[發明專利]以優質鋁錠為原料的電工用母線的制備方法

有效

• 申請號: 201410653213.4
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN104438425B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 孫濤;單世河;劉金才;陳衍全;陳強;陳春花;張麗;侯正榮;劉秀娟;朱存革;陳成賓;牛留索;張璐
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司菏澤供電公司;國網山東省電力公司成武縣供電公司
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;C22F1/04;C22F1/043;C22C21/00;C22C21/02
• 代理公司: 深圳市神州聯合知識產權代理事務所(普通合伙)44324
• 代理人: 鄧揚

本發明是申請號為201310061628.8、申請日為2013年2月27日、發明名稱為“一種電工用鋁及鋁合金母線的生產工藝”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明屬于有色金屬加工技術領域，尤其涉及一種電工用鋁及鋁合金母線的制備方法。

背景技術

母線是指在變電所中各級電壓配電裝置的連接，以及變壓器等電氣設備和相應配電裝置的連接，大都采用矩形或圓形截面的裸導線或絞線。母線的作用是匯集、分配和傳送電能。母線主要包括銅及銅合金母線、鋁及鋁合金母線兩類。隨著我國電力及相關行業迅猛發展，銅的需求也不斷增長，由于我國銅資源緊缺，加之銅價較高，國內外對鋁及鋁合金母線需求逐漸增長。與銅及銅合金母線相比，鋁及鋁合金母線具有更高的安全性和可靠性、安裝更加簡便、應用范圍廣、節能環保等優勢。鋁及鋁合金母線的傳統生產工藝是熔煉鑄造—加熱—擠壓—軋制—矯直，該工藝主要存在工藝流程長、能耗高、成材率低、生產成本高等缺點。

發明內容

本發明提供一種以優質鋁錠為原料的電工用母線的制備方法，其工藝流程短、高效節能、導電率高、成材率高、生產成本低。

本發明采取的技術方案如下，一種以優質鋁錠為原料的電工用母線的制備方法，包括以下步驟：①上引連鑄鋁及鋁合金桿：以優質鋁錠為原料，在670℃～750℃下熔化保溫，采用上引連鑄機組，并經在線除氣攪拌裝置，對鋁及鋁合金熔體進行攪拌、除氣，用牽引機組離合式真空上引鋁及鋁合金桿。②連續擠壓鋁及鋁合金母線：以鋁及鋁合金桿為原料，采用連續擠壓機組生產鋁及鋁合金母線，連續擠壓機轉速為10～20r/min，母線寬度最大可達到400mm，母線擠出速度：8～50m/min，母線擠出后經真空防氧化管及水槽冷卻、吹干后卷??；合理設計模具和墊片的形狀和尺寸，墊片安裝在模具的上部，墊片為凹字形。③拉伸：采用全自動液壓拉拔機，將鋁及鋁合金母線進行拉伸、精整。

采用上述步驟制備的鋁及鋁合金母線，R態母線伸長率大于25%，抗拉強度大于75MPa，其中Y態母線伸長率大于4%，抗拉強度大于120Mpa，導電率不小于62%IACS。

本發明的進一步的設置如下：

上述步驟①中，所述的在線除氣、攪拌，是通過在線除氣攪拌裝置，向鋁及鋁合金熔體內充入99.996%?的氬氣或氮氣；通過受控的旋轉石墨軸和轉子，將計量的氬氣或氮氣壓入鋁及鋁合金熔體中并打散成微小氣泡，使其均勻的分散在鋁及鋁合金熔體中；氣源出口壓力0.2～0.5MPa，流量1～1.25Nm³/h；然后用牽引機組離合式真空上引鋁及鋁合金桿，引桿速度700～1200mm/min，引桿直徑為Ф12～Ф40mm。

上述步驟①中，優質鋁錠其鋁含量不小于99.65%，Fe含量為0.09%～0.14%，Si含量為0.12～0.20%，稀土含量為0.08%～0.15%。

上述步驟②中，連續擠壓機組的擠壓工作體由擠壓工作體面板、堵頭、成型室、墊片、凹字形墊片、模具和蓋板組成；墊片、凹字形墊片、模具按照自上而下的順序裝配；凹字形墊片設計為凹字形；墊片、凹字形墊片安裝在模具的上部。

上述步驟③中，所述的拉伸系數λ為1.05～1.2。

本發明采用上述方案具有如下有益效果：（1）高效、節能、成材率高、生產效率高。利用上引連鑄技術與連續擠壓技術的完美結合，生產鋁及鋁合金母線，與傳統工藝相比，生產流程縮短，減少了鑄錠加熱的工序，節省了大量的能源消耗。同時采用連續擠壓技術可以實現母線生產的連續化，減少了傳統擠壓工藝生產中存在切頭去尾的材料浪費，成材率和生產效率高。（2）采用獨特的模具和墊片設計，大幅度提高母線產品的寬度和質量。本發明通過合理設計模具墊片的形狀及厚度，提高流動的均勻性，解決了大擴展比和大寬厚比擠出工藝難題，可以生產寬度為400mm?的母線。（3）導電率高、力學性能優異。通過合理優化母線的化學成分，控制Fe/Si比值，并添加稀土元素，降低雜質元素對導電率的影響，其導電率不小于62%IACS。同時鑄態的鋁及鋁合金桿經過連續擠壓，其轉變為再結晶組織，母線的內部組織致密，力學性能優異，其中R態母線伸長率大于25%，抗拉強度大于75MPa，其中Y態母線伸長率大于4%，抗拉強度大于120MPa。

附圖說明

圖1?為本發明一種電工用鋁及鋁合金母線的生產工藝流程圖；

圖2?為本發明擠壓工作體結構圖；

圖3?為本發明模具和墊片的結構示意圖。