[發明專利]用于電力輸送系統的超高導電率鋁合金導線及其制備方法

有效

• 申請號: 201310509393.4
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103667801A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 裴玉杰;張運山;方勃;孫洪新;朱強;趙文超;左穎;穆景龍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司撫順供電公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22F1/04;H01B1/02;H01B5/02
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司 21100
• 代理人: 姜婷婷;李叢

技術領域

本發明涉及電力行業輸電線路導線技術領域，具體地，涉及一種用于電力輸送系統的超高導電率鋁合金導線及其制備方法。?

背景技術

架空輸電線路采用的鋼芯鋁絞線由于耐熱性的限制，而多使用耐熱鋁合金導線。為了在正常運行溫度下長期運行過程中不降低強度，不增加導線弧垂明顯，通常在電工純鋁中加入微量合金元素如鋯、鈦等提高鋁的再結晶溫度來提高鋁的耐熱性，但鋯、鈦合金元素的加入雖然保證了耐熱性，但卻引起鋁導線導電率的降低。早期開發的耐熱鋁合金導線的導電率較低，進一步通過加入稀土元素和硼元素控制雜質元素的存在形態使耐熱鋁合金導線的導電率提高至60％IACS。中國專利CN?102041418?A公布了一種制造57%導電率的中強度鋁合金線方法，盡管抗拉強度≥245MPa，但其導電率僅僅為57%，若在線路上廣泛使用，勢必引起輸電線路電能的巨大損耗，同時造成線路的電壓大幅降低。?

基于以上研究及應用背景，我國亟需研發超高導電耐熱鋁合金導線以適應我國電力行業發展需要，制造具有超高導電率的鋁合金單絲，為制備高導電耐熱鋁合金導線提供原料基礎，使耐熱鋁合金導線達到提高輸送容量、降低輸電線路損耗的目的，從而滿足大容量輸電線路及城市擴容改造的建設需求。?

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種超高導電率及其制備方法，該鋁合金具有≥62%IACS的超高導電率及≥260MPa的抗拉強度和拉伸性能，從而滿足大容量輸電線路的建設需求。?

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：?

一種超高導電率鋁合金線的制備方法，該鋁合金的組成及重量百分含量為Si：0.14-0.3%，Fe：1.1-1.3，Mn：0.25-0.4，Mg：0.03-0.045，Ga：0.1-0.2，Sn：0.02-0.04，混合稀土元素RE:0.01-0.03，所述混合稀土元素的組分中鑭：20-30%，鈰：20-30%，釤：10-20，釓：10-20，?釔：5-10，釹：5-10。

所述鋁合金線的制備方法，包括如下步驟：?

（1）原料準備：選擇純度大于等于99.9%的鋁錠，硅、鐵、錳、鎂、鎵和錫分別選擇鋁硅中間合金，鋁鐵中間合金，鋁錳中間合金，鋁鎂中間合金，金屬鎵和鋁錫中間合金的形式，以及由鑭，鈰，釤，釓，?釔和釹組成的混合稀土與純鋁錠在坩堝內冶煉成稀土鋁錠混合中間體，其中混合稀土占混合中間體的5-8%；

（2）鋁錠熔煉：將鋁錠放入已加熱至850-880℃的豎式熔化爐內熔化為鋁液后，轉入到加熱至760-780℃的保溫爐內；

（3）合金化處理：在鋁液中先加入所述的混合中間體，攪拌，充分溶解后再加入鋁硅中間合金，鋁鐵中間合金，鋁錳中間合金，鋁鎂中間合金，金屬鎵和鋁錫中間合金進行合金化；（4）精煉：用0.65-0.8%六氯乙烷分兩次用鐘罩壓入合金熔液面下三分之二處精煉合金液，之后進行攪拌，攪拌時間為20-30min，靜置30min；

（5）合金成分分析、調整：用直讀快速光譜分析儀對主要元素進行爐前檢測，分析、調整，嚴格控制元素含量；

（6）連鑄：保溫爐內的熔融鋁合金液經流槽，通過在線除氣和陶瓷過濾裝置過濾，進入澆鑄機連續鑄錠；

（7）熱處理：將鋁合金錠放入烘箱中進行熱處理，溫度為300-400℃，時間為1-2小時，取出；

（8）拉拔及絞合：將經過熱處理的鋁合金錠在拉線機上拉成直徑為1.8-2.0mm的鋁合金線。

所述鋁合金的組成及重量百分含量為Si：0.18%，Fe：1.2，Mn：0.3，Mg：0.03，Ga：0.1，Sn：0.03，混合稀土元素RE:0.02，所述混合稀土元素的組分中鑭：30%，鈰：30%，釤：20%，釓：10%，?釔：5%，釹：5%。?

所述的混合中間體在加熱至780-790℃時加入，所述鋁硅中間合金，鋁鐵中間合金，鋁錳中間合金，鋁鎂中間合金，金屬鎵和鋁錫中間合金進行合金化的溫度為800-810℃。?

所述步驟（8）中，拉絲速度為20m/s，每次的斷面收縮率為20%。?

本發明中Si控制在0.14-0.3%，加入硅可以生成Mg2Si相，即使在較差的淬火條件下也能夠保證足夠的合金元素進入固溶體中，增強鋁合金的強度；?

本發明中Fe控制在1.1-1.3%，鐵含量高于1.3時會影響合金的電性能，低于1.1時對鋁合金的耐熱性能、塑性等性能的提高作用不大。