專利名稱：一種節能防振錘的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力金具，尤其涉及一種節能防振錘。
背景技術：
隨著我國電力工業的發展，輸送電容量大幅增加，對輸電線路中的防振錘在輸電過程中消耗能量的問題逐漸引起人們的關注。由于現有的防振錘的線夾一般用可鍛鑄鐵和Q235鋼材鐵磁性材料制成。當導線中通過交變電流，在防振錘的線夾上便形成一個閉合的磁回路，鐵磁物質在交變磁場作用下反復磁化，其磁感應強度的變化總是滯后于磁場強度的變化(即磁滯現象)。在反復磁化的過程中，由于磁疇的反復轉向，鐵磁物質內部的分子摩擦發熱而造成能量損耗，這種構成閉合回路的電力金具在反復磁化過程中，因為磁疇反復轉向導致的功率損耗，就是所謂的磁滯損耗。根據電磁感應定律，這一交變磁場在防振錘內部也會產生感應電動勢和感應電流(即渦流)，由于鋼鐵材料電阻的存在，必然產生有功功率損耗，即渦流損耗。根據楞次定律和法拉第電磁感應定律，在防振錘內產生的感應電動勢與輸電線路的電流大小成正比，與材料的相對磁導率μr的大小成正比，與金具的厚度成正比。傳統的可鍛鑄鐵、Q235鋼制電力金具材料的相對磁導率大，存在磁滯渦流現象，在輸電線路上產生較大的磁滯和渦流損耗。
我國地域遼闊，輸電線路很長，據中國電力年鑒發布，我國的220kV線路長度為102417km；110kV為162497km(1997年年鑒)；66kV為42214km；35kV為247390km(1995年年鑒)，按60％的額定負荷條件進行統計，全國高壓線路因可鍛鑄鐵防振錘引起的電能損失為25684.1萬(kW·h)/年，在配電線路上的損失為8890.8萬(kW·h)/年，總計達34574.9萬(kW·h)/年，電價按0.4元/(kW·h)計算，電費的損失達13830萬元/年，盡管實際能耗會與估算有出入，但我們從這一保守的估算中，可以清楚看到可鍛鐵防振錘的能耗大得驚人。由此看到，研制一種節能鋼材來制造電力金具的迫切性和現實的意義。
20世紀八十年代以后，由于材料工業的發展，高強度鋁合金得到了較為普遍的應用和供應，用鋁合金制造的防振錘滿足了輸電線路對電力金具的機械強度要求，又是無磁材料，新建設的500kV超高壓線路，因同時需要考慮防電暈的要求，已普遍采用了高強度鋁合金金具。我國從五十年代就不斷建設220kV、110kV、66kV、35kV電壓等級的輸電線路，全國各種電壓等級的線路有如蜘蛛網，到處都有。如果將原有的可鍛鑄鐵及鋼材制造的金具都更換成高強度的鋁合金的，就需要數量很大的鋁合金，還要停電更換，每套金具售價也比原有金具高兩倍，這是不可能的。
現在不銹鋼也是不導磁的，常用的有1Cr18Ni9Ti、1Cr17Ni7、0Cr19Ni9等等，但由于價格比Q235普通碳素鋼高出10倍，因此用其制造電力金具成本將大大地提高。

發明內容
為了解決現有防振錘能量在輸電線路中損耗大的技術問題，本發明的目的是提供一種節能防振錘。
為了達到上述的發明目的，本發明采用了以下的技術方案一種節能防振錘，包括重錘、鋼鉸線、線夾體，重錘固定在鋼鉸線的兩端，線夾體設在鋼鉸線中部，其中線夾體采用奧氏體無磁鋼材料。
作為優選，線夾體由壓板和壓板附件組成，壓板和壓板附件采用奧氏體無磁鋼材料，并通過緊固螺栓固定在一起。
上述的壓板下部彎曲形成與鋼鉸線相適配的掛鉤，壓板上部凹陷形成與輸電線相適配的壓線槽；壓板在壓線槽上方延伸設有一小塊連接舌，所述的壓板附件上部凹陷形成壓線槽，壓板與壓板附件上的壓線槽組成輸電線的安裝口，并在壓板附件的壓線槽上方設有與連接舌相適配的連接口，壓板附件的下方設有緊固螺栓的安裝口，壓板與壓板附件上方通過連接舌與連接口相連接，壓板與壓板附件下方通過緊固螺栓相連接。
作為優選，所述的奧氏體無磁鋼按重量百分比含有錳20％～26％，鉻2％～10％，鋁1％～4％，碳0.18％～0.24％，稀土元素0.1％～0.2％，硫≤0.04％，磷≤0.04％，其余量為鐵。
作為再優選，按重量百分比所述的奧氏體無磁鋼中錳的含量為20％～22％，鉻的含量為3％～4％，鋁的含量為1％～1.5％，碳的含量為0.2％～0.22％。
作為優選，奧氏體無磁鋼中還含有硅0.17％～0.37％。
作為優選，所述的復合稀土元素為鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔中的一種或多種。
作為再優選，所述的復合稀土元素為鐠和釹中的一種或2種。
本發明由于采用了以上的技術方案，只對節能防振錘的線夾體材料進行了改進，采用了奧氏體無磁鋼，隔斷了磁回路，消除或減少了電能損耗。
本發明所采用的奧氏體無磁鋼的主要化學成分的作用分析如下(1)錳、鋁、鉻，錳是主要合金元素，擴大奧氏體相區，穩定奧氏體組織，提高合金強度。碳一定時，隨含錳量增加，鋼的組織逐漸從珠光體到馬氏體并進一步轉變為奧氏體，但是鋼的加工硬化能力提高。控制好錳的含量，可以保證鑄態完全的奧氏體組織和穩定的奧氏體，使得經過適當變形后不致引發大量的形變馬氏體出現。
除了脫氧要求加入少量的鋁外，鋁元素為非碳化物形成元素，一般均勻分布在基體中阻礙碳原子在奧氏體中的擴散，穩定碳化物，同時易使奧氏體形成有序固溶體，增強γ-Fe原子的化學結合力，使γ-Fe原子移動激活力提高，增強奧氏體的穩定性，抑制Fe-Mn基合金中γ-ε轉變，這對控制加工過程中由于形變馬氏體引起的磁導率和加工硬度非常重要。
鋁和鉻可以提高材料的耐腐蝕能力，在Fe-Mn基合金中加入鋁或鉻，可以提高材料的耐大氣腐蝕性能，特別是鉻的加入使材料的耐腐蝕能力大大的提高。
(2)碳、硅，碳既促進形成單相奧氏體組織，又可使固溶強化，降低材料的最大磁導率和磁飽和度。從Fe-Mn二元相圖可知，常溫時只有錳含量相當高(超過30％)時才能得到單相奧氏體。而在二元合金中加入碳后，構成的Fe-Mn-C三元合金在含有約1.0％的碳時，錳加入量只要9％～15％就可得到單相奧氏體組織。但當碳含量較高時，鑄態組織中碳化物數量增加，在奧氏體晶界上形成連續和半連續網狀碳化物，大大削弱了晶間強度和鋼的塑性、韌性，嚴重時甚至使鋼的韌性降低為零。經固溶處理后雖可使部分碳化物溶入奧氏體，但因鋼的碳含量高而必須提高固溶處理的溫度或延長熱處理的保溫時間。綜合考慮碳元素的利弊，采取適當提高碳含量，允許組織中有少量的碳化物存在，這樣就可以使錳的加入量降低，而且可以使得到的奧氏體的穩定性提高。
硅可固溶于奧氏體中，固溶強化。在鋼里加入少量的硅，提高材料的電阻率，以減少渦流。但是，硅可以降低碳在奧氏體中的溶解度，硅含量高時，鑄態組織中的碳化物數量增加，而且硅在高錳鋼結晶時有促使粗大枝晶形成的作用，并使鋼的晶粒粗化，降低材料機械性能。試驗中選擇碳含量0.18％～0.24％，硅含量在0.17％～0.37％為佳。
(3)硫、磷，硫、磷在通常范圍內對鑄鋼的磁性影響不大，但含量較高時，由于大量共晶體的產生，會使磁導率有所提高，同時形成的磷共晶、硫化物等雜質會降低材料力學性能，因此應嚴格控制S≤0.04％，P≤0.04％為宜。
(4)復合稀土元素，可以細化晶粒、細化磁疇，降低渦流損耗，復合稀土元素在奧氏體錳鋼中具有較大的偏析系數，可加劇合金凝固時的成分過冷現象，促進樹枝晶的發展、熔斷、游離和增殖，提高其結晶形核率，有效地細化奧氏體晶粒。由于復合稀土元素的內吸附作用，阻礙了碳原子的擴散，使奧氏體晶界上不易形成網狀碳化物，其晶體界上碳化物數量減少，碳化物形狀為團塊狀，因而鑄態組織中奧氏體內固溶的碳量相對增加，且分布較為均勻，微觀組織的致密度增加，顯微缺陷減少。解決了中溫區產生低塑性的技術難題。
本發明的奧氏體無磁鋼的性能和效果如下(1)電工性能磁導率≤1.5μH/m；電阻率≥12MΩ/m。
(2)力學性能抗拉強度達到800MPa；屈服強度達到675MPa；延伸率達到41％；布氏硬度小于193HB。各項指標均符合GB/T2315-2000《電力金具標稱破壞載荷系列形式尺寸及聯結方式》的規定。
(3)金相組織本發明的碳化物應彌散分布于奧氏體組織中，材料在成型加工中和以后的服役過程中保持奧氏體組織的穩定性，盡量防止了產生形變馬氏體，避免磁導率的上升。
(4)切削加工性能本發明的無磁鋼能在普通機床上進行切削加工，可以在沖床上沖壓成型，加工性能好。
(5)經濟成本上述的無磁鋼生產成本低，是鋁合金金具成本的50％，比原有的Q235鋼只提高10％，而且鋼材的原料來源廣泛，生產工藝簡單。


圖1為本發明實施例1的結構示意圖。
圖2為圖1的A-A向示意圖。
圖3為圖1中壓板的結構示意圖。
圖4為圖3的左視圖。
圖5為圖1中壓板附件的結構示意圖。
圖6為圖5的左視圖。
圖7為本發明實施例2的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作一個詳細的說明。
實施例1如圖1、圖2所示的一種節能防振錘，包括重錘7、鋼鉸線8、壓板1和壓板附件2，重錘7固定在鋼鉸線8的兩端，壓板1和壓板附件2設在鋼鉸線8中部。在重錘7與鋼鉸線8之間設有套管9，在重錘7下方設有漏水孔17。
如圖3、圖4所示，壓板1下部彎曲形成與鋼鉸線8相適配的掛鉤，壓板1上部凹陷形成與輸電線10相適配的壓線槽13；壓板1在壓線槽13上方中部延伸設有一小塊連接舌11。
如圖5、圖6所示，壓板附件2上部凹陷形成壓線槽16，壓板1與壓板附件2上的壓線槽13、16組成輸電線10的安裝口15。在壓板附件2的壓線槽16上方設有與連接舌11相適配的連接口14，壓板附件2的下方設有緊固螺栓5的安裝口15，壓板1與壓板附件2上方通過連接舌11與連接口14相連接，壓板1與壓板附件2下方通過緊固螺栓5相連接。緊固螺栓5上設有螺母6，螺母6上方設有彈性墊片3。彈性墊片3內設有墊圈4。
上述的壓板1和壓板附件2均采用奧氏體無磁鋼材料。
奧氏體無磁鋼的組份如下錳20％，鋁1％，鉻3％，碳0.2％，復合稀土元素0.1％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，復合稀土元素為鐠和釹，其余量為鐵。
實施例2如圖7所示的一種節能防振錘，包括重錘7、鋼鉸線8、壓板1和壓板附件2，重錘7固定在鋼鉸線8的兩端，壓板1和壓板附件2設在鋼鉸線8中部。壓板1和壓板附件2通過上、下緊固螺栓5相連接。
上述的壓板1和壓板附件2均采用奧氏體無磁鋼材料。
奧氏體無磁鋼的組份如下錳22％，鉻3％，鋁1.5％，碳0.21％，復合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量為鐵。
實施例3奧氏體無磁鋼的組份如下錳22％，鉻3％，鋁1.5％，碳0.19％，復合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量為鐵。
防振錘的結構如實施例1。
實施例4奧氏體無磁鋼的組份如下錳20％，鉻3％，鋁1.5％，碳0.21％，復合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量為鐵。
防振錘的結構如實施例1。
權利要求
1.一種節能防振錘，包括重錘(7)、鋼鉸線(8)、線夾體，重錘(7)固定在鋼鉸線(8)的兩端，線夾體設在鋼鉸線(8)中部，其特征在于線夾體采用奧氏體無磁鋼材料。
2.如權利要求1所述的一種節能防振錘，其特征在于線夾體由壓板(1)和壓板附件(2)組成，壓板(1)和壓板附件(2)采用奧氏體無磁鋼材料，并通過緊固螺栓(5)固定在一起。
3.如權利要求2所述的一種節能防振錘，其特征在于壓板(1)下部彎曲形成與鋼鉸線(8)相適配的掛鉤(12)；壓板(1)上部凹陷形成與輸電線(10)相適配的壓線槽(13)，壓板(1)在壓線槽(13)上方延伸設有一小塊連接舌(11)，所述的壓板附件(2)上部凹陷形成壓線槽(16)，壓板(1)與壓板附件(2)上的壓線槽(13)、(16)組成輸電線(10)的安裝口，并在壓板附件(2)的壓線槽(16)上方設有與連接舌(11)相適配的連接口(14)，壓板附件(2)的下方設有緊固螺栓(5)的安裝口(15)，壓板(1)與壓板附件(2)上方通過連接舌(11)與連接口(14)相連接，壓板(1)與壓板附件(2)下方通過緊固螺栓(5)相連接。
4.如權利要求1或2或3所述的一種節能防振錘，其特征在于所述的奧氏體無磁鋼按重量百分比含有錳20％～26％，鉻2％～10％，鋁1％～4％，碳0.18％～0.24％，稀土元素0.1％～0.2％，硫≤0.04％，磷≤0.04％，其余量為鐵。
5.如權利要求4所述的一種節能防振錘，其特征在于按重量百分比所述的奧氏體無磁鋼中錳的含量為20％～22％，鉻的含量為3％～4％，鋁的含量為1％～1.5％，碳的含量為0.2％～0.22％。
6.如權利要求4所述的一種節能防振錘，其特征在于奧氏體無磁鋼中還含有硅0.17％～0.37％。
7.如權利要求4所述的一種節能防振錘，其特征在于所述的復合稀土元素為鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔中的一種或多種。
8.如權利要求7所述的一種節能防振錘，其特征在于所述的復合稀土元素為鐠和釹中的一種或2種。
全文摘要
本發明涉及一種電力金具，尤其涉及一種節能防振錘。一種節能防振錘，包括重錘、鋼鉸線、線夾體，重錘固定在鋼鉸線的兩端，線夾體設在鋼鉸線中部，其中線夾體采用奧氏體無磁鋼材料。本發明由于采用了以上的技術方案，只對節能防振錘的線夾體材料進行了改進，采用了奧氏體無磁鋼，隔斷了磁回路，消除或減少了電能損耗。
文檔編號C22C38/38GK1996690SQ20061004891
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月5日 優先權日2006年1月5日
發明者駱憶祖 申請人:鳳凰金具有限公司