【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆材料，具体涉及一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝及其生产工艺与应用。
技术介绍
1、特高压输变电线路具有大容量、远距离输电和低损耗等特点，近年来备受国家产业政策和各级政府密切关注。要加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。
2、特高压输变电线路的输电电缆主要采用的是钢芯铝绞线，是由铝线和钢线绞合而成的线缆，其钢芯主要起增加强度作用，而铝绞线主要起传送电能的作用。为了尽量降低输电线路电能损失和维持较高的输送效率，铝绞线主要选用工业纯铝。然而，在中、强腐蚀大气环境下运行时，电缆表面导体材料会快速持续腐蚀，影响输变电线路的安全运行。
3、为了提高现役输电电缆的导电率，增强电缆的耐腐蚀性能，延长电缆产品的服役寿命，亟需研发出新型的结构功能一体化导线材料，兼具高导电和优良耐蚀性能特点，以提高输变电线路输送效率，保障电网的安全可靠运行。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是研制出一种导电性好、耐腐蚀性能优良、强度良好、塑韧性良好，能广泛应用于电力行业领域的铝及铝合金导体材料。本专利技术的目的还在于提供一种高导电率、耐腐蚀铝导线，可用作钢芯铝绞线中的铝绞线，可应用于重污染、海洋气候等特殊工况下的电能传输。
2、本专利技术的技术方案具体为：
3、一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝，其组分按质量百分比计：ce0.06-0.0
4、制备本专利技术所述的一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝的方法，包括如下步骤：
5、（1）铝液熔炼：将纯度大于99.7%铝锭装入熔炼炉炉膛，加热炉体至760～800℃，待铝锭熔化后，根据按照材料成分设计要求加入适量混合均匀的al-fe中间合金、al-si中间合金和al-cu中间合金，充分熔化后搅拌扒渣，然后将铝合金熔体降温至740 ～760℃，得到一次合金化铝熔体。
6、（2）真空熔炼：将铝铈中间合金和ga块装入真空熔炼炉内，在1300-1500℃温度之间进行真空精炼提纯，去除合金熔体内的杂质和氧化物等不纯物质，从而得到二次合金化铝合金熔体。该熔体具有稀土相尺寸细小、分布均匀，气体元素含量小，成分更加均匀等特点。
7、（3）转炉精炼：将步骤（1）得到的一次合金化铝熔体转注至保温炉，并采用双级泡沫陶瓷过滤板（孔径30/50ppi）对熔体进行在线过滤，然后向保温炉中的一次合金化铝熔体内加入块状六氯乙烷精炼剂，对炉内熔体进行除气除渣，搅拌后扒去表面浮渣，随后控制熔体温度在720-750℃，静置处理。
8、（4）潜注精炼：将步骤（2）得到的二次合金化铝合金熔体通过石墨管潜注入一次合金化铝熔体液面下方，避免二次合金化铝合金熔体与空气接触，减少氧化烧损和引入氧化物等杂质。然后采用旋转喷吹除气装置对混合后的熔体进行在线除气，以高纯氩气或氮气为除气介质，除气时间为10min/200kgal，除气后熔体中氢含量不大于0.10ml/100gal。调整熔体温度为710-730℃，静置45min。
9、（5）连铸连轧：设置铸造工艺参数为铸造温度710-730℃、铸造速度10-14m/min、冷却水温度10-40℃、冷却水压0.45-0.60mpa，调整铸坯入轧温度500-520℃。将在线精炼后的熔体浇入轮式结晶器内进行连续铸造，形成截面积1800-2600mm²铸坯，随后铸坯进入连轧机组中进行连续轧制得到直径9-12mm的圆杆坯，然后采用自动收线装置进行收卷，得到铝圆杆坯。
10、（6）拉拔刮削：选用硬氮化表面处理后的合金钢拉拔模，在滑动式拉丝机上对步骤（5）所得铝圆杆坯进行拉拔，成为直径1.5-5.0mm的铝单丝，拉拔速度为6-8m/s，最后道次拉拔尺寸精度要求为±0.02mm。采用合金钢刮削模具对拉拔后的铝单丝进行单道次刮削，刮削厚度为0.02-0.05mm，刮削速度为8-10m/min，去除丝材表面油脂、疲劳层，得到光滑表面的成品。
11、根据gb/t10125-2012盐雾试验（nss-720小时）测试分析比较，该成品铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物，720h以后称重计算腐蚀速率为1.11-1.16mg/dm²•d。该成品铝单丝电导率为36.77-37.00ms/m，抗拉强度rm135-145mpa、断后伸长率12.5-14.0%。
12、有益的技术效果
13、本专利技术提供的高导电率、高耐腐蚀铝单丝及制备方法，通过开发新的合金配方，并采用真空熔炼提纯再处理和加压潜注气体精炼复合工艺方法，显著提高了铝单丝的导电率和耐腐蚀性能。在真空熔炼提纯作用下，微量稀土铈和镓获得纯化效果，更容易与杂质元素铁和硅发生反应，促使杂质相球化，从而消除杂质元素的不利影响。同时，填补晶粒晶界缺陷，生成具有表层保护作用的稀土金属化合物，可以显著提升稀土铈和镓复合微合金化对铝熔体的改性效果。在加压潜注气体精炼作用下，合金元素能够快速均匀分散于铝熔体内，大幅减少微量元素的氧化烧损，实现对微量元素含量的精确控制，并有效降低铝熔体中气体元素的含量，使成分更加均匀。利用本专利技术生产的铝单丝具有增容效果，电损耗低、载流量高，并且具备高导电和优良耐蚀性能的特点。这有效提高了输变电线路的输送效率，保障电网的安全可靠运行，具有显著的社会经济效益。材料的生产制备方法简单易行，具有非常广阔的生产应用前景。
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1.一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝，其特征在于，所述铝单丝组分按质量百分比计：Ce0.06-0.08%，Ga0.02-0.03%，Fe0.10-0.25%，Si≤0.22%，Ti≤0.001%，其余为 Al 和不可避免的其他杂质，不可避免的杂质元素中每种元素的含量均≤0.005%，不可避免的其他杂质的总量≤0.02%，Ga与Ce的质量比为0.20-0.40，所述铝单丝的生产工艺，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述铝单丝，其特征在于，所述铝单丝根据GB/T10125- 2012盐雾试验（NSS-720小时）测试分析比较，该铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物，720h以后称重计算腐蚀速率为1.11-1.16mg/dm²•d。
3.根据权利要求1所述铝单丝，其特征在于，所述成品铝单丝电导率为36.77-37.00MS/m，抗拉强度Rm135-145MPa、断后伸长率12.5-14%。
4.根据权利要求1所述铝单丝的生产工艺，其特征在于，步骤（3）所述在线过滤使用双级泡沫陶瓷过滤板，其孔径为30/50PPI。
5.根
6.根据权利要求1所述铝单丝的生产工艺，其特征在于，步骤（5）所述连续铸造设置工艺参数为铸造温度710-730℃、铸造速度10-14m/min、冷却水温度10-40℃、冷却水压0.45-0.60MPa，调整铸坯入轧温度500-520℃。
7.根据权利要求1所述铝单丝的生产工艺，其特征在于，步骤（6）所述拉拔的速度为6-8m/s，所述刮削的厚度为0.02-0.05mm，刮削的速度为8-10m/min。
8.一种高导电率、高耐腐蚀铝导线，其特征在于，所述铝导线包含权利要求1所述高导电率、高耐腐蚀铝单丝。
...【技术特征摘要】
1.一种高导电率、高耐腐蚀铝单丝，其特征在于，所述铝单丝组分按质量百分比计：ce0.06-0.08%，ga0.02-0.03%，fe0.10-0.25%，si≤0.22%，ti≤0.001%，其余为 al 和不可避免的其他杂质，不可避免的杂质元素中每种元素的含量均≤0.005%，不可避免的其他杂质的总量≤0.02%，ga与ce的质量比为0.20-0.40，所述铝单丝的生产工艺，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述铝单丝，其特征在于，所述铝单丝根据gb/t10125- 2012盐雾试验（nss-720小时）测试分析比较，该铝单丝在中性盐雾试验96h以后首次肉眼观察到白色腐蚀产物，720h以后称重计算腐蚀速率为1.11-1.16mg/dm²•d。
3.根据权利要求1所述铝单丝，其特征在于，所述成品铝单丝电导率为36.77-37.00ms/m，抗拉强度rm135-145mpa、断后伸长率1...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶蔚，朱宝宏，闫晓东，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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