一种低碳高强度低电阻率电缆线芯材、制备方法及应用技术

本发明专利技术属于电缆线芯材生产领域，公开了一种低碳高强度低电阻率电缆线芯材、制备方法及应用，低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法包括：将钢液经转炉冶炼、LF精炼，浇筑成连铸方坯，再轧制即可得所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材。本发明专利技术通过采用低碳、低锰加Nb、Ti微合金成分设计，以及对线材的加工及热处理工艺设计，充分利用微合金化元素使钢中C、N等固溶元素以化合物的形式析出，从而降低基体畸变能提高导电性，并利用第二相产生的析出强化作用提高钢的强度；充分利用微合金化元素使钢中C、N等固溶元素以化合物的形式析出，从而降低基体畸变能提高导电性，并利用第二相产生的析出强化作用提高钢的强度。化作用提高钢的强度。化作用提高钢的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种低碳高强度低电阻率电缆线芯材、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于电缆线芯材生产领域，尤其涉及一种低碳高强度低电阻率电缆线芯材、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]目前关键基础钢铁新材料的质量、性能、绿色化水平亟需加大攻关力度。行业领域对材料的要求越来越高，要求高强度、高导电等。但现有提高导电性的方法是降低钢中某些固溶元素的含量，此举牺牲了钢铁材料的强度，无法实现高强度与高导电性的统一。
[0003]铜包钢线材组成的线束在体积、重量、成本等方面优势明显。被广泛用于电子元器件引出线、电车线、接触线、架空线、电器设备接地线、电视电缆和电话下户线、装饰或防腐蚀用线等通讯、电子、交通运输、冶金、输电、能源等领域，市场前景广阔，具有较高经济效益。
[0004]长期以来都使用纯铜作导线，但随着这些领域的不断发展,它们对导线的综合性能有了更高的要求。此外,就生产成本而言,纯铜的成本较高。铜包钢凭借其优越的使用性能及性价比，作为纯铜线产品的替代品，具有重量轻，能耗少等特点，符合所倡导的节能减排号召。因此,低碳高导高强电缆(线)钢材的工艺开发已日益受到人们的重视。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：导电用钢的导电性调控手段主要为钢中C、N、Mn等元素含量的调整，通过降低钢基体畸变能以提高其导电性。单纯降低钢中C、N、Mn等元素的方法虽然可以提高钢材的导电性，但是钢的强度势必会随钢中固溶元素的减少而降低，无法实现高强度与高导电的统一。另外，钢中的C、N、Mn等元素在降低到一定程度以后，如进一步降低则会对洁净钢冶炼技术提出更高更严苛的要求，实际制造成本也随之大幅增加。由此可见，在现有调控手段下难以进一步提高导电用钢的导电性和强度，这也已成为制约导电用钢发展与扩大应用的瓶颈。
[0006]解决以上问题及缺陷的难度为：现有提高导电性的方法是降低钢中某些固溶元素的含量，此举牺牲了钢铁材料的强度，无法实现高强度与高导电性的统一。
[0007]解决以上问题及缺陷的意义为：由此，本专利技术采用在低碳钢中加入Nb、Ti微合金的成分设计，配合合理的轧制及退火工艺，以达到高强度与高导电性的最佳配合。本专利技术的低碳高导高强电缆(线)钢不仅可以有效降低生产及电力输送过程中的电流损耗，还可大幅降低电缆芯材等导电用钢的成本和用量，对于制造业的节能减排以及绿色制造具有重要意义。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种低碳高强度低电阻率电缆线芯材、制备方法及应用。
[0009]本专利技术是这样实现的，一种低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法，所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法包括：
[0010]将钢液经转炉冶炼、LF精炼，浇筑成连铸方坯，再轧制即可得所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材。
[0011]进一步，所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法包括以下步骤：
[0012]步骤一，对铁水进行预处理，将预处理后的铁水转炉冶炼；将转炉冶炼的物料进行精炼脱硫；
[0013]步骤二，将精炼脱硫的物料浇筑成连铸方坯，对铸坯进行轧制即可得所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材。
[0014]进一步，所述步骤二之后进一步包括：
[0015]将铸坯轧制成线材后，经过成品退火；
[0016]所述成品退火温度650～700℃，退火时间为8h。
[0017]进一步，步骤一中，所述转炉冶炼包括：
[0018]向钢液中添加Al
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Fe合金、Al线进行冶炼，出钢时加合成渣进行渣洗。
[0019]进一步，所述对铸坯进行轧制包括：铸坯均热温度为1150～1250℃，开轧温度：1050～1150℃，上冷床温度900～950℃。
[0020]进一步，所述将预处理后的铁水转炉冶炼，将转炉冶炼的物料进行精炼脱硫还包括：
[0021]出钢过程全程底吹氩，上铸机炉次吹氩6～10min，进LF炉炉次吹氩3～6min。
[0022]进一步，所述精炼还包括：出站钢水加入40～80kg覆盖剂，冬季时间、上台压钢炉次、小修包、新包按上限加入。
[0023]进一步，所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法还包括：
[0024]进行脱氧合金化处理：出钢前按照每炉50kg以上的添加量将Si
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Fe、Si
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Mn加入钢包内，出钢过程中按照目标成分进行微量调整；将强脱氧剂Si
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Al
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Ba和V
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N合金在出钢1/3开始随钢流加入，加入顺序为先Si
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Al
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Ba合金、后V
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N合金；Si
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Al
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Ba加入量为30kg/炉。
[0025]本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法制备的低碳高强度低电阻率电缆线芯材。
[0026]进一步，所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材包括：
[0027]所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材碳含量小于等于0.005％；硅含量小于等于0.03％，锰含量小于等于0.1％，磷含量小于等于0.01％，硫含量小于等于0.005％，钛含量为0.05％～0.1％，铌含量0.03％～0.1％。
[0028]本专利技术的另一目的在于提供一种所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备的电子元器件引出线、电车线、接触线、架空线、电器设备接地线、电视电缆和电话下户线、装饰或防腐蚀用线在通讯、电子、交通运输、冶金、输电、能源领域上的应用。
[0029]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：
[0030]本专利技术通过采用低碳、低锰加Nb、Ti微合金成分设计，以及对线材的加工及热处理工艺设计，充分利用微合金化元素使钢中C、N等固溶元素以化合物的形式析出，从而降低基体畸变能提高导电性，并利用第二相产生的析出强化作用提高钢的强度；充分利用微合金化元素使钢中C、N等固溶元素以化合物的形式析出，从而降低基体畸变能提高导电性，并利用第二相产生的析出强化作用提高钢的强度。
[0031]本专利技术通过合理的轧制工艺及热处理工艺使电缆线芯材用钢的晶粒尺寸在10～
20μm之间，基体中的C、N元素均已Nb(C、N)和Ti(C、N)的析出粒子析出。由此，使钢基体中的间隙原子C、N以析出物的形式析出，降低钢基体的畸变能，由此提高电缆线芯材用钢的导电性。同时，由于Nb(C、N)和Ti(C、N)的析出行为，使其在钢基体中产生析出强化作用。随后配合合理的轧制工艺和热处理工艺使钢的晶粒尺寸在10～20μm之间，析出粒子尺寸在50nm左右。
[0032]通过上述成分、轧制及热处理工艺设计，本专利技术获得了强阻比为31.01
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108MPa/Ω
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m的试验钢，相比于未加微合金元素的低碳试验钢(强阻比为25.00
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108MP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法，其特征在于，所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法包括：将钢液经转炉冶炼、LF精炼，浇筑成连铸方坯，再轧制即可得所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材。2.如权利要求1所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法，其特征在于，所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法包括以下步骤：步骤一，对铁水进行预处理，将预处理后的铁水转炉冶炼；将转炉冶炼的物料进行精炼脱硫；步骤二，将精炼脱硫的物料浇筑成连铸方坯，对铸坯进行轧制即可得所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材。3.如权利要求2所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法，其特征在于，所述步骤二之后进一步包括：将铸坯轧制成线材后，经过成品退火；所述成品退火温度650～700℃，退火时间为8h。4.如权利要求2所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法，其特征在于，步骤一中，所述转炉冶炼包括：向钢液中添加Al
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Fe合金、Al线进行冶炼，出钢时加合成渣进行渣洗；所述对铸坯进行轧制包括：铸坯均热温度为1150～1250℃，开轧温度：1050～1150℃，上冷床温度900～950℃。5.如权利要求2所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法，其特征在于，所述将预处理后的铁水转炉冶炼，将转炉冶炼的物料进行精炼脱硫还包括：出钢过程全程底吹氩，上铸机炉次吹氩6～10min，进LF炉炉次吹氩3～6min。6.如权利要求2所述低碳高强度低电阻率电缆线芯材制备方法，其特征在于，所述精炼还包括：出站钢水加入40～80kg...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐兴昌，刘俊钊，陈克选，张志坚，丁万武，张国庆，申莹莹，刘亚俊，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：