鋁合金電力電纜用合金導體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁合金電力電纜用合金導體及其制備方法，鋁合金電力電纜用合金導體主要生產方法為連鑄連軋－擠出型線－型線絞合，鋁合金導體中各成份（質量百分數）控制如下：Si≤0.07wt％，(Cr+V+Mn+Ti)≤0.01?wt％，B為?0.03~0.1wt％，Fe為0.40~0.9wt％，其余為鋁和不可避免的雜質，采用該工藝方法生產的鋁合金導體具有導電性能優(yōu)異、較好的抗蠕變性和延伸性，可以提高電纜與終端連接的可靠性和安全性；同時用一道擠出鋁合金型線工序代替常規(guī)生產的拉絲、退火兩道工序，不僅節(jié)約工序，減少工時制造成本，而且采用該工藝方法生產的鋁合金線性能均勻穩(wěn)定，提高成品合格率。
【專利說明】鋁合金電力電纜用合金導體及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力電纜用導體，特別涉及一種鋁合金電力電纜用合金導體及其制備方法。
【背景技術】 [0002]在相同重量的前提下，鋁的導電能力是銅的兩倍；在相同導電流能力的前提下，鋁的價格是銅的六分之一，鋁芯電纜性價比遠高于銅芯電纜，因此，鋁芯電纜的應用越來越受到行業(yè)的重視。鋁芯電纜雖然較大的技術經濟優(yōu)勢，但是由于普通電工鋁抗蠕變性能和延伸性能差、高溫穩(wěn)定性差，導致其終端存在不安全性，從而制約了其廣泛推廣。為了解決常規(guī)鋁芯導體存在的不足，為此，人們開發(fā)了抗蠕變性能好、與終端連接可靠的8000系列鋁合金導體電纜來滿足市場要求。對于制造企業(yè)來說，鋁合金導體電纜市場需求量大、附加值高，并順應了國家倡導的建設資源節(jié)約型社會的大趨勢。同時，為保證產品各性能穩(wěn)定，對該產品生產工藝提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
[0003]目前很多企業(yè)生產的鋁合金導體電纜用鋁合金導體為常規(guī)鋁導體的制造工藝，即通過連鑄連軋一拉絲一退火一絞合等工序生產，在連鑄連軋過程中添加適量的合金成份。專利申請?zhí)枮?01010290234.6，名稱為:特軟鋁合金導體及其制備方法的專利申請公開了鋁合金導體的制備方法為連鑄連軋一拉絲一退火等步驟，然而采用該工藝容易造成退火不均勻，從而導致性能不穩(wěn)定，合格率低，效率低等問題。
[0004]人們知道由于鋁合金絲的電性能和機械性能是相互制約的，為了保證鋁合金絲的機械性能，而不得不犧牲一部分電性能。為了保證整個鋁合金導體電阻合格，人們不得不通過增加導體截面積來降低導體電阻，由于導體截面的增加從而增加了材料用量，導致成本增加，因此，如何在截面不變的情況下，保證鋁合金導體的電性能與純鋁導體的電性能一致，強度、抗蠕變型和延伸性優(yōu)于鋁導體，這仍有改進空間。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決上述不足，提供一種導電性能、抗蠕變性和延伸性好，產品合格率高的鋁合金電力電纜用8000系合金導體。
[0006]實現本發(fā)明目的的技術方案是一種鋁合金電力電纜用合金導體，鋁合金電力電纜用合金導體中各元素質量百分數控制如下=Si ( 0.07wt%, (Cr+V+Mn+Ti) ( 0.01wt%,B為0.03~0.lwt%, Fe為0.40~0.9wt%，其余為鋁和不可避免的雜質。
[0007]上述的鋁合金電力電纜用合金導體，其特征在于:鋁合金電力電纜用合金導體中各元素質量百分數控制如下:Si ^ 0.07wt%, (Cr+V+Mn+Ti) ^ 0.01 wt%，B 為(0.03~0.1)wt%, ?6為(0.40~0.9)?丨％，稀土元素1^為(0.001~1.0)￥丨％，其余為鋁和不可避免的雜質。
[0008]上述的鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:制備工藝流程包括:
(I)連鑄連軋出鋁合金桿；(2)擠出鋁合金型線；(3)形成單根鋁合金線的成品；或進行多根鋁合金線絞合，其中步驟(1)中鋁合金桿連鑄連軋的工序為:(1)鋁錠熔煉；(2)合金成份配置；(3)澆鑄；(4)軋桿；(5)收桿。
[0009]上述的鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:具體包括如下步驟:
[0010](I)將電工鋁錠抽樣進行元素含量分析確定需添加的各合金重量配方，而后將電工鋁放入鋁錠熔煉爐中熔化；
[0011](2)按(I)中確定的各合金 重量配方，將鋁鐵合金錠及鋁硼合金錠和或稀土合金錠放入鋁錠熔煉爐中，經均勻攪拌、精煉除氣，精煉溫度為71(T750 V，精煉時間為1(T20分鐘，然后再除渣、靜置，靜置時間為1(T30分鐘，最后取樣分析；
[0012](3)澆鑄，澆鑄溫度680~730V ；
[0013](4)軋制，入軋溫度460~520V，軋制成鋁合金桿；
[0014](5)擠出鋁合金線，鋁合金桿經康仿擠鋁機擠出鋁合金線，擠出溫度在400~450°C，壓縮比為5~35 ;
[0015](6)完成單根鋁合金線成品，或進行多根鋁合金線絞合，多根鋁合金線絞合為將鋁合金線經過絞線機絞合成成型。
[0016]上述的鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所用原材料電工鋁錠其成份:A1 ≥ 99.70 wt%,Si≤ 0.07wt%, (Cr+V+Mn+Ti) ≤ 0.015wt%，步驟(6 )中，當為多根鋁合金線絞合時，絞合層數為I~4層。
[0017]上述的鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:步驟(2)中取樣分析為分析合金成份，當分析結果為未達到要求時，通過添加中間合金錠使得合金導體中各元素質量百分數符合下列條件:Si≤0.07wt%，(Cr+V+Mn+Ti) ≤0.01 wt%，B為
0.03~0.lwt%, Fe為0.40~0.9wt%，其余鋁和不可避免的雜質。
[0018]上述的鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:步驟(2)中取樣分析兵#?合金成份，當分析結果為未達到要求時，通過添加合金錠使得合金導體中各元素質量百分數符合下列條件:Si≤0.07wt%，(Cr+V+Mn+Ti) ^ 0.01 wt%，B為
0.03~0.lwt%,Fe為0.40~0.9wt%，其余為稀土元素及不可避免的雜質和鋁。
[0019]上述的鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:步驟(4)中鋁合金桿的抗張強度為110~140MPa，伸長率≥10%，鋁合金桿20°C時導體電阻率≤0.028735 Q ? mm2/m ；
[0020]上述的鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于步驟(5)采用康仿擠出工藝一次擠出多根單線。步驟(5)中所制備的鋁合金導體中鋁合金線的抗張強度≥103MPa，伸長率≥10%，鋁合金線20°C時導體電阻率≤0.028264 Q ? mm2/m鋁合金單線的截面形狀為圓形、“凹”形、“凸”形、“Z”、“S”、梯形、扇形或瓦形中一種。
[0021]本發(fā)明具有積極的效果:(I)采用該工藝方法生產的列鋁合金導體具有導電性能好、較好的抗蠕變性和延伸性，提高了到提高了電纜與終端連接的可靠性和安全性；(2)用一道擠出鋁合金線工序代替拉絲、退火兩道工序，節(jié)約工序，減少工時制造成本，提高穩(wěn)定性；(3采用該工藝方法生產的鋁合金線性能均勻穩(wěn)定，提高成品合格率；(4)采用擠出的方法鋁合金線型線尺寸精確，可以生產各種形狀各種截面的產品?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0022]為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0023]圖1為本發(fā)明制造方法的工藝流程圖
【具體實施方式】
[0024](實施例1)
[0025]按照圖1工藝，檢測原材料，選擇牌號為AL99.85A鋁錠8T，抽樣進行化學分析(成份見表I )，放入鋁錠熔煉爐中熔化，加入牌號為AlFelO的鋁鐵合金錠400kg，牌號是AlB3的鋁硼合金錠160kg，經均勻攪拌、精煉除氣，精煉溫度725°C，精煉時間10分鐘，除渣，靜置，靜置時間15分鐘，取樣分析(根據成份分析結果適時補充材料，檢測調控各元素含量，見表2)，然后進行澆鑄，澆鑄溫度680°C，入軋溫度480°C，軋制成$ 15.0mm的鋁合金桿，擠出溫度410°C，鋁合金桿的性能如表3，鋁合金桿經康仿擠鋁機擠出鋁合金線，形狀為瓦形，截面壓縮比為17.7，鋁合金線截面為10.0_2，鋁合金線的性能見表4，用同品質的該鋁合金線經過絞線機絞合成標稱截面為150 mm2的鋁合金導體，鋁合金導體的性能見表5。
[0026](實施例2)
[0027]按照圖1工藝，檢測原材料，選擇牌號為AL99.85A鋁錠8T，抽樣進行化學分析(成份見表I )，放入鋁錠熔煉爐中熔化，加入牌號為AlFelO的鋁鐵合金錠400kg，牌號是AlB3的鋁硼合金錠160kg，牌號是AlRe4稀土合金錠70kg，經均勻攪拌、精煉除氣，精煉溫度735°C，精煉時間10分鐘，除渣，靜置，靜置時間10分鐘，取樣分析(根據成份分析結果適時補充材料，檢測調控各元素含量，見表2)，然后進行澆鑄，澆鑄溫度705°C，入軋溫度490°C，軋制成15.0mm的招合金桿,擠出溫度420°C招合金桿的性能如表3,招合金桿經康仿擠招機擠出鋁合金線，截面壓縮比為17.7，鋁合金線截面為10.0mm2，形狀為扇形，鋁合金線的性能見表4，用同品質的該鋁合金線經過絞線機絞合成標稱截面為150 mm2的鋁合金導體，鋁合金導體的性能見表5。
[0028](實施例3)
[0029]按照圖1工藝，檢測原材料，選擇牌號為AL99.70A鋁錠8T，抽樣進行化學分析(成份見表I )，放入鋁錠熔煉熔中熔化，加入牌號為AlFe20的鋁鐵合金錠170kg，牌號是AlB3的鋁硼合金錠180kg，牌號是AlRe4稀土合金錠60kg，經均勻攪拌、精煉除氣，精煉溫度735°C，精煉時間10分鐘，除渣，靜置，靜置時間15分鐘，取樣分析(根據成份分析結果適時補充材料，檢測調控各元素含量，見表2)，然后進行澆鑄，澆鑄溫度705°C，入軋溫度490°C，軋制成0 15.0mm的鋁合金桿，擠出溫度430°C，鋁合金桿的性能如表3，鋁合金桿經康仿擠鋁機擠出鋁合金線，形狀為“S”截面壓縮比為17.7，鋁合金線截面為10.0mm2，鋁合金線的性能見表4，用同品質的該鋁合金線經過絞線機絞合成標稱截面為150 mm2的鋁合金導體，鋁合金導體的性能見表5。
[0030](實施例4)
[0031]按照圖1工藝，檢測原材料，選擇牌號為AL99.70A鋁錠8T，抽樣進行化學分析(成份見表1)，放入鋁錠熔煉爐中熔化，加入牌號為AlFelO的鋁鐵合金錠400kg，牌號是AlB3的鋁硼合金錠160kg，牌號是AlRe4稀土合金錠70kg，經均勻攪拌、精煉除氣，精煉溫度730°C，精煉時間20分鐘，除渣，靜置，靜置時間30分鐘，取樣分析(根據成份分析結果適時補充材料，檢測調控各元素含量，見表2)，然后進行澆鑄，澆鑄溫度750°C，入軋溫度500°C，軋制成C 15.0mm的招合金桿,擠出溫度420°C,招合金桿的性能如表3,招合金桿經康仿擠鋁機擠出鋁合金線，形狀為凹形，截面壓縮比為17.7，鋁合金線截面為10.0mm2，鋁合金線的性能見表4，用同品質的該鋁合金線經過絞線機絞合成標稱截面為150 mm2的鋁合金導體，鋁合金導體的性能見表5。
[0032]表1原材料各成份情況(wt % )
[0033]
【權利要求】
1.一種鋁合金電力電纜用合金導體及其制備方法，其特征在于:鋁合金電力電纜用合金導體中各元素質量百分數控制如下:Si≤0.07wt%，(Cr+V+Mn+Ti)≤0.01wt%，B為0.03~0.lwt%, Fe為0.40~0.9wt%，其余為鋁和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的鋁合金電力電纜用合金導體，其特征在于:鋁合金電力電纜用合金導體中各元素質量百分數控制如下=Si ( 0.07wt%, (Cr+V+Mn+Ti) ≤ 0.01 wt%,B為(0.03 ~0.l)wt%，Fe 為(0.40~0.9)wt%，稀土元素 Re 為(0.001 ~1.0)wt %，其余為鋁和不可避免的雜質。
3.—種如權利要求1或2所述鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:制備工藝流程包括:(I)連鑄連軋出鋁合金桿；(2)擠出鋁合金型線；(3)形成單根鋁合金線的成品；或進行多根鋁合金線絞合，其中步驟(1)中鋁合金桿連鑄連軋的工序為:(I)鋁錠熔煉；(2)合金成份配置；(3)澆鑄；(4)軋桿；(5)收桿。
4.根據權利要求3所述鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:具體包括如下步驟: (1)將電工鋁錠抽樣進行元素含量分析確定需添加的各合金重量配方，而后將電工鋁放入鋁錠熔煉爐中熔化； (2)按(I)中確定的各合金重量配方，將鋁鐵合金錠及鋁硼合金錠和或稀土合金錠放入鋁錠熔煉爐中，經均勻攪拌、精煉除氣，精煉溫度為71(T750°C，精煉時間為1(T20分鐘，然后再除渣、靜置，靜置時間為1(T30分鐘，最后取樣分析； (3)澆鑄，澆鑄溫度68(T730°C； (4)軋制，入軋溫度46(T520°C，軋制成鋁合金桿； (5)擠出鋁合金線，鋁合金桿經康仿擠鋁機擠出鋁合金線，擠出溫度在400~450°C，壓縮比為5~35 ； (6)完成單根鋁合金線成品，或進行多根鋁合金線絞合，多根鋁合金線絞合為將鋁合金線經過絞線機絞合成成型。
5.根據權利要求4所述鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所用原材料電工鋁錠其成份:A1≥99.70 wt %, Si ( 0.07wt %,(Cr+V+Mn+Ti) ^0.015wt% ,步驟(6)中，當為多根鋁合金線絞合時，絞合層數為I~4層。
6.根據權利要求5所述鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:步驟(2)中取樣分析合金成份，當分析結果為未達到要求時，通過添加中間合金錠使得合金導體中各元素質量百分數符合下列條件:Si ( 0.07wt%, (Cr+V+Mn+Ti) ^ 0.01 wt%，B為0.03~0.lwt%, Fe為0.40~0.9wt%，其余鋁和不可避免的雜質。
7.根據權利要求5所述鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:步驟(2)中取樣分析合金成份，當分析結果為未達到要求時，通過添加合金錠使得合金導體中各元素質量百分數符合下列條件:Si≤0.07wt%，(Cr+V+Mn+Ti) ^ 0.01 wt%，B為0.03~0.lwt%,Fe為0.40~0.9wt%，其余為稀土元素及不可避免的雜質和鋁。
8.根據權利要求5所述鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于:步驟(4)中鋁合金桿的抗張強度為110~140MPa，伸長率≥10%，鋁合金桿20°C時導體電阻率^ 0.028735 Q ? mm2/m。
9.根據權利要求5所述鋁合金電力電纜用合金導體的制備方法，其特征在于步驟(5)采用康仿擠出工藝一次擠出多根單線。步驟(5)中所制備的鋁合金導體中鋁合金線的抗張強度≥103MPa，伸長率≥10%，鋁合金線20°C時導體電阻率≤0.028264 Q ? mm2/m鋁合金單線的截面形狀為圓形、“凹”形、“凸”形、“Z”、“S”、梯形、扇形或瓦形中一種。
【文檔編號】H01B13/00GK103578597SQ201210251544
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月19日 優(yōu)先權日:2012年7月19日
【發(fā)明者】汪傳斌, 徐靜, 孫利軍, 成祥, 夏霏霏, 陸正榮, 蔣華娟, 周澤, 李世霞, 孟富強, 何敏 申請人:遠東電纜有限公司, 江蘇新遠東電纜有限公司, 遠東復合技術有限公司