[發明專利]一種電力電纜的耐熱鋁合金導線的制造方法

有效

• 申請號: 200910052454.2
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101604563A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 陳銘;朱愛榮;陳億寧
• 申請（專利權）人: 鄭州電纜有限公司;上海中科英華科技發展有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B13/02;H01B1/02;B23P23/00;C22C21/00;C22C1/02;C22C1/06;C21D1/26;C22F1/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 周濂堂

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采用銅導線，其價格昂貴。如采用鋁導線，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℃)的鋁合金裸導線，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：

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1∶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730-780℃，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℃。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℃，導出時為250-320℃。熱軋過程中及熱軋結束后均不予加熱。

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℃，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250-300℃，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，可采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。

具體實施方式