專利名稱：高導電性高強度耐熱鋁合金導線及其制造方法、導線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電纜的導線及其制造方法、導線，特別是一種高導電性、 高強度、耐熱鋁合金導線及其制造方法，以及采用該高導電性、高強度、耐熱 鋁合金導線的導線。
背景技術：
現(xiàn)有技術的輸變電線路上所采用的導線有普通鋼芯鋁絞線、鋁包鋼芯鋁絞 線、耐熱合金導線，高強度合金導線等，由于使用的是普通絞線或單一性能的 導線，不能滿足電纜同時具有高導電性、高強度、耐熱性能的要求。為此人們
對電纜進行了改進，如中國專利申請?zhí)?00610069052.X所公開的技術方案中， 耐熱性能長期運行可達到15(TC以上，導電率可達到60%IACS，而抗拉強度則 均未超過200MPa，該技術方案對鋁合金桿進行熱處理，既費時又費電，使得產(chǎn) 品在熱處理工序上大量積壓，造成連續(xù)生產(chǎn)制約瓶頸，也會因大量耗時、耗電 而增加產(chǎn)品的成本，同時，由于這種耐熱導線強度低，而作為加強元件的普通 鍍鋅鋼絲，預熱后線膨脹系數(shù)大，導線溫度升高，弧垂增加，將影響線路的安 全運行。中國專利申請?zhí)?00610030805.6所公開的技術方案，雖然抗拉強度能 達到265MPa以上，但耐熱性能長期運行溫度達不到150°C，而且導電率只能達 到53.0。/。IACS，也難以同時滿足對導線高導電性、高強度、耐熱的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高導電性高強度耐熱鋁合金導線及其制造方法、 導線，要解決的技術問題滿足電纜同時具有高導電性、高強度、耐熱性。
4本發(fā)明采用以下技術方案 一種高導電性高強度耐熱鋁合金導線，所述高
導電性高強度耐熱鋁合金導線包含的重量百分比為鋯Zr0.10 0.40。/。、鐵Fe 0.10 0.80%、硅Si 0.04 0.30%、鎂Mg0.50 0.80%、稀土 RE 0.10 0.30%， 銅01<0.01%，其余為鋁A1。
本發(fā)明的高導電性高強度耐熱鋁合金導線包含的重量百分比為鋯Zr 0.28%、鐵Fe 0.49%、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62°/。、稀土 RE 0.18%，銅Cu<0.01%， 其余為鋁A1。
本發(fā)明的高導電性高強度耐熱鋁合金導線中按重量百分比鈦Ti、釩V、錳 Mn、和鉻0"元素之和<0.01%。
一種高導電性高強度耐熱鋁合金導線的制造方法，包括以下步驟 一、按 重量百分比鋯Zr0.10 0.40。/。、鐵Fe0.10 0.80。/。、硅Si 0.04 0.30%、鎂 Mg0.50 0.80%、稀土RE0.10 0.30。/。，銅Cu<0.010/0，其余為鋁Al，放入爐 內(nèi)；二、用2 4小時升溫到735 755。C之間，在每分鐘不大于10周的速度范 圍內(nèi)攪拌，時間不少于5分鐘；三、除渣后的鋁合金液體靜置40 50分鐘，溫 度控制在735 755。C之間；四、進入鋁桿連鑄連軋機組，鑄坯進軋溫度高于 490°C，得到鋁合金桿；五、將鋁合金桿在鋁合金拉絲機上拉制得到鋁合金單線； 六、時效熱處理，熱處理溫度為160°C 280°C，熱處理時間為150 360分鐘， 自然冷卻得到高導電性高強度耐熱鋁合金導線。
本發(fā)明方法的鋁Al為重熔用鋁錠。
本發(fā)明方法的攪拌控制鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01%以下。 本發(fā)明的方法在鋁合金拉絲機上拉制潤滑液溫度不高于60°C 。 一種導線，所述導線采用高導電性高強度耐熱鋁合金導線，以高強度鋼絞 線為芯線，同心式絞合構成，所述高導電性高強度耐熱鋁合金導線包含的重量百分比為鋯Zr0.10 0.40Q/。、鐵Fe0.10 0.80。/。、硅Si 0.04 0.30。/。、鎂Mg0.50 0.80%、稀土RE0.10 0.30。/。，銅01<0.01%，其余為鋁Al。
本發(fā)明導線的高導電性高強度耐熱鋁合金導線為進行三級導輪預變形處理 同心絞合的鋁合金導線。
本發(fā)明導線的高導電性高強度耐熱鋁合金導線包含的重量百分比為鋯Zr 0.28%、鐵Fe 0.49%、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62%、稀土 RE 0.18%，銅Cu<0.01%， 其余為鋁A1，鈦Ti、釩V、錳Mn、和鉻0元素之和<0.01%。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，同時具有高導電性，導電率可達到58.0%IACS以 上，高強度，抗拉強度達到265MPa以上，耐熱性能長期運行達到15(TC以上的 高導電性高強度耐熱鋁合金導線，可以有效增加3線輸電能力，同時可增大導 線敷設跨度，進一步降低投資成本。


圖1是本發(fā)明實施例導線的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。本發(fā)明的高導電性 高強度耐熱鋁合金導線，包含的重量百分比組分為鋯Zr 0.10 0.40%、鐵Fe 0.10 0.80%、硅Si 0.04 0.30%、鎂Mg0.50 0.80%、稀土 RE 0.10 0.30%， 控制銅Cu〈0.0P/。，鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和〈0.01。/。，其余為鋁 Al。
本發(fā)明的高導電性高強度耐熱鋁合金導線，優(yōu)選的重量百分比組分為鋯 Zr0.28%、鐵Fe0.49。/。、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62。/。、稀土RE0.18。/。，控制銅Cu <0.01%，鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr的總和<0.01%，其余為鋁A1。
本發(fā)明的高導電性高強度耐熱鋁合金導線的制造方法，包括以下步驟一、 按重量百分比合金化的添加元素鋯Zr0.10 0.40。/。、鐵Fe 0.10 0.80%、 硅Si 0.04 0.30%、鎂Mg0.50 0.80。/d、稀土 RE0.10 0.30%，銅Cu<0.01%，
其余為標準的重熔用鋁錠，放入12噸一體熔鋁爐內(nèi)；
二、 用2 4小時的時間，升溫到735 755。C之間，在每分鐘不大于10周 的攪拌速度范圍內(nèi)，時間不小于5分鐘，采用氮氣加鋁精煉劑精煉除氣，控制 鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在O.OP/。以下；
三、 除渣后的鋁合金液體靜置40 50分鐘，鋁合金液體溫度控制在735 755。C之間，期間經(jīng)爐前分析、補料、再分析過程；
四、 然后進入14軋鋁桿連鑄連軋機組經(jīng)澆鑄輪行成鑄坯，隨后進入軋輥， 鑄坯進軋溫度高于49(TC，用以增強淬火效果，鑄坯與鋁合金導線壓縮比大于 45，得到鋁合金桿；
五、 在南京LHD-450型鋁合金拉絲機上拉制，得到所需規(guī)格的鋁合金單線， 拉絲潤滑液溫度不高于60°C;
六、 在300臺式型時效爐內(nèi)進行熱處理，熱處理溫度為160°C 280°C，熱 處理時間為150 360分鐘，自然冷卻到環(huán)境溫度，得到高導電性高強度耐熱鋁 合金單線。
本發(fā)明的導線，采用上述高導電性高強度耐熱鋁合金單線，用合寧電工 JLK630/54型框式絞線機，以高強度鋼絞線為芯線，同心式絞合構成高導電性、 高強度、耐熱鋁合金導線。導線絞合過程中，采用三級導輪預扭裝置對鋁合金 單線進行預變形處理絞合，確保絞合緊密，并對各導輪作必要防護處理，防止 損傷導線。 .
根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的導線，其與高強度鋼絞線絞合后，根據(jù) GB4卯9-85及GB/3048-2007進行測試，采用上海精科QJ36型電橋測試導電率，采用廣州LJ-5000A型拉力機測試抗拉強度，采用上海401B型老化箱測試長期 耐熱150'C時強度殘存率，采用揚州TYY-1型蝶式引伸儀測試伸長率。
實施例l，選擇牌號為AI99.85的重熔用鋁錠，加入金屬元素鋯、鐵、硅、 鎂、稀土，用3.5小時升溫至743"，在每分鐘不大于10周的速度范圍內(nèi)，攪 拌10分鐘，經(jīng)精練、除氣、除渣、補料等常規(guī)工序后靜置45分鐘的爐前分析 其含量為鋯Zr 0.28%、鐵Fe 0.49°/。、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62%、稀土 RE 0.18%, 控制銅01<0.01%、鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01。/。以下；經(jīng)澆 鑄輪行成鑄坯，隨后進入軋輥，進軋溫度為495r，制成09.5mm合金鋁桿，經(jīng) 拉絲機拉制成O3.60mm合金鋁單線，在時效爐內(nèi)185°C 士3。C熱處理210分鐘， 冷卻48小時至室溫后制成高導電性高強度耐熱鋁合金導線。如圖1所示，采用 G2A型高強度鋼絞線為7根O2.40mm，鋁合金單線為24根①3.60mm，經(jīng)同心 式絞合構成240/30mr^高導電性、高強度、耐熱鋁合金導線。經(jīng)測試，導電率 不小于58.0%IACS，抗拉強度為272MPa，長期耐熱15(TC時強度殘存率不小于 90%，伸長率為2.1%。
實施例2,選擇牌號為AI99.85的重熔用鋁錠，加入金屬元素鋯、鐵、硅、 鎂、稀土，用2.5小時升溫至735°C，在每分鐘不大于IO周的速度范圍內(nèi)，攪 拌12分鐘，經(jīng)精練、除氣、除渣、補料等常規(guī)工序后靜置45分鐘的爐前分析 其含量為鋯Zr 0.20%、鐵Fe 0.39%、硅Si 0.14%、鎂Mg0.54%、稀土 RE 0.16%， 控制銅Cu〈0.01。/。、鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01。/。以下；經(jīng)澆 鑄輪行成鑄坯，隨后進入軋輥，進軋溫度為498X:，制成09.5mm合金鋁桿，經(jīng) 拉絲機拉制成①3.99mm合金鋁單線，在時效爐內(nèi)170°C ±3°。熱處理270分鐘， 冷卻48小時至室溫后制成高導電性高強度耐熱鋁合金單線。采用G2A型高強 度鋼絞線為7根02.66mm，鋁合金單線為24根03.99mm，經(jīng)同心式絞合構成300/40mm2高導電性、高強度、耐熱鋁合金導線。經(jīng)測試，導電率為58.0%IACS， 抗拉強度為265MPa，長期耐熱150。C時強度殘存率為卯。/c)，伸長率為2.5%。
實施例3，選擇牌號為AI99.85的重熔用鋁錠，加入金屬元素鋯、鐵、硅、 鎂、稀土，用2.5小時升溫至735匸，在每分鐘不大于IO周的速度范圍內(nèi)，攪 拌15分鐘，經(jīng)精練、除氣、除渣、補料等常規(guī)工序后靜置45分鐘的爐前分析 其含量為鋯Zr 0.34%、鐵Fe 0.62%、硅Si 0.26%、鎂Mg0.68%、稀土 RE 0.21%， 控制銅01<0.01%、鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01。/。以下；經(jīng)澆 鑄輪行成鑄坯，隨后進入軋輥，進軋溫度為510。C，制成09.5mm合金鋁桿，經(jīng) 拉絲機拉制成①3.99mm合金鋁單線，在時效爐內(nèi)170°C 士3。C熱處理270分鐘， 冷卻48小時至室溫后制成高導電性高強度耐熱鋁合金單線。采用G2A型高強 度鋼絞線為7根O2.10mm，鋁合金單線為26根O2.70mm，經(jīng)同心式絞合構成 150/25mm2高導電性、高強度、耐熱鋁合金導線。經(jīng)測試，導電率不小于 58.0%IACS，抗拉強度為278MPa，長期耐熱150°C時強度殘存率不小于90°/0， 伸長率為2.1%。
本發(fā)明的導線具有高導電性、高強度和良好的耐熱性能，不僅可以增加導 線輸電能力，同時可增大導線敷設跨度，進一步降低投資成本，保障線路的安 全運行。
權利要求
1. 一種高導電性高強度耐熱鋁合金導線，其特征在于所述高導電性高強度耐熱鋁合金導線包含的重量百分比為鋯Zr0.10～0.40％、鐵Fe0.10～0.80％、硅Si0.04～0.30％、鎂Mg0.50～0.80％、稀土RE0.10～0.30％，銅Cu<0.01％，其余為鋁Al。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金導線，其特征在于所述合金導線包含的重 量百分比為鋯Zr0.280/0、鐵Fe0.490/。、硅Si 0.22%、鎂Mg0.620/。、稀土 RE0.18%，銅01<0.01%，其余為鋁A1。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的高導電性高強度耐熱鋁合金導線，其特征在于 所述高導電性高強度耐熱鋁合金導線中按重量百分比鈦Ti、釩V、錳Mn、 和鉻Cr元素之和<0.01%。
4. 一種高導電性高強度耐熱鋁合金導線的制造方法，包括以下步驟 一、按重 量百分比鋯Zr0.10 0.40。/。、鐵Fe0.10 0.80。/。、硅Si 0.04 0.30%、鎂 Mg0.50 0.80%、稀土虹0.10 0.30%，銅01<0.01%，其余為鋁Al，放入 爐內(nèi)；二、用2 4小時升溫到735 755X:之間，在每分鐘不大于10周的 速度范圍內(nèi)攪拌，時間不少于5分鐘；三、除渣后的鋁合金液體靜置40 50 分鐘，溫度控制在735 755'C之間；四、進入鋁桿連鑄連軋機組，鑄坯進軋 溫度高于49(TC，得到鋁合金桿；五、將鋁合金桿在鋁合金拉絲機上拉制得 到鋁合金單線；六、時效熱處理，熱處理溫度為160°C 280°C，熱處理時間 為150 360分鐘，自然冷卻得到高導電性高強度耐熱鋁合金導線。
5. 根據(jù)權利要求4所述的高導電性高強度耐熱鋁合金導線的制造方法，其特征 在于所述鋁A1為重熔用鋁錠。
6. 根據(jù)權利要求5所述的高導電性高強度耐熱鋁合金導線的制造方法，其特征在于所述攪拌控制鈦Ti、釩V、錳Mn和鉻Cr元素之和在0.01。/。以下。
7. 根據(jù)權利要求6所述的鋁合金導線的制造方法，其特征在于所述在鋁合 金拉絲機上拉制潤滑液溫度不高于60°C 。
8. —種導線，其特征在于所述導線采用高導電性高強度耐熱鋁合金導線，以 高強度鋼絞線為芯線，同心式絞合構成，所述高導電性高強度耐熱鋁合金導 線包含的重量百分比為鋯Zr0.10 0.400/0、鐵Fe0.10 0.80。/。、硅Si 0.04 0.30%、鎂Mg0.50 0.80%、稀土 RE 0.10 0.30%，銅Cu<0.01%，其余為 鋁Al。
9. 根據(jù)權利要求8所述的導線，其特征在于所述高導電性高強度耐熱鋁合金 導線為進行三級導輪預變形處理同心絞合的鋁合金導線。
10. 根據(jù)權利要求9所述的導線，其特征在于所述鋁合金導線包含的重量百分比為鋯Zr 0.28%、鐵Fe 0.49%、硅Si 0.22%、鎂Mg0.62%、稀土 RE 0.18%， 銅Cu<0.01%，其余為鋁Al，鈦Ti、釩V、錳Mn、和鉻Cr元素之和<0.01%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高導電性高強度耐熱鋁合金導線及其制造方法、導線，要解決的技術問題滿足電纜同時具有高導電性、高強度、耐熱性。本發(fā)明的高導電性高強度耐熱鋁合金導線包含的重量百分比為鋯Zr 0.10～0.40％、鐵Fe0.10～0.80％、硅Si 0.04～0.30％、鎂Mg 0.50～0.80％、稀土RE 0.10～0.30％，銅Cu＜0.01％，其余為鋁Al。其制造方法包括以下步驟將鋯、鐵、硅、鎂、稀土，鋁放入爐內(nèi)，攪拌，靜置，連鑄連軋，拉制，時效熱處理。一種導線，采用高導電性高強度耐熱鋁合金導線。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，導電率達到58.0％IACS以上，抗拉強度達到265MPa以上，耐熱性能達到150℃以上，有效增加導線輸電能力，增大導線敷設跨度。
文檔編號H01B1/02GK101423908SQ20081021799
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權日2008年12月5日
發(fā)明者劉小祥, 羅偉香 申請人:廣東吉青電纜實業(yè)有限公司