一種高性能鋁合金導(dǎo)線及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于導(dǎo)線領(lǐng)域，涉及一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：（1）打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350℃，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2）鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間為2h；（3）將真空熔煉爐溫度升高至1650℃，待溫度再次穩(wěn)定后，再向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650℃下熔煉4h；（4）將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，制備得到鋁合金桿；（5）將鋁合金桿采用拉絲機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。制備得到的導(dǎo)線具有較低的電阻率和較高的伸長率。
【專利說明】一種高性能鋁合金導(dǎo)線及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于導(dǎo)線領(lǐng)域，涉及一種鋁合金導(dǎo)線及其制備方法，特別是涉及一種高性 能的鋁合金導(dǎo)線及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國架空輸電線路導(dǎo)線的現(xiàn)狀是以鋼芯鋁絞線為主，若采用增加導(dǎo)線截面積制造 大截面鋼芯鋁絞線方式提高輸送容量，必須建造更高強(qiáng)度的桿塔來實(shí)現(xiàn)，不僅增加線路走 廊面積而且加大建設(shè)成本，不符合資源節(jié)約型，環(huán)境友好型輸電線路建設(shè)的指導(dǎo)方針。為了 解決輸電線路的節(jié)能改造，降低輸電線損，提高線路壽命，采用高導(dǎo)電率的全鋁合金導(dǎo)線替 代鋼芯鋁絞線實(shí)現(xiàn)輸電線路的節(jié)能降耗是發(fā)展的趨勢之一。但國內(nèi)高強(qiáng)全鋁合金導(dǎo)線導(dǎo)電 率較低，線損較大；而國內(nèi)中強(qiáng)全鋁合金導(dǎo)線導(dǎo)電率雖比高強(qiáng)全鋁合金導(dǎo)線有所提升，但生 產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高，產(chǎn)品綜合性能與國外也存在較大差距。
[0003] 專利號為CN201310728258. 9和CN200910264966. 5的發(fā)明專利公開了高電導(dǎo) 率的鋁導(dǎo)線的制備工藝，CN201310728258. 9公開了一種復(fù)合芯高導(dǎo)電率硬鋁導(dǎo)線的制造 方法，包括以下步驟：步驟一：加工制得高導(dǎo)電硬鋁單線，硬鋁單線性能控制在其直徑或 等效直徑為1·5(Γ5· 00mm、20°C導(dǎo)體電阻率為0.027151?0.027800 Ω ·πιπι2/πι、抗張強(qiáng)度 > 150MPa、伸長率> 2. 5%、導(dǎo)電率> 62%IACS ;步驟二：將多根高導(dǎo)電硬鋁單線與纖維增強(qiáng) 樹脂基復(fù)合芯經(jīng)框式絞線機(jī)按照需要的絞合方式進(jìn)行絞合，形成纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合芯位 于內(nèi)部，高導(dǎo)電硬鋁絞合層位于纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合芯外部的復(fù)合芯高導(dǎo)電率硬鋁導(dǎo)線成 品，絞合后的各高導(dǎo)電硬鋁單線滿足20°C導(dǎo)體電阻率為0. 027151~0. 027800 Ω · _2/m、抗 張強(qiáng)度彡136MPa、伸長率彡2. 2%、導(dǎo)電率62%IACS?63. 5%IACS。但是其綜合性能還有待提 高。因此，需要開發(fā)具有高性能的鋁合金導(dǎo)線的制備方法，來降低輸電過程中的損耗，提高 導(dǎo)線的使用時間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 要解決的技術(shù)問題：常規(guī)的鋁合金導(dǎo)線的電阻率較高，同時其伸長率也非常低，不 能較好的適用于電力行業(yè)中，因此需要一種高性能的鋁合金導(dǎo)線及其制備方法。
[0005] 技術(shù)方案：針對上述問題，本發(fā)明公開了一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，所述 的制備方法包括以下步驟：（1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°c，溫 度穩(wěn)定后加入鋁塊，將鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不 變進(jìn)行熔煉，熔煉時間為2h ; (3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，待溫度再次穩(wěn)定后，再 向真空熔煉爐中加入31、513、1%，在溫度為16501：下熔煉411 ;(4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金 材料澆注成鋁合金桿，將溫度緩慢降低至室溫，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉 絲機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。
[0006] 優(yōu)選的，所述的一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，所述的制備方法包括以下步 驟：（1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°c，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將 鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間 為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度再次穩(wěn)定后， 再向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué)成分后，真空 熔煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0. lwt%?0. 4wt%、Cu為1. 9wt%? 3. 8wt%、Si 為 0· 7wt% ?1. lwt%、Sb 為 0· 2wt% ?0· 5wt%、Mg 為 0· 3wt% ?0· 9wt%、余量為 A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將溫度緩慢降低至室溫，降溫速率 為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速度為 6?8米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。
[0007] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，制備方法包括以下步 驟：（1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°C，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將 鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間 為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度再次穩(wěn)定后，再 向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué)成分后，真空熔 煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0· 3wt%、Cu為3. lwt%、Si為0· 9wt%、Sb 為0. 4wt%、Mg為0. 5wt%、余量為A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將 溫度緩慢降低至室溫，降溫速率為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲 機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速度為6?8米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，所述的制備方法中將 錯合金桿進(jìn)行高溫拉伸時，拉伸速度為6米/min。
[0009] 有益效果：測定了本發(fā)明的鋁合金導(dǎo)線的電阻率和伸長率，本發(fā)明的高性能鋁合 金導(dǎo)線的電阻率為〇. 0078Ω ·πιπι2/πι至0. 0094Ω ·πιπι2/πι，伸長率為3. 3%至4. 6%。具備較 低的電阻率和較高的伸長率，可以適用于電力行業(yè)中，提高導(dǎo)線的使用時間，降低電力資源 損耗。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 實(shí)施例1 (1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°c，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將 鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間 為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度再次穩(wěn)定后，再 向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué)成分后，真空熔 煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0· 3wt%、Cu為3. lwt%、Si為0· 9wt%、Sb 為0. 4wt%、Mg為0. 5wt%、余量為A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將 溫度緩慢降低至室溫，降溫速率為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲 機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速度為6米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。 實(shí)施例2 (1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°C，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將 鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間 為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度再次穩(wěn)定后，再 向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué)成分后，真空熔 煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0· lwt%、Cu為3. 8wt%、Si為0· 7wt%、Sb 為0. 2wt%、Mg為0. 3wt%、余量為A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將 溫度緩慢降低至室溫，降溫速率為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲 機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速度為8米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。 實(shí)施例3 (1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°C，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將 鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間 為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度再次穩(wěn)定后，再 向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué)成分后，真空熔 煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0. 4wt%、Cu為1. 9wt%、Si為1. lwt%、Sb 為0. 5wt%、Mg為0. 9wt%、余量為A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將 溫度緩慢降低至室溫，降溫速率為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲 機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速度為7米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。
[0011] 實(shí)施例4 (1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°c，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將 鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間 為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度再次穩(wěn)定后，再 向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué)成分后，真空熔 煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0· 2wt%、Cu為2. 2wt%、Si為0· 8wt%、Sb 為0. 3wt%、Mg為0. 7wt%、余量為A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將 溫度緩慢降低至室溫，降溫速率為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲 機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速度為7米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。
[0012] 實(shí)施例5 (1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°c，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將 鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間 為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度再次穩(wěn)定后，再 向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué)成分后，真空熔 煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0. 4wt%、Cu為3. 3wt%、Si為1. Owt%、Sb 為0. 2wt%、Mg為0. 6wt%、余量為A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將 溫度緩慢降低至室溫，降溫速率為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲 機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速度為8米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。
[0013] 測定了實(shí)施例1至實(shí)施例5的鋁合金導(dǎo)線的電阻率和伸長率，實(shí)施例1至5的鋁 合金導(dǎo)線的測定結(jié)果如下表:_

【權(quán)利要求】
1. 一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟： (1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°c，溫度穩(wěn)定后加入鋁塊，將鋁塊 進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行熔煉，熔煉時間為 2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，待溫度再次穩(wěn)定后，再向真空熔煉爐中加入Si、 Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將 溫度緩慢降低至室溫，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸 后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的制備 方法包括以下步驟：（1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°C，溫度穩(wěn)定 后加入鋁塊，將鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行 熔煉，熔煉時間為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度 再次穩(wěn)定后，再向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué) 成分后，真空熔煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0. lwt%?0. 4wt%、Cu為 1. 9wt% ?3. 8wt%、Si 為 0· 7wt% ?1. lwt%、Sb 為 0· 2wt% ?0· 5wt%、Mg 為 0· 3wt% ?0· 9wt%、 余量為A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注成鋁合金桿，將溫度緩慢降低至室溫，降 溫速率為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁合金桿采用拉絲機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速 度為6?8米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能的鋁合金導(dǎo)線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的制備 方法包括以下步驟：（1)打開高溫真空熔煉爐，將真空熔煉爐溫度升高至1350°C，溫度穩(wěn)定 后加入鋁塊，將鋁塊進(jìn)行高溫熔融；（2)鋁塊高溫熔融后，加入Ge和Cu，保持溫度不變進(jìn)行 熔煉，熔煉時間為2h ;(3)將真空熔煉爐溫度升高至1650°C，升溫速率為10°C /min，待溫度 再次穩(wěn)定后，再向真空熔煉爐中加入Si、Sb、Mg，在溫度為1650°C下熔煉4h，加入上述化學(xué) 成分后，真空熔煉爐內(nèi)合金材料的化學(xué)成分的重量百分比為Ge為0. 3wt%、Cu為3. lwt%、Si 為0. 9wt%、Sb為0. 4wt%、Mg為0. 5wt%、余量為A1 ; (4)將真空熔煉爐內(nèi)的鋁合金材料澆注 成鋁合金桿，將溫度緩慢降低至室溫，降溫速率為20°C /min，制備得到鋁合金桿；（4)將鋁 合金桿采用拉絲機(jī)進(jìn)行高溫拉伸，拉伸速度為6?8米/min，拉伸后冷卻，制備得到高性能 的鋁合金導(dǎo)線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高性能鋁合金導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的制備 方法中將鋁合金桿進(jìn)行高溫拉伸時，拉伸速度為6米/min。
【文檔編號】H01B13/00GK104269201SQ201410517676
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】史宏偉, 劉守明, 韓愛芝, 張洪濤 申請人:國網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司