【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高导电率耐热半硬铝导线及其制造方法，属于涉及电缆。
技术介绍
1、随着节能环保要求的逐渐严格，高压输电领域对导线的节能要求日益提高，这要求采用低损耗、高安全可靠性的导线。目前常用的运输导线为普通钢芯耐热铝合金绞线、钢芯高导耐热铝合金绞线及钢芯软铝绞线，但普通钢芯耐热铝合金绞线导电率低，仅为60％iacs，输电线损高，不符合节能环保要求；钢芯高导耐热铝合金绞线不仅导电率只有61.5％～62.0％iacs，其生产工艺也不成熟，成本过高，不利于大规模应用；钢芯软铝绞线导电率较高，可达到63％iacs以上，但其抗拉强度和耐磨性不足，导致敷设和应用过程中存在安全隐患，无法大规模应用。
2、目前高导电率耐热半硬铝线的研发是行业重点，这种导线具有出色的导电性能和耐高温性能，导线导电率可达63.3％iacs，同时可满足抗拉强度可达100～135mpa，伸长率≥5％，耐热温度≥150℃，然而如何制备这种材料仍然是业内所面临的关键性技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高导电率耐热半硬铝导线及其制造方法。
2、其中本专利技术中一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，包括以下步骤：
3、s1:熔炼高纯度铝锭并进行硼化处理；
4、s2:加入y、fe合金锭；
5、s3:精炼；
6、s4:成分调节，控制元素配比；
7、s5:静置保温并浇筑为条形铸锭；
8、s6:冷拔制备铝丝；>
9、s7:对铝丝进行高温处理；
10、s8:将铝丝与特强钢芯绞合。
11、该制备方法中，通过添加y和fe元素，并使它们共同作用，可以有效地改善材料的性能。y元素的添加不仅能够细化晶粒，而且能够与杂质元素形成有益化合物，降低杂质元素固溶度，进而可同时提高材料的强度和导电性。fe元素的添加有助于提高材料的强度、耐热性和抗蠕变性能。当y和fe二者共同作用时，y可以与fe形成稳定相，并在晶体的界面及晶界形成强化效应，使得晶界化合物平均尺寸由50-200μm减小至20-70μm，从而进一步增强材料的力学性能和导电性能。
12、进一步地，s1熔炼及硼化处理过程中，硼化处理采用alb10中间合金锭，所述保温炉的温度为740～750℃，保温时间为30～35min，以促进杂质沉淀，使得合金晶粒细化，提升合金整体均匀性。
13、进一步地，s3精炼环节中采用环保熔融型颗粒精炼剂和高效无钠覆盖剂，这时候上述精炼剂熔点较低，精炼过程中避免二次氧化，可有效排除铝熔体中95％以上的杂质，降低铝熔体中的杂质。且其生成的气体较少，有助于减少气孔的产生，使其针孔度达到1级以上，进一步提升产品的致密度，降低因气孔导致的电流流通路径受阻现象，同时避免气孔破坏铝合金的连续性和均匀性，提升铝导体间原子的接触性能，从而使得铝导体的强度和导电性能更优。
14、在环保熔融型颗粒精炼剂平均直径1-3mm，成分组成为mgcl2、kcl、caf2和k2co3的混合，效覆盖剂为mgcl2、kcl时，针孔度方面性能更优。
15、进一步的，s4中成分调节步骤控制元素配比为si≤0.04wt％、0.13wt％≤fe≤0.18wt％、0.07wt％≤zn≤0.17wt％、(cr+v+mn+ti)≤0.006wt％、0.10wt％≤y≤0.30wt％、0.007wt％≤b≤0.025wt％，余量为al。
16、此步骤对危害元素cr、v、mn、ti进行精确控制，配合步骤s2中的硼化处理工艺，对铝溶体进行净化，可高效的将cr+v+mn+ti危害元素含量由除杂前150-250ppm降低至20-60ppm。有效提升高导电率半硬铝线5％的抗拉强度和16％的塑性伸长率。
17、进一步的，s5静置保温并浇筑的过程中，保温温度740～750℃，时间为30～35min，铝液浇注温度为700～710℃，浇注过程中，采用密封流道并进行氮气保护，其氮气流量控制为先大后小，所述密封流道上均匀间隔设置一个独立的温度控制装置并按照密封流道长度均匀控制降温速度。此工艺可以对铝溶液的冷却速度进行有效控制，防止其降温过快导致内外凝固速度不一导致产生晶核、晶界和气孔；采用该工艺可使得制成的铝杆抗张强度≥125mpa，20℃时导体电阻率≤0.027350ω·mm2/m。
18、经工艺生产验证，当间距设置为2m时，铝杆各项工艺参数更优。
19、进一步的，步骤s7铝丝高温处理为时效处理，温度255～260℃，温度波动为±3℃，保温时间为5～6h，控制参数为：控制导电率≥63.3％iacs，抗拉强度100～135mpa，伸长率≥5％，230℃保温1h后的强度保持率不小于室温初始测量值的95％。
20、采用该时效参数，可以有效地降低和消除在拉拔过程中产生的各种缺陷，减少拉拔引起的错位和晶格畸变等现象。
21、在20℃时，可测得导体电阻≤0.027151ω·mm2/m。
22、进一步的，所述步骤s8的绞合步骤中特强钢芯抗拉强度不小于2100mpa，此时可保障高导电率耐热半硬铝导线地拉强度为100～135mpa，伸长率≥5％。
23、本专利技术还提供一种高导电率耐热半硬铝导线，其采用上述的制备方法制备，对其进行检测，其成分为si≤0.04wt％、0.11wt％≤fe≤0.15wt％、0.05wt％≤zn≤0.15wt％、(cr+v+mn+ti)≤0.006wt％、0.10wt％≤y≤0.30wt％、0.007wt％≤b≤0.025wt％，余量为al，其绞合用铝丝直径或等效直径为2.5～4.8mm，导电率不小于63.3％iacs，抗拉强度为100～135mpa，伸长率≥5％。
24、所述高导电率耐热半硬铝线的截面形状为圆形、扇形或瓦形，在使用时，根据具体场合决定其截面形状以适应使用环境。
25、采用了上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果：
26、(1)通过添加y和fe元素，并使它们共同作用，可以有效地改善材料的性能。y元素的添加不仅能够细化晶粒，而且能够与杂质元素形成有益化合物，降低杂质元素固溶度，进而可同时提高材料的强度和导电性。fe元素的添加有助于提高材料的强度、耐热性和抗蠕变性能。当y和fe二者共同作用时，y可以与fe形成稳定相，并在晶体的界面及晶界形成强化效应，使得晶界化合物平均尺寸由50-200μm减小至20-70μm，从而进一步增强材料的力学性能和导电性能。
27、(2)采用的精炼剂熔点较低，精炼过程中避免二次氧化，可有效排除铝熔体中95％以上的杂质，降低铝熔体中的杂质。且其生成的气体较少，有助于减少气孔的产生，使其针孔度达到1级以上，进一步提升产品的致密度，降低了因气孔导致的电流流通路径受阻现象，同时避免气孔破坏铝合金的连续性和均匀性，提升铝导体间原子的接触性能，从而使得铝导体的强度和导电性能更优。
28、(3)在浇注过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：S1熔炼及硼化处理过程中，硼化处理采用AlB10中间合金锭，所述保温炉的温度为740～750℃，保温时间为30～35min。
3.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：S3精炼环节中采用环保熔融型颗粒精炼剂和高效无钠覆盖剂。
4.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：所述S4中成分调节步骤控制元素配比为Si≤0.04wt％、0.13wt％≤Fe≤0.18wt％、0.07wt％≤Zn≤0.17wt％、(Cr+V+Mn+Ti)≤0.006wt％、0.10wt％≤Y≤0.30wt％、0.007wt％≤B≤0.025wt％，余量为Al。
5.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：所述步骤S5静置保温并浇筑的过程中，保温温度740～750℃，时间为30～35min，铝液浇注温度为700～710℃，浇注过程中
6.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：所述步骤S7铝丝高温处理为时效处理，温度255～260℃，温度波动为±3℃，保温时间为5～6h，控制参数为：控制导电率≥63.3％IACS，抗拉强度100～135MPa，伸长率≥5％，230℃保温1h后的强度保持率不小于室温初始测量值的95％。
7.根据权利要求3所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：所述环保熔融型颗粒精炼剂平均直径1-3mm，成分组成为MgCl2、KCl、CaF2和K2CO3的混合物；所述高效覆盖剂为MgCl2、KCl。
8.根据权利要求5所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：所述均匀间隔设置为2m。
9.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：所述步骤S8的绞合步骤中特强钢芯抗拉强度不小于2100MPa。
10.一种高导电率耐热半硬铝导线，采用权1～9中任一所述的制备方法，其特征在于：成分为Si≤0.04wt％、0.11wt％≤Fe≤0.15wt％、0.05wt％≤Zn≤0.15wt％、(Cr+V+Mn+Ti)≤0.006wt％、0.10wt％≤Y≤0.30wt％、0.007wt％≤B≤0.025wt％，余量为Al，其绞合用铝丝直径或等效直径为2.5～4.8mm，导电率不小于63.3％IACS，抗拉强度为100～135MPa，伸长率≥5％。
...【技术特征摘要】
1.一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：s1熔炼及硼化处理过程中，硼化处理采用alb10中间合金锭，所述保温炉的温度为740～750℃，保温时间为30～35min。
3.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：s3精炼环节中采用环保熔融型颗粒精炼剂和高效无钠覆盖剂。
4.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：所述s4中成分调节步骤控制元素配比为si≤0.04wt％、0.13wt％≤fe≤0.18wt％、0.07wt％≤zn≤0.17wt％、(cr+v+mn+ti)≤0.006wt％、0.10wt％≤y≤0.30wt％、0.007wt％≤b≤0.025wt％，余量为al。
5.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方法，其特征在于：所述步骤s5静置保温并浇筑的过程中，保温温度740～750℃，时间为30～35min，铝液浇注温度为700～710℃，浇注过程中，采用密封流道并进行氮气保护，其氮气流量控制为先大后小，所述密封流道上均匀间隔设置一个独立的温度控制装置并按照密封流道长度均匀控制降温速度。
6.根据权利要求1所述的一种高导电率耐热半硬铝导线的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：张孝雷，陈晓健，杨长龙，刘胜春，陈保安，郑维刚，刘臻，周锋，刘宇，蒋达，王瑶，夏霏霏，杨志豪，尹枫，张宏宇，多俊龙，白晗，夏荣臻，王行芬，
申请(专利权)人：远东电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。