13 |
Family
ID=69006864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115904A RU2709025C1 (en) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | Method of producing aluminum composite wires reinforced with long fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2709025C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759840C1 (en) * | 2020-09-29 | 2021-11-18 | Общество с ограниченной ответственностью «ЦФАЛ» | Composite material with aluminum matrix and carbon fiber and method for its production |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3913657A (en) * | 1974-07-17 | 1975-10-21 | Us Energy | Method and apparatus for fabricating a composite structure consisting of a filamentary material in a metal matrix |
US6485796B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-11-26 | 3M Innovative Properties Company | Method of making metal matrix composites |
RU2387035C1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-04-20 | Фердинанд Иренеушевич Стасюлевич | Wire with composite material core |
RU2568188C2 (en) * | 2013-06-14 | 2015-11-10 | Дмитрий Григорьевич Сильченков | Wire for overhead transmission lines and method of its manufacturing |
-
2019
- 2019-05-23 RU RU2019115904A patent/RU2709025C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3913657A (en) * | 1974-07-17 | 1975-10-21 | Us Energy | Method and apparatus for fabricating a composite structure consisting of a filamentary material in a metal matrix |
US6485796B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-11-26 | 3M Innovative Properties Company | Method of making metal matrix composites |
RU2387035C1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-04-20 | Фердинанд Иренеушевич Стасюлевич | Wire with composite material core |
RU2568188C2 (en) * | 2013-06-14 | 2015-11-10 | Дмитрий Григорьевич Сильченков | Wire for overhead transmission lines and method of its manufacturing |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759840C1 (en) * | 2020-09-29 | 2021-11-18 | Общество с ограниченной ответственностью «ЦФАЛ» | Composite material with aluminum matrix and carbon fiber and method for its production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108580578B (en) | A kind of manufacturing method of II grade of loose aluminum cald steel wire of bridge cable | |
RU2709025C1 (en) | Method of producing aluminum composite wires reinforced with long fiber | |
CN101036923A (en) | Prestressed aluminum-cladding stranded wire | |
CN102664086B (en) | Insulation processing method of MgB2 wire strip | |
CN103193398A (en) | Preparation method of high-temperature-resistant optical fiber by carrying out high-speed drawing forming once | |
US9460830B2 (en) | Particle loaded, fiber-reinforced composite materials | |
CN103172265B (en) | A kind of high strength glass fiber and preparation method thereof | |
CN108773997B (en) | Production process of basalt chopped fibers | |
RU2013126953A (en) | WIRING FOR ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE | |
WO2013131220A1 (en) | Aluminum-clad steel stranded wire and production method therefor | |
JP2014145123A (en) | Method of producing high strength steel wire | |
RU93736U1 (en) | INSTALLATION FOR PRODUCING COMPOSITE POLYMERIC REINFORCEMENT | |
CN102491635A (en) | Production process and equipment of glass fiber strands | |
CN202369499U (en) | Split glass fiber drawing machine | |
RU2413799C1 (en) | Procedure for strengthening carbon fibres | |
CN106637559A (en) | Making method of polyester thread | |
CN102179944A (en) | Process for producing large-caliber epoxy glass fiber pultruded pipe | |
CN108515086A (en) | A kind of manufacturing method of the continuous aluminum alloy fiber of micron order super-strength | |
RU2648900C2 (en) | Method of production of composite fittings and device for its implementation | |
CN101814338A (en) | Composite material reinforcing lead and production method thereof | |
CN106128567A (en) | A kind of high temperature resistant radioprotective electric wire and preparation method thereof | |
US20210198811A1 (en) | Multi-Component Fibre and Production Method | |
CN101789289B (en) | Manufacturing method of carbon fiber composite core | |
CN110325297B (en) | Method for manufacturing copper wire | |
JP2008284581A (en) | Method for manufacturing wire rod, and wire drawing equipment |