本發明屬于合金導線制備技術領域,具體涉及了一種含鐠元素高導銅合金導線及其制備方法。
背景技術:
隨著我國國民經濟的高速發展,電力工業的建設呈現突飛猛進的趨勢,在建的大跨越輸電線路已向高壓化、大容量化、遠距離化方面發展和延伸,僅使用傳統的導線已經不能滿足西電東送、南北互供、全國聯網的戰略部署及大跨越輸電線路的需求。
在電力行業中,導線的傳輸對電力行業有著非常大的影響。導線的材質和構造決定了導線的電阻大小和電導率。較大的電阻和較低的電導率限制了導線在電力行業的應用,電阻過大,在電力傳輸中會有較大的損耗,一定程度上浪費了能源。
另外,在實際生產中,銅合金導線的耐腐蝕性、抗拉強度與導電率是一對矛盾體,想在提高銅導線的抗拉強度且保證合格導電率的前提下,獲得較優的耐腐蝕性能,勢必對添加的合金種類及含量有更高的要求。因此如何獲得力學性能、耐腐蝕性能及導電性能的較優匹配是該領域研究的主要內容。
技術實現要素:
本發明的目的在于針對現有技術的不足,提供一種含鐠元素高導銅合金導線及其制備方法。該含鐠元素高導銅合金導線通過添加稀土元素鐠,協調其他合金元素的性能,使本合金導線在具有較高的導電率的前提下,極大程度的優化了合金導線的力學性能和耐腐蝕性能,能夠滿足大跨越輸電線路的需求。
為了實現上述目的,本發明采用了以下技術方案:
一種含鐠元素高導銅合金導線,按質量百分比計含有如下元素:0.05%~0.50%Pr、0.5%~1.5%Au、0.005%~0.010%B、0.03%~0.05%Mo、0.02%~0.05%Si、0.1%~0.2%Ru,余量為Gu及不可避免的雜質。
進一步優選本發明的技術方案:所述含鐠元素高導銅合金導線按質量百分比計含有如下:0.20%~0.50%Pr、1.0%~1.5%Au、0.005%~0.010%B、0.03%~0.04%Mo、0.02%~0.04%Si、0.1%~0.2%Ru,余量為Gu及不可避免的雜質。
進一步優選本發明的技術方案:所述含鐠元素高導銅合金導線按質量百分比計含有如下:0.30%Pr、1.5%Au、0.008%B、0.04%Mo、0.03%Si、0.15%Ru,余量為Gu及不可避免的雜質。
一種制備上述含鐠元素高導銅合金導線的方法,包括以下步驟:
步驟一,按照各元素在合金導線成品中的質量百分比,分別稱取各元素的單質或者化合物;
步驟二,將工業純銅錠放入中頻感應電爐中熔化后,先加入元素Pr、Au、B,保溫攪拌,攪拌均勻后,再加入元素Mo、Si、Ru,保溫攪拌、除雜質,精煉、除氣、除渣,靜置30分鐘以上,溫度控制在750℃~800℃之間;期間對爐內成分進行分析和調整;
步驟三,用連鑄機連續澆鑄,連續澆鑄成銅合金鑄錠;由擠壓機在420℃~450℃熱擠壓制成銅合金桿,在400℃進行60分鐘退火處理,然后在拉線機上,經過7~9道次的拉制,制備成相應規格的含鐠元素高導銅合金導線。
本發明的優點:
1.本發明的合金導線經測定,其電阻率為0.0005Ω·mm2/m~0.0015Ω·mm2/m,可以廣泛的用于電力傳輸中,有效降低電力資源的損耗。
2.本發明的合金導線通過添加并控制導電率優良的Au、Mo等金屬元素的含量,提高了合金導線的導電率;添加并控制力學性能和耐腐蝕性能優良的B、Ru、Si等元素的含量,提高合金導線的理化性能;通過添加稀土元素Pr協調各個合金元素的性能,很好的改善優化合金導線的金相組織結構,使得本發明的合金導線同時具備優良的導電性能、力學性能和耐腐蝕性能。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進一步說明,但是本發明的保護范圍不僅僅局限于以下實施例的具體記載。
實施例1:
一種含鐠元素高導銅合金導線,按質量百分比計含有如下元素:0.05%Pr、0.5%Au、0.005%B、0.03%Mo、0.02%Si、0.1%Ru,余量為Gu及不可避免的雜質。
制備本實施例的含鐠元素高導銅合金導線的方法,包括以下步驟:
步驟一,按照各元素在合金導線成品中的質量百分比,分別稱取各元素的單質或者化合物;
步驟二,將工業純銅錠放入中頻感應電爐中熔化后,先加入元素Pr、Au、B,保溫攪拌,攪拌均勻后,再加入元素Mo、Si、Ru,保溫攪拌、除雜質,精煉、除氣、除渣,靜置30分鐘以上,溫度控制在750℃;期間對爐內成分進行分析和調整;
步驟三,用連鑄機連續澆鑄,連續澆鑄成銅合金鑄錠;由擠壓機在420℃熱擠壓制成銅合金桿,在400℃進行60分鐘退火處理,然后在拉線機上,經過7道次的拉制,制備成相應規格的含鐠元素高導銅合金導線。
實施例2:
一種含鐠元素高導銅合金導線,按質量百分比計含有如下元素:0.50%Pr、1.5%Au、0.010%B、0.05%Mo、0.05%Si、0.2%Ru,余量為Gu及不可避免的雜質。
制備本實施例的含鐠元素高導銅合金導線的方法,包括以下步驟:
步驟一,按照各元素在合金導線成品中的質量百分比,分別稱取各元素的單質或者化合物;
步驟二,將工業純銅錠放入中頻感應電爐中熔化后,先加入元素Pr、Au、B,保溫攪拌,攪拌均勻后,再加入元素Mo、Si、Ru,保溫攪拌、除雜質,精煉、除氣、除渣,靜置30分鐘以上,溫度控制在800℃之間;期間對爐內成分進行分析和調整;
步驟三,用連鑄機連續澆鑄,連續澆鑄成銅合金鑄錠;由擠壓機在450℃熱擠壓制成銅合金桿,在400℃進行60分鐘退火處理,然后在拉線機上,經過9道次的拉制,制備成相應規格的含鐠元素高導銅合金導線。
實施例3:
一種含鐠元素高導銅合金導線,按質量百分比計含有如下元素:0.30%Pr、1.5%Au、0.008%B、0.04%Mo、0.03%Si、0.15%Ru,余量為Gu及不可避免的雜質。
制備本實施例的含鐠元素高導銅合金導線的方法,包括以下步驟:
步驟一,按照各元素在合金導線成品中的質量百分比,分別稱取各元素的單質或者化合物;
步驟二,將工業純銅錠放入中頻感應電爐中熔化后,先加入元素Pr、Au、B,保溫攪拌,攪拌均勻后,再加入元素Mo、Si、Ru,保溫攪拌、除雜質,精煉、除氣、除渣,靜置30分鐘以上,溫度控制在770℃之間;期間對爐內成分進行分析和調整;
步驟三,用連鑄機連續澆鑄,連續澆鑄成銅合金鑄錠;由擠壓機在440℃熱擠壓制成銅合金桿,在400℃進行60分鐘退火處理,然后在拉線機上,經過8道次的拉制,制備成相應規格的含鐠元素高導銅合金導線。
實施例4:
一種含鐠元素高導銅合金導線,按質量百分比計含有如下元素:0.20%Pr、1.0%Au、0.005%B、0.03%Mo、0.02%Si、0.1%Ru,余量為Gu及不可避免的雜質。
制備本實施例的含鐠元素高導銅合金導線的方法,包括以下步驟:
步驟一,按照各元素在合金導線成品中的質量百分比,分別稱取各元素的單質或者化合物;
步驟二,將工業純銅錠放入中頻感應電爐中熔化后,先加入元素Pr、Au、B,保溫攪拌,攪拌均勻后,再加入元素Mo、Si、Ru,保溫攪拌、除雜質,精煉、除氣、除渣,靜置30分鐘以上,溫度控制在750℃之間;期間對爐內成分進行分析和調整;
步驟三,用連鑄機連續澆鑄,連續澆鑄成銅合金鑄錠;由擠壓機在420℃熱擠壓制成銅合金桿,在400℃進行60分鐘退火處理,然后在拉線機上,經過7道次的拉制,制備成相應規格的含鐠元素高導銅合金導線。
實施例5:
一種含鐠元素高導銅合金導線,按質量百分比計含有如下元素:0.50%Pr、1.5%Au、0.010%B、0.04%Mo、0.04%Si、0.2%Ru,余量為Gu及不可避免的雜質。
制備本實施例的含鐠元素高導銅合金導線的方法,包括以下步驟:
步驟一,按照各元素在合金導線成品中的質量百分比,分別稱取各元素的單質或者化合物;
步驟二,將工業純銅錠放入中頻感應電爐中熔化后,先加入元素Pr、Au、B,保溫攪拌,攪拌均勻后,再加入元素Mo、Si、Ru,保溫攪拌、除雜質,精煉、除氣、除渣,靜置30分鐘以上,溫度控制在760℃之間;期間對爐內成分進行分析和調整;
步驟三,用連鑄機連續澆鑄,連續澆鑄成銅合金鑄錠;由擠壓機在430℃熱擠壓制成銅合金桿,在400℃進行60分鐘退火處理,然后在拉線機上,經過8道次的拉制,制備成相應規格的含鐠元素高導銅合金導線。