一种高性能护套用铅基合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能护套用铅基合金及其制备方法，由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.2‑0.8%、锡0.4‑1.0%、钠0.02‑0.06%、镧0.04‑0.08%，其余为铅。本发明专利技术的优点是：合金中添加钠，可以很好的除去铅中的氧化渣及钙、铝、镍等杂质，降低由于氧化渣夹杂而导致的合金缺陷；合金中添加锑可有效地提高铅合金的强度及加工特性，但同时也会增加合金的脆性；而通过添加锡可明显改善添加锑后造成的脆性，同时可以提高铅的流动性及柔韧性；添加镧可明显改善合金的耐腐蚀性，提高铅的致密性；锑、锡、钠、镧元素与铅均可以很好地相熔，成分分布均匀，不易出现偏析问题，成分稳定，合金一致性好。

A Lead-based Alloy for High Performance Sheath and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高性能护套用铅基合金及其制备方法
本专利技术涉及铅合金领域，具体涉及一种高性能护套用铅基合金及其制备方法。
技术介绍
海底电缆是用绝缘材料包裹的电缆，铺设在海底，用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料，传输电话和互联网信号。在海底电缆的制作中，铜导体首先会被嵌入在类似果冻的化合物中，保证即使在与海水接触的情况下电缆也不会损坏。然后将光缆装入铅合金管中（内护套），防止水的压力将其破坏。接下来将其包裹在整体强度极高的钢丝之中，并套在铜管之中（外护套），最后套上聚乙烯材料的保护层。用铅基合金制造海底电缆的内护套已有很久的历史，目前主要使用的铅基护套合金主要有铅锑锡合金、铅锑锡碲合金、铅锑铜合金等。但这些合金存在性能不稳定的现象，在使用过程中偶尔会出现加工负荷不稳定，有时甚至因为负荷突然变化造成的自动停机问题从而导致护套出现脆断、裂纹缺陷等问题，给制造厂家造成较大的损失。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高性能护套用铅基合金及其制备方法。本专利技术采用的技术方案是：一种高性能护套用铅基合金，由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.2-0.8%、锡0.4-1.0%、钠0.02-0.06%、镧0.04-0.08%，其余为铅。进一步的，由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.4%、锡0.4%、钠0.04%、镧0.06%，其余为铅。进一步的，所述镧为镧母合金，所述镧母合金包括以下重量百分比的组分：镧0.9%-1.1%，其余为电解铅。一种高性能护套用铅基合金的制备方法，具体操作步骤如下：a、镧母合金的制备：将电解铅添加到高温炉中，升温到580-620℃，将浮在表面的铅渣打捞干净，继续升温至800-850℃，将金属镧放入高温炉的加料从仓中，对高温炉进行抽真空，真空度达到-0.1MPa，开启搅拌，搅拌稳定后，将加料从仓中的金属镧加入到高温炉中，在真空度-0.1MPa条件下继续搅拌30分钟，使其混合均匀，过程中控制温度800-900℃，制备得到镧母合金，将镧母合金通过浇铸的方式浇铸成锭，每锭重量为1.5-2.5kg；b、铅基合金的制备：将配方量的铅添加到铅冶炼炉中，加热升温到520-540℃，铅完全熔化，添加适量的除渣剂，开启搅拌机进行搅拌，让除渣剂与铅渣充分反应至粉末状，将漂浮在铅液表面的铅渣打捞干净，而后升温至540-580℃，开启搅拌，控制搅拌机搅拌频率23-25Hz，添加配方量的金属钠，全部加完后继续搅拌10min，关闭搅拌，将铅液表面的氧化渣打捞干净，控制温度580-620℃，添加配方量的锑，开启搅拌，控制搅拌机搅拌频率23-25Hz，至锑块完全熔化后，添加配方量的锡，锡完全熔化后加入配方量的镧母合金，在600-650℃条件下，以16-18Hz的搅拌频率搅拌40min，使铅合金各组分混合均匀，最后在600±20℃的条件下将合金浇铸成铅锭。进一步的，所述步骤a中开启搅拌后的搅拌转速为500-600转/分钟。进一步的，所述步骤b中的金属钠的成分净含量≥99%，锑的成分净含量≥99%，锡的成分净含量≥99.9%。进一步的，所述步骤b中的除渣剂的添加量是步骤b中的铅的添加量的0.03%-0.07%。本专利技术的有益效果是：在铅中添加锑、锡、钠、镧元素后铅的特性得到提高：合金中添加钠，可以很好的除去铅中的氧化渣及钙、铝、镍等杂质，降低由于氧化渣夹杂而导致的合金缺陷；合金中添加锑可有效地提高铅合金的强度及加工特性，但同时也会增加合金的脆性；而通过添加锡可明显改善添加锑后造成的脆性，同时可以提高铅的流动性及柔韧性；添加镧可明显改善合金的耐腐蚀性，提高铅的致密性；锑、锡、钠、镧元素与铅均可以很好地相熔，成分分布均匀，不易出现偏析问题，成分稳定，合金一致性好。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的保护范围的限定。实施例1一种高性能护套用铅基合金，由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.4%、锡0.4%、钠0.04%、镧0.06%，其余为铅，这里的镧为镧母合金，镧母合金包括以下重量百分比的组分：镧0.9%-1.1%，其余为电解铅。金属钠的成分净含量≥99%，锑的成分净含量≥99%，锡的成分净含量≥99.9%；上述一种高性能护套用铅基合金，制备过程如下：a、镧母合金的制备：将990kg电解铅添加到高温炉中，升温到580-620℃，将浮在表面的铅渣打捞干净，继续升温至800-850℃，将10kg金属镧放入高温炉的加料从仓中，对高温炉进行抽真空，真空度达到-0.1MPa，开启搅拌，控制搅拌速度500-600转/分钟，搅拌稳定后，将金属镧加入到高温炉中，在真空度-0.1MPa条件下继续搅拌30分钟，使其混合均匀，过程中控制温度800-900℃，制备得到镧母合金，将镧母合金通过浇铸的方式浇铸成锭，每锭重量为1.5-2.5kg，并隔离空气，做好防氧化处理，对配制的镧母合金用光谱仪或化学分析法化验其中镧的含量，作为后续配制护套用铅基合金的计算依据；b、铅基合金的制备：将配方量的铅添加到铅冶炼炉中，加热升温到520-540℃，铅完全熔化，添加适量的除渣剂，除渣剂的添加量是步骤b中的铅的添加量的0.03%-0.07%，开启搅拌机进行搅拌，让除渣剂与铅渣充分反应至粉末状，将漂浮在铅液表面的铅渣打捞干净，而后升温至540-580℃，开启搅拌，控制搅拌机搅拌频率23-25Hz，添加配方量的金属钠，全部加完后继续搅拌10min，关闭搅拌，将铅液表面的氧化渣打捞干净，控制温度580-620℃，添加配方量的锑，开启搅拌，控制搅拌机搅拌频率23-25Hz，至锑块完全熔化后，添加配方量的锡，锡完全熔化后加入配方量的镧母合金，在600-650℃条件下，以16-18Hz的搅拌频率搅拌40min，使铅合金各组分混合均匀，使用光谱仪测试铅基合金的成分是否符合要求，若不符合要求则向铅基合金中添加含量不符的相对应的成分直到成分测试符合要求，最后在600±20℃的条件下将合金浇铸成铅锭。制备过程中注意各组分的添加温度、搅拌时间、搅拌速度须按照工艺流程要求执行，否则会影响各组分的含量及合金性能，同时各添加成分在配制过程中会出现损耗问题，各组分的损耗按照5%进行计算，添加配方时按照理论计算105%的比例进行添加。实施例2一种高性能护套用铅基合金，由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.2%、锡0.8%、钠0.02%、镧0.08%，其余为铅，这里的镧为镧母合金，镧母合金包括以下重量百分比的组分：镧0.9%-1.1%，其余为电解铅。金属钠的成分净含量≥99%，锑的成分净含量≥99%，锡的成分净含量≥99.9%；上述一种高性能护套用铅基合金，制备过程如下：a、镧母合金的制备：将990kg电解铅添加到高温炉中，升温到580-620℃，将浮在表面的铅渣打捞干净，继续升温至800-850℃，将10kg金属镧放入高温炉的加料从仓中，对高温炉进行抽真空，真空度达到-0.1MPa，开启搅拌，控制搅拌速度500-600转/分钟，搅拌稳定后，将金属镧加入到高温炉中，在真空度-0.1MPa条件下继续搅拌30分钟，使其混合均匀，过程中控制温度800-900℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能护套用铅基合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.2‑0.8%、锡0.4‑1.0%、钠0.02‑0.06%、镧0.04‑0.08%，其余为铅。

【技术特征摘要】
1.一种高性能护套用铅基合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.2-0.8%、锡0.4-1.0%、钠0.02-0.06%、镧0.04-0.08%，其余为铅。2.根据权利要求1所述的一种高性能护套用铅基合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.4%、锡0.4%、钠0.04%、镧0.06%，其余为铅。3.根据权利要求2所述的一种高性能护套用铅基合金，其特征在于，所述镧为镧母合金，所述镧母合金包括以下重量百分比的组分：镧0.9%-1.1%，其余为电解铅。4.一种高性能护套用铅基合金的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：a、镧母合金的制备：将电解铅添加到高温炉中，升温到580-620℃，将浮在表面的铅渣打捞干净，继续升温至800-850℃，将金属镧放入高温炉的加料从仓中，对高温炉进行抽真空，真空度达到-0.1MPa，开启搅拌，搅拌稳定后，将加料从仓中的金属镧加入到高温炉中，在真空度-0.1MPa条件下继续搅拌30分钟，使其混合均匀，过程中控制温度800-900℃，制备得到镧母合金，将镧母合金通过浇铸的方式浇铸成锭，每锭重量为1.5-2.5kg；b、铅基合金的制备：将配方量的铅添加到铅冶炼炉中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海涛，沈煜婷，沈维新，李青，
申请(专利权)人：江苏海瑞电源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32