新能源汽车用铝合金电缆及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了新能源汽车用铝合金电缆及其生产工艺，包括导体以及由内到外依次包裹在导体外表面的无纺布绕包带、辐照氟橡胶绝缘层、第一铝塑复合带屏蔽层、镀锡铜丝编织屏蔽层、第二铝塑复合带屏蔽层和辐照氟橡胶护套层；所述导体为耐热铝合金束丝后绞合而成；所述耐热铝合金组分，以质量百分比表示为：Zr0.1～1，Cu0.1～2，Mg0.1～05，Fe0.1～0.6，稀土元素0.02～0.2。本发明专利技术的新能源汽车用铝合金电缆的导体由耐热铝合金束丝后绞合而成，抗拉强度大、导电率、伸长率、耐热性能均十分优良，绝缘层和护套层均采用氟橡胶材料，高温永久变形性、耐热性和耐油性较传统材料均有较大提升，降低了成本，大大提高了本发明专利技术的使用安全性和经济效益。

Aluminum Alloy Cable for New Energy Vehicle and Its Production Technology

The invention discloses an aluminium alloy cable for new energy automobiles and its production process, including conductors and non-woven wrapping tapes, irradiated fluororubber insulation layer, shielding layer of the first aluminium-plastic composite tape, tin-plated copper wire braided shielding layer, shielding layer of the second aluminium-plastic composite tape and irradiated fluororubber sheath layer, which are successively wrapped on the outer surface of conductors from inside to outside; the conductors are heat-resistant aluminium alloy bundle The components of the heat-resistant aluminium alloy are expressed as Zr0.1-1, Cu0.1-2, Mg0.1-05, Fe0.1-0.6 and rare earth elements 0.02-0.2 in mass percentage. The conductor of the new energy automobile aluminium alloy cable is made of heat-resistant aluminium alloy bundles after stranding, and has high tensile strength, conductivity, elongation and heat resistance. The insulating layer and sheath layer are made of fluorine rubber material. The high temperature permanent deformation, heat resistance and oil resistance are greatly improved, the cost is reduced, and the use of the present invention is greatly improved. Safety and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
新能源汽车用铝合金电缆及其生产工艺
本专利技术涉及新能源汽车领域，尤其涉及新能源汽车用铝合金电缆及其生产工艺。
技术介绍
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。目前，国内新能源汽车用电缆产品主要以铜芯为导体材料，PVC为绝缘和护套材料为主，主要存在以下不足：导电芯和绝缘护套柔软度不高，导致电缆的弯曲性能差，易松散和断裂；PVC材料不耐高温且燃烧后会产生大量烟气和毒素，不环保；铜芯导体成本高、重量较重，不够经济。因此有必要设计一种新能源汽车用的耐热、非铜导体的电缆和其生产工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供新能源汽车用铝合金电缆及其生产工艺。实现本专利技术目的的技术方案是：新能源汽车用铝合金电缆，包括导体以及由内到外依次包裹在导体外表面的无纺布绕包带、辐照氟橡胶绝缘层、第一铝塑复合带屏蔽层、镀锡铜丝编织屏蔽层、第二铝塑复合带屏蔽层和辐照氟橡胶护套层。所述导体为耐热铝合金束丝后绞合而成。所述耐热铝合金组分(以质量百分比表示为)：Zr0.1～1，Cu0.1～2，Mg0.1～05，Fe0.1～0.6，稀土元素0.02～0.2。铝合金丝径在0.12～0.51mm之间，导体截面面积为1.5～150mm2，抗拉强度大于230MPa，导电率大于55％IACS，伸长率大于3.5％，加热230℃，1h或加热180℃，400h，高强耐热铝合金线强度残存率大于90％。所述无纺布绕包带厚度为0.08mm，宽度为30mm，搭盖率为15％～20％。所述辐照氟橡胶绝缘层的厚度为1.3～1.5mm。所述镀锡铜丝编织屏蔽层的丝径为0.12～0.18mm，编织密度≧85％。所述第一铝塑复合带屏蔽层和第二铝塑复合带屏蔽层的厚度为0.025～0.05mm，搭盖率为15％～30％。所述辐照氟橡胶护套层厚度为1.7～2.0mm。新能源汽车用铝合金电缆，其生产工艺包含以下步骤：S1：熔铸得到耐热铝合金。S2：拉丝。绞合。S3：在导体外绕包厚度为0.08mm，宽度为30mm的无纺布绕包带，搭盖率为15％～20％。S4：采用绝缘挤出工艺在导体挤出辐照氟橡胶绝缘层并辐照。S5：在辐照氟橡胶绝缘层外依次绕包第一铝塑复合带屏蔽层。所述镀锡铜丝编织屏蔽层和第二铝塑复合带屏蔽层。所述镀锡铜丝编织屏蔽层的丝径为0.12～0.18mm，编织密度≧85％。所述第一铝塑复合带屏蔽层和第二铝塑复合带屏蔽层的厚度为0.025～0.05mm，搭盖率为15％～30％。S6：在第二铝塑复合带屏蔽层外挤出辐照氟橡胶护套层并辐照。所述S1中，熔铸铝合金形成的铝水中加入组分(以质量百分比表示为)：Zr0.1～1，Cu0.1～2，Mg0.1～05，Fe0.1～0.6，稀土元素0.02～0.2配成铝液。所述S2中，铝液经过810℃高温精炼，并静置30分钟后进行轧制，铝液在结晶温度前为720℃左右，铸锭温度为520℃，入轧温度500℃，经过轧制后铝杆温度为30℃左右，上盘，拉丝丝径控制在0.12～0.51mm之间。且拉丝过程中由大拉机将9.5mm铝杆加工为2.6mm铝杆，由中拉机将2.6mm铝杆加工为1.0mm铝丝，由小拉机将1.0mm铝丝加工为0.12～0.51mm铝丝，其中小拉机拉丝前铝丝需经过200～300℃，1～2小时退火处理，确保铝丝伸长率，同时增加导体柔软度。导体采用3/51/0.15+6/51/0.15+12/51/0.15结构绞合。即51根0.15丝通过束丝成股后，再进行3股绞合作为中心层，6股按照51/0.15绞合作为复绞层，以12股按照51/0.15绞合作为最外层进行交合绞合，同时绞合时中间层采用右向，最外层采用左向绞合，确保导体不松散。经过束丝机绞合时其节距控制在15～30mm，复绞节距控制在50～80mm，绞合时紧压系数为0.8～0.9。所述S4和S6中，绝缘层挤出工艺，采用90挤出机生产厚度为1.3～1.5mm的辐照氟橡胶绝缘层和厚度为1.7～2.0mm的辐照氟橡胶护套层并辐照。挤出料筒宽度为1200-1600mm，挤出温度：一区120～145℃，二区165～175℃，三区168～180℃，机头170～180℃。绝缘料预烘干温度为65±5℃，时间为4h。生产速度为50～80m/min。辐照剂量为20-25Mrad，辐照能量采用4.5MeV，辐照圈数采用12道，辐照束流采用20-25mA，辐照束流比m/v/A＝0.7-1.0，辐照1次确保产品耐油性能满足：耐柴油、机油：130±5℃，300h，外径变化率≦15％。所述S4和S6中，采用X-RAY在线监测辐照氟橡胶绝缘层和辐照氟橡胶护套层的厚度。所述辐照氟橡胶绝缘层和辐照氟橡胶护套层组分(以质量百分比表示为)：生胶60～70、MT炭黑15～20、TAIC5、过氧化物5、抗氧剂1～5、润滑剂1～5。采用连硫工艺，蒸汽压力在15公斤以上，挤出温度控制在50～80℃，材料阻燃性能测试指标符合UL94标准V-0等级燃烧。耐柴油、机油：130±5℃，300h，外径变化率≦15％，产品热老化性能达到200℃，3000h不开裂。通过搅拌机进行搅拌添加基材及母料进行混炼，其氟橡胶成品大大提高了材料性能，如高温永久变形性、耐热性和耐油性，其耐温等级-50～220℃，其中放入烘箱内长期老化满足200℃，3000h热老化，产品卷绕并浸质量浓度为3.0％的氯化钠溶液进行1.0kV/1min交流耐压测试，产品不开裂，不击穿。采用了上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果：(1)本专利技术的新能源汽车用铝合金电缆的导体由耐热铝合金束丝后绞合而成，抗拉强度大、导电率、伸长率、耐热性能均十分优良，绝缘层和护套层均采用氟橡胶材料，高温永久变形性、耐热性和耐油性较传统材料均有较大提升，降低了成本，大大提高了本专利技术的使用安全性和经济效益。(2)本专利技术的新能源汽车用铝合金电缆的生产工艺将耐热铝合金束丝后采用16/3/50/0.25+3/2/50/0.25结构绞合，逆向绞合，制成的导体铝合金丝径在0.12～0.51mm之间，导体截面面积为1.5～150mm2，抗拉强度大于230MPa，导电率大于55％IACS，伸长率大于3.5％，加热230℃，1h或加热180℃，400h，高强耐热铝合金线强度残存率大于90％。(3)本专利技术的新能源汽车用铝合金电缆的生产工艺将生胶和MT炭黑等材料经搅拌机进行搅拌添加基材及母料进行混炼，采用连硫工艺，控制挤出温度，材料阻燃性能测试指标符合UL94标准V-0等级燃烧。耐柴油、机油：130±5℃，300h，外径变化率≦15％，产品热老化性能达到200℃，3000h不开裂。(4)本专利技术的新能源汽车用铝合金电缆的生产工艺中为了将伸长率较铜低的铝在导体绞合前对铝丝进行退火，确保铝丝伸长率，同时增加导体柔软度。(5)本专利技术的新能源汽车用铝合金电缆的生产工艺中对氟橡胶绝缘层和氟橡胶护套层进行辐照，增强耐柴油、机油性能，加强材料强度。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1为本专利技术的结构示意图。附图中的标号为：导体1，无纺布绕包带2，辐照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.新能源汽车用铝合金电缆，其特征在于：包括导体(1)以及由内到外依次包裹在导体(1)外表面的无纺布绕包带(2)、辐照氟橡胶绝缘层(3)、第一铝塑复合带屏蔽层(4)、镀锡铜丝编织屏蔽层(5)、第二铝塑复合带屏蔽层(6)和辐照氟橡胶护套层(7)；所述导体(1)为耐热铝合金束丝后绞合而成；所述耐热铝合金组分，以质量百分比表示为：Zr0.1～1，Cu0.1～2，Mg0.1～05，Fe0.1～0.6，稀土元素0.02～0.2。

【技术特征摘要】
1.新能源汽车用铝合金电缆，其特征在于：包括导体(1)以及由内到外依次包裹在导体(1)外表面的无纺布绕包带(2)、辐照氟橡胶绝缘层(3)、第一铝塑复合带屏蔽层(4)、镀锡铜丝编织屏蔽层(5)、第二铝塑复合带屏蔽层(6)和辐照氟橡胶护套层(7)；所述导体(1)为耐热铝合金束丝后绞合而成；所述耐热铝合金组分，以质量百分比表示为：Zr0.1～1，Cu0.1～2，Mg0.1～05，Fe0.1～0.6，稀土元素0.02～0.2。2.新能源汽车用铝合金电缆的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：S1：熔铸得到耐热铝合金；S2：拉丝；绞合；S3：在导体(1)外绕包厚度为0.08mm，宽度为30mm的无纺布绕包带(2)，搭盖率为15％～20％；S4：采用绝缘挤出工艺在导体(1)外挤出辐照氟橡胶绝缘层(3)并辐照；S5：在辐照氟橡胶绝缘层(3)外依次绕包第一铝塑复合带屏蔽层(4)，镀锡铜丝编织屏蔽层(5)和第二铝塑复合带屏蔽层(6)；所述镀锡铜丝编织屏蔽层(5)的丝径为0.12～0.18mm，编织密度≧85％；所述第一铝塑复合带屏蔽层(4)和第二铝塑复合带屏蔽层(6)的厚度为0.025～0.05mm，搭盖率为15％～30％；S6：在第二铝塑复合带屏蔽层(6)外挤出氟橡胶护套层(7)并辐照。3.根据权利要求2所述的新能源汽车耐热铝合金电缆的生产工艺，其特征在于：所述S1中，熔铸铝合金形成的铝水中加入组分，以质量百分比表示为：Zr0.1～1，Cu0.1～2，Mg0.1～05，Fe0.1～0.6，稀土元素0.02～0.2配成铝液。4.根据权利要求3所述的新能源汽车耐热铝合金电缆的生产工艺，其特征在于：铝液经过810℃高温精炼，并静置30分钟后进行轧制；铝液在结晶温度前为700～740℃，铸锭温度为520℃，入轧温度500℃，经过轧制后铝杆温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：田崇军，徐静，夏霏霏，王宏杰，张琦，窦微笑，
申请(专利权)人：远东电缆有限公司，新远东电缆有限公司，远东复合技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32