[發明專利]一種高強高耐蝕的銅-不銹鋼復合線材及其制備方法

有效

• 申請號: 202110396152.8
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113223755B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 李玉勝;宋玉濤;周忠臣;李磊;李建生;聶金鳳;曹陽;周浩
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01B7/00
• 分類號: H01B7/00;H01B1/02;H01B5/02;H01B7/14;H01B13/00;C21D1/30;C21D9/08;C21D9/52;C22F1/02;C22F1/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發明屬于材料制備領域，具體涉及一種高強高耐蝕的銅?不銹鋼復合線材及其制備方法。包括如下步驟：步驟(1)：制備高純銅芯棒，和內徑與芯棒外徑相同的不銹鋼管；步驟(2)：將高純銅芯棒插入不銹鋼管內，得到復合坯料，對復合坯料進行多次旋轉鍛壓形成復合線材；步驟(3)：對步驟(2)得到的復合線材進行熱處理調控組織。本發明一種鋼包套保護的高強銅?不銹鋼復合線材及其制備方法，該復合線材芯部為高純銅，具有優良的導電性；外層為不銹鋼，具有高強與抗腐蝕性能，采用本方法制備的復合線材能夠適應多種復雜環境。

技術領域

本發明屬于材料制備領域，具體涉及一種高強高耐蝕的銅-不銹鋼復合線材及其制備方法。

背景技術

銅具有優異的導電導熱性，其廣泛應用于電力、機械、建筑及國防工業等領域，是一種應用普遍的電線電纜材料。近年來，隨著電力工業技術的持續提升，社會對高性能電纜材料的需求進一步提升，尤其對海底電纜材料的強韌性匹配、環境適應性提出了更高的要求。

海底電纜是將導線用絕緣材料包裹敷設在海底為用電器供電的電力設施。然而海底環境復雜，受錨具及大型魚類沖擊的概率較大，因此對海底電纜的強度具有較高要求。為解決這一問題，通常海底電纜須在線芯外部增加一層金屬護套層來提高電纜的強度。

專利號為CN105779828B報道了一種熱擠壓+冷拉拔的方法制備的銅包鋁同心雙金屬復合線材。該材料具有輕質、高彈及較好導電能力。然而，該方法生產的復合線材的電導率較純銅的電導率低。另外，由于純銅的強度低(粗晶態抗拉強度約為200MPa)、耐蝕性差，不利于戶外及海底輸電線路的應用。

傳統銅芯電纜的絕緣護套在長期拉應力作用下易變形、易老化，不能保持電纜抗拉強度的穩定性。現有技術中，開發人員通常使用質量更好、造價更高的絕緣套，但未從根本上改變材料，在施工過程或者長期渦流電流作用下，絕緣套仍然會老化開裂，導致電纜失效。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強高耐蝕的銅-不銹鋼復合線材及其制備方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種高強高耐蝕的銅-不銹鋼復合線材的制備方法，包括如下步驟：

步驟(1)：制備高純銅芯棒，和內徑與芯棒外徑相同的不銹鋼管；

步驟(2)：將高純銅芯棒插入不銹鋼管內，得到復合坯料，對復合坯料進行多次旋轉鍛壓形成復合線材；

步驟(3)：對步驟(2)得到的復合線材進行熱處理調控組織。

進一步的，高純銅占復合線材體積分數的80-90％。

進一步的，步驟(1)中的制備高純銅芯棒具體為：將純銅錠經熱擠壓為直徑5～20mm棒材，進行退火再結晶處理，然后對其矯直，進行機械打磨清理，去除表層氧化層，使其表面粗糙度Ra1.0μm，之后放入丙酮溶液中超聲清洗20-40min，去除油污，最后冷風風干。

進一步的，高純銅化學成分(wt.％)具體為：Cu+Ag99.90。

進一步的，步驟(1)中的不銹鋼管的制備方法具體如下：將不銹鋼錠熱擠壓為內徑5～20mm、管壁0.5～2mm的不銹鋼管，進行去應力退火，然后對其矯直，對內表面進行機械打磨清理，去除表層氧化層，使其表面粗糙度Ra1.0μm，之后放入丙酮溶液中超聲清洗20-40min，去除油污，最后冷風風干。

進一步的，所述不銹鋼為304不銹鋼。

進一步的，步驟(2)中的旋轉鍛壓的每道次壓下量相同均為2～5％，總壓下量為60～80％。

進一步的，步驟(3)中的熱處理具體為：在氬氣氣流保護下，在200-700℃進行真空再結晶退火，退火保溫時間為3-6h，隨爐冷卻。

一種高強高耐蝕的銅-不銹鋼復合線材，采用上述的方法制備。