專利名稱：一種電力電纜的耐熱鋁合金導線的制造方法
技術領域：
一種電力電纜的耐熱鋁合金導線的制造方法，屬輸電線路設計制 造技術領域。本發明不適用于架空裸線及船用、機動車用電力電纜。
背景技術：
目前各種電力電纜多釆用銅導線，其價格昂貴。如釆用鋁導線， 因鋁導線的屈服強度較低，蠕變伸長率較大，長期運行或電流過載后 會發生較大蠕變，從而引起接續不良，產生安全問題。
目前在架空線路已廣泛采用了耐高溫(150-230'C)的鋁合金棵 導線，但此類鋁合金導線均是高強度的硬導線，不能用作電纜導體； 電力電纜，尤其是安裝在橋梁、地鐵、隧道及各類建筑物內部的電力 電纜，其導線必須具有優良的耐彎曲性能和成型性能，但具有此類特 性的鋁合金導線往往導電率偏低，耐熱性能(包括高溫蠕變性能)較 差。
發明內容
本發明提供一種不僅具有優良的耐彎曲性能和成型性能，而且具 有較高的導電率和優良的耐熱性能(包括高溫蠕變性能)，在常溫和 高溫下均能確保電氣接續穩定性的一種電力電纜的耐熱鋁合金導線 的制造方法。
本發明采取的技術方案是
該鋁合金導線的成份和重量含量為
4鎂0. 05-0. 2% ,銅0. 10-0. 50% ，鐵0. 50-1. 5%，硅0. 01-0. 3 %,硼0.001-0.2% ，富鈰稀土 0.01-0.3% ,鋯0.05-0.20%，釔 0.05-0.20%,鈷0.50-1.5%，其余為鋁和不可避免的雜質。
確定鋁合金成份種類及含量的依據是
鋁合金導線的導電率隨鎂含量的增加而降低，但當鎂含量低于 0.05%時，導線的耐彎曲性能變差。
鐵、鈷的含量如低于0.5%,則導線的耐彎曲性能變差，如高于 1.5%,則導電率降低。
為將鋁合金導線的導電率和耐彎曲性能均控制在適當的范圍內， 鎂與銅的質量比宜小于l: 5，鐵與硅的質量比宜大于6: 1。
添加硼和稀土元素是為了細化晶粒，提高導電率，改善機械性能。
添加鋯和釔是為了提高鋁合金導線的耐熱性能，減少其在高溫下 的變形率或蠕變伸長率；加入釔亦是為了不過份降低其導電率。
制造本發明鋁合金導線的工藝如下
在豎爐中加熱鋁錠，使溫度為730-78(TC，在熔鋁中加入上述合 金化元素，其中稀土、硼、鐵、鈷以鋁稀土中間合金、鋁硼中間合金 和鋁鐵鈷中間合金的形式加入，經攪拌、精煉、除渣，30分鐘后作 爐前取樣分析、調整，以控制元素的含量。保溫爐中溫度亦維持于 700-730°C。在鑄機中鑄成鋁合金鑄條。
將鋁合金鑄條在軋機上熱軋，鑄條導入熱軋機時溫度為450-500 °C,導出時為250-320'C。熱軋過程中及熱軋結東后均不予加熱。
熱軋完成后進行冷拉制加工，每次冷拉制加工的截面縮減率均應小于25%。當截面總縮減率達到45-55%時進行退火處理。退火溫度為 300-350°C,時間為20-28小時。
退火后繼續進行冷拉制加工，每次冷拉制加工的截面縮減率仍應 小于25%。在最終冷拉制之前，應進行再結晶熱處理，以恢復因冷拉 制加工而損失的成型性能和耐彎曲性能。再結晶熱處理的溫度為 250-30(TC，時間為0. 5-3小時。此時須對材料進行分析，確證材料
已充份再結晶。
再結晶熱處理后進行最終的、微量的冷拉制加工，這次冷拉制加 工的截面縮減率為5-15%，其目的是為了增強屈服強度，減少蠕變伸 長率，確保在常溫和高溫下本鋁合金導線均具優良的電氣接續性能。
將制得的鋁合金導線作多股絞合并予適當緊壓。 制造非耐熱導線或地下電力電纜的導線時可對上述鋁合金導線 的化學成份及制造工藝進行簡化。如地下電力電纜的導體截面不大于 150mm2，可釆用實心的本鋁合金導線。
本發明的積極效果
本發明鋁合金導線具有優良的抗蠕變性能，其在常溫及高溫下的 蠕變伸長率遠低于電工鋁導線，接近于銅導線，故當本導線遇火時或 長時間過載時，能保證電氣連接的穩定性。
采用本鋁合金導線的電纜的耐熱性能優于普通的純鋁或鋁合金 導線電纜。
本鋁合金導線抗拉強度優于純鋁導線，自重承載長度大于純鋁導 線及銅導線，.適宜作大跨度配線。本鋁合金導線電纜的彎曲性能優于銅導線電纜，反彈性遠小于銅 導線電纜，便于在較小的空間中進行安裝架設。
安裝在橋梁、地鐵、隧道及各類建筑物的電力電纜的體積應盡可
能小，其導體的填充系數一般應高于92%，本鋁合金導線的彎曲性能 及成型性能均有利于線芯壓緊，有利于提高填充系數。
因此，本鋁合金導線能適應各種場合對電力電纜的要求。
具體實施例方式
實施例1:
在75(TC的鋁液中加入鋁稀土中間合金和鋁硼中間合金，使熔體 中各元素的重量含量為鎂0.05%，銅0.20% ，鐵0.75%,硅 0.10% ,硼0.03% ，富鈰稀土 0.2%，鋯0.05%，釔0.05%，鈷 0.25%，其余為鋁和不可避免的雜質。
制作該鋁合金時在豎爐中加熱鋁錠，使溫度為75(TC,在熔鋁中 加入上述合金化元素，其中稀土、硼、鐵、鈷以鋁稀土中間合金、鋁 硼中間合金和鋁鐵鈷中間合金的形式加入，經攪拌、精煉、除渣，30 分鐘后作爐前取樣分析、調整。保溫爐中溫度維持于730C。
在鑄機中鑄成截面為50mmx50mm的鋁合金鑄條。將4S0。C的鑄 條引入熱扎機，分步軋成直徑為9.5mm的鋁合金桿，熱軋過程中及熱 軋完成后均不進行加熱。熱軋完成后進行冷拉制加工，每次冷拉制加 工的截面縮減率約為20%。當鋁合金桿直徑被拉制成7. Omm時，實施 24小時、30(TC的退火處理，然后再進行冷拉制加工，分步拉制成直 徑為0.5mm的導線(每次冷拉制加工的截面縮減率約為20%)，再進行1小時、30(TC的再結晶熱處理，經分析確證材料已充份再結晶后， 再進行截面縮減率為5%的冷拉制加工。
將制得的鋁合金導線作多股絞合并予緊壓。
在常溫下，在制得的本鋁合金導線測得
導電率〉61。/JACS。抗拉強度為13.7kg/mm2;屈服強度為 12. 6kg/mm2;伸率為7%;
測定其耐彎曲性能時，取長度等于ioo倍半徑的本鋁合金導線，
以1R為半徑，反復彎曲180度(以此計為l次)，經25次反復彎曲， 未發現有裂紋或損壞跡像。
為確定本鋁合金導線在室溫及高溫時的接續性能，取直徑為2mm 的本導線，施加5. 0kg/mm2的恒定應力，經測量，本導線在室溫下 150小時后的蠕變伸長率為0.03%,在IO(TC下150小時后的蠕變伸 長率為0.5% (電工鋁導線的相應數據為0. 1%和5%)。
因此，本發明鋁合金導線在長期運行或電流過載時能確保電氣連 接的穩定性。
權利要求
1.一種電力電纜耐熱鋁合金導線的制造方法，包括鋁合金導線的合金成份、含量及制造工藝，其特征是該鋁合金導線的成份和重量含量為鎂0.05-0.2％，銅0.10-0.50％，鐵0.50-1.5％，硅0.01-0.3％，硼0.001-0.2％，富鈰稀土0.01-0.3％，鋯0.05-0.20％，釔0.05-0.20％，鈷0.50-1.5％，其余為鋁和不可避免的雜質；制造工藝為1)在豎爐中加熱鋁錠，使溫度為730-780℃，在熔鋁中加入上述合金化元素，經攪拌、精煉、除渣，30分鐘后進行爐前取樣分析，在鑄機中鑄成鋁合金鑄條；2)將鋁合金鑄條在軋機上熱軋，鑄條導入軋機時溫度為450-500℃，導出時為250-320℃，熱軋過程中及熱軋結束后均不予加熱；3)熱軋后進行冷拉制加工，在冷拉制加工中，每次冷拉制加工的截面縮減率均小于25％，當截面總縮減率達到45-55％時進行退火處理，退火溫度為300-350℃，時間為20-28小時；4)退火后繼續進行冷拉制加工，每次冷拉制加工的截面縮減率均小于25％，在最終冷拉制之前，進行0.5-3小時、250-300℃的再結晶熱處理；5)再結晶熱處理后再進行最終的、微量的冷拉制加工，本次冷拉制加工的截面縮減率為5-15％；6)將制成的鋁合金導線作多股絞合及導體緊壓。
2. 根據權利要求1所述的一種電力電纜耐熱鋁合金導線的制造方 法，其特征是所述的鋁合金導線為絞合導線或實心導線。
全文摘要
一種電力電纜的耐熱鋁合金導線的制造方法，屬輸電線路設計制造技術領域。該鋁合金導線以不同含量的鎂、銅、鐵、硅、硼、富鈰稀土、鋯、釔、鈷等為合金化元素；其制作工藝如下將上述合金化元素加入豎爐的熔鋁中，熔煉后鑄成鑄條進行熱軋，然后進行冷拉制加工，在冷拉制過程中進行退火處理，在最終的冷拉制之前進行再結晶熱處理，之后再進行微量的冷拉制加工。該種鋁合金導線不僅具有優良的耐彎曲性能和成型性能，而且具有較高的導電率和優良的耐熱性能(包括高溫蠕變性能)，在常溫和高溫下均能確保電氣連接的穩定性。
文檔編號C21D1/26GK101604563SQ20091005245
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月4日 優先權日2009年6月4日
發明者朱愛榮, 銘 陳, 陳億寧 申請人:鄭州電纜有限公司;上海中科英華科技發展有限公司