[發(fā)明專利]一種非熱處理型耐熱鋁合金單絲及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310659285.5
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103627935A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧云深;韓鈺;馬光;陳新;祝志祥
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院
• 主分類號: C22C21/14
• 分類號: C22C21/14;C22C21/02;C22C21/00;H01B1/02
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于電工材料的輸電線路架空導(dǎo)線制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)電率大于等于61%IACS，抗拉強度達到220MPa的非熱處理型耐熱鋁合金單絲及其制備方法。

【背景技術(shù)】

目前，我國架空輸電線路上普遍采用鋼芯鋁絞線作為輸配電用導(dǎo)線，鋼芯鋁絞線是由于普通電工鋁導(dǎo)線抗拉強度低，不得不附加鋼芯作為加強芯而產(chǎn)生。采用鋼芯作為加強芯不僅增加導(dǎo)線重量，還會引起的磁滯和渦流損耗，降低線路傳輸容量。為克服這些問題通常采用耐熱鋁合金導(dǎo)線代替，為提高鋁合金導(dǎo)線長期運行過程中的耐熱性，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(jié)晶溫度，鋯、鈦合金元素的加入雖然保證了耐熱性，但卻引起鋁導(dǎo)線導(dǎo)電率的降低，需要進一步通過加入稀土元素和硼元素控制雜質(zhì)元素的存在形態(tài)提高耐熱鋁合金導(dǎo)線的導(dǎo)電率。

中國專利CN201210189763.6公布了一種高強高導(dǎo)耐熱鋁合金導(dǎo)線及其制備方法，該導(dǎo)線由下列重量百分比的元素組成：鋯Zr為0.15～0.60%，鑭La為0.03～0.30%，鈰Ce為0.03～0.30%，釔Y為0.01～0.30%，鐵Fe為0.05～0.20%，硅Si為0.01～0.10%，其他雜質(zhì)元素含量≤0.10%，其余為鋁。方法為：配制原材料放入熔煉爐中、升溫除氣熔煉、造渣、除渣、連鑄連軋成耐熱鋁合金桿材、熱處理、拉絲機拉制成耐熱鋁合金單線。所制得的耐熱鋁合金導(dǎo)線的抗拉強度達到160MPa，導(dǎo)電率可達到61％IACS以上，長期運行溫度可達到180℃，且經(jīng)得起280℃下加熱1小時考核運行，強度殘存率＞90％。但上述申請的制備過程中，所制備的鋁合金絲或?qū)Ь€的抗拉強度低，并且制備過程中所需的加熱溫度高且需要熱處理，生產(chǎn)成本較高。

中國專利CN201210544420.7公布了一種非熱處理型高導(dǎo)電率中強耐熱鋁合金單絲及其制備方法，所述鋁合金導(dǎo)線由下述重量百分比的元素組成：Zr：0.01～0.1%，B：0.01～0.2%，Si：0.01～0.2%，F(xiàn)e：0.05～0.3%，Mn：0.2～0.5%，Er：0.01～0.15%和/或Y：0.01～0.15%，還含有V、Ti、Cr中任意2種或3種元素，其余為Al和不可避免的微量雜質(zhì)；所述V：0.1～0.15%，Ti：0.01～0.05%、Cr：0.1～0.15%。所制得的耐熱鋁合金導(dǎo)線的抗拉強度大于180MPa，導(dǎo)電率≥61％IACS、耐熱溫度≥120℃（180℃條件下保溫1小時剩余強度＞90％）。這種方法制造的導(dǎo)線整體抗拉強度低，通常只用于100m及以下小檔距配電線路運行，在110kV及以上輸電線路中，導(dǎo)線仍需要額外加入鋼芯等加強芯整體提高導(dǎo)體抗拉強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

為克服上述問題，本發(fā)明采用微合金化，控制多種合金元素含量，并采用稀土釓、鉺改性，制造具有導(dǎo)電率≥61％IACS、抗拉強度大于220MPa，耐熱溫度≥120℃（180℃條件下保溫1小時剩余強度＞90％）的非熱處理型耐熱鋁合金單絲，為制備高導(dǎo)電耐熱鋁合金導(dǎo)線提供原料基礎(chǔ)，使耐熱鋁合金導(dǎo)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的建設(shè)需求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種非熱處理型耐熱鋁合金單絲，由下述重量百分比的合金元素組成：Cu：0.1～1.5％，Zr：0.01～0.1％，B：0.01～0.2％，Si：0.01～0.2％，F(xiàn)e：0.05～0.3％，Mn：0.2～0.8％，Er：0.01～0.2％，Gd：0.01～0.2％，和從V、Ti、Cr中選出的任意2種或3種元素，其余為Al和不可避免的微量雜質(zhì)；

優(yōu)選的，所述V、Ti、Cr的中任意2種或3種元素重量百分比之和為0.01～0.35%。

另一優(yōu)選的，所述V、Ti、Cr的重量百分比分別為V：0.01～0.15％，Ti：0.01～0.05％，Cr：0.01～0.15％。

本發(fā)明所述的一種非熱處理型耐熱鋁合金單絲，其中，Er和Gd的的重量百分比之和為0.05%～0.3%。

本發(fā)明所述的一種非熱處理型耐熱鋁合金單絲，其中，V、Ti、Cr中任意2種或3種元素的重量百分比之和為0.03%～0.31%。

一種非熱處理型耐熱鋁合金單絲的制備方法，包括下述步驟：

（1）冶煉：選取純度≥99.8％的鋁錠，根據(jù)鋁錠化學(xué)成分選擇合金元素添加量，將鋁錠加熱熔化后，在720～780℃下加入所述合金元素，得合金鋁液；

（2）合金化：攪拌上述合金鋁液，通入氬氣除氫、除渣，在720～780℃下合金化25～50min；