本發明屬于輸電線路工程用導線設計、制作技術領域，尤其涉及一種超高強度鋁合金芯架空導線及鋁合金芯的制造方法。

背景技術：

現有架空導線按結構組成的材質分類，主要分為加強芯與導電體材質相同和加強芯與導電體材質不同兩種。

加強芯與導電體材質不同的架空導線主要分為以鍍鋅鋼絞線為加強芯的架空導線和以碳纖維復合芯為加強芯的架空導線。以鍍鋅鋼絞線作為加強芯的導線，由于鍍鋅鋼線與外層鋁絞線的電極電位不同，易受腐蝕；由于鋁和鋼的熱膨脹系數不同，導線熱膨脹系數不同；鋼線的比重比鋁大，導線拉力重量比小；以鍍鋅鋼絞線作為加強芯的導線，其鋼芯截面占導線總截面的30％，鋼芯的導電率僅為9％iacs，因此絞合導線的導電率低，且鐵芯在交流電中會產生磁阻，增大電阻，能耗大；鋼芯鋁絞線的承力件電纜廠不能制造，需要在鋼廠和鍍鋅廠加工，增加了生產成本；應用中鋼芯和鋁線必須分別用相同材質的金具連接，增加了金具數量和安裝工具，安裝施工復雜。

碳纖維芯導線以碳纖維復合芯作為加強芯，碳纖維復合芯強度高，也不會產生磁阻。但是，由于碳纖維復合芯棒是以碳纖維為芯材、玻璃纖維為表面材料通過粘合劑組合而成的實心夾層復合材料。其中，碳纖維是以環氧樹脂為基體、碳纖維絲為增強體組合而成的復合材料；玻璃纖維是以環氧樹脂為基體，玻璃纖維絲為增強體組合而成的復合材料。因此，碳纖維復合芯是絕緣體，導電率為0％iacs；且以環氧樹脂等有機材料為基體的碳纖維芯的老化性能和抗紫外線性能不穩定，連接性能也不穩定，在線路服役過程中存在安全隱患，至今尚無合理有效的試驗和檢測方法證明其失效機理和壽命年限。兩者相比:前者高強度、低延伸率，后者低強度、高延伸率，兩者之間的線膨脹系數相差近10倍。碳纖維芯的價格昂貴，其連接和施工安裝維修更加復雜，且配套金具價格非常高昂。

加強芯與導電體材質相同的架空導線主要為鋁合金芯鋁絞線或全鋁合金絞線。鋁合金芯鋁絞線采用lha1或lha2型鋁-鎂-硅合金圓線絞合線芯作為加強芯，由于鋁-鎂-硅合金圓線的抗拉強度為295mpa-325mpam，為了架空線設計要求，其加強芯截面需做到很大，增加了材料成本和生產安裝成本，最大的不足是同時降低了拉力重量比。而全鋁合金導線由ha1或ha2型鋁-鎂-硅合金圓線直接絞合而成，無加強芯，但是鋁-鎂-硅合金圓線的最大導電率僅為53％iacs，因此該導線能耗大，不經濟。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明旨在提供一種超高強度鋁合金芯架空導線及鋁合金芯的制造方法。

本發明的實施例采用多元素進行合金化，利用sc、zr、nd、nd、nb、ce、y、li、sr等元素，配合創新性工藝控制，形成具有多組元、高彌散納米級復合析出相的合金組織，制造超高強度鋁合金材料，并制造成超高強度鋁合金芯；采用耐腐蝕性能優異、蠕變抗力大，并且在長度方向上具有優異的強度和導電性能的超高強度鋁合金芯同時作為加強芯承力件和導電體；在超高強度鋁合金芯外層絞合電工鋁線或超高強度鋁合金線，外層導體的形狀可以是z型、t型、s型、鎖扣型、圓形中一種或任意組合。

超高強度鋁合金芯與外層鋁質導線或鋁合金導線或超高強度鋁合金導線的組合，可以在提高導線有效電流的同時，大幅增加導線的拉力重量比；避免了因電極電位不同引起的電化學腐蝕，從而避免了因鋼芯腐蝕而引起的失效，采用特殊的結構形成封閉的導線結構，使導線的耐腐蝕性能更加優異。

根據本發明的一方面，一種超高強度鋁合金芯架空導線包括超高強度鋁合金芯以及外層導體；所述超高強度鋁合金芯包括按重量百分比的以下成分：硅si0.2％-0.6％，鐵fe0.2％-0.4％，銅cu:0.5％-1.0％，鈧sc0.001％-0.5％，鋯zr0.05％-0.8％，鎂mg0.5％-1.2％，釹nd0.001％-0.01％，鈮nb0.001％-0.005％，鈰ce0.001％-0.1％，鐿y0.001％-0.01％，鋰li0.01％-0.3％，鋅zn1.0％-3％，硼b0.01％-0.06％，鈦ti0.02％-0.05％，釩v0.01％-0.015％，鍶sr0.001％-0.005％，余量為鋁al。

根據本發明的示例性實施例，所述超高強度鋁合金芯由單根或多根直徑為1mm-5.5mm的超高強度鋁合金線絞制構成；所述超高強度鋁合金線的抗拉強度為480mpa-980mpa，延伸率為5％-8％，導電率為45％iacs-58％iacs。

根據本發明的示例性實施例，所述外層導體由超高強度鋁合金芯相同材質的超高強度鋁合金線或者其它熱處理型鋁合金線(例如，電工鋁線或者lha2鋁線)絞制而成，其中，超高強度鋁合金線的抗拉強度為480mpa-980mpa，導電率為45％iacs-58％，其它材質的熱處理鋁型合金線的最小抗拉強度為160mpa，導電率為55％iacs-62％iacs。

根據本發明的示例性實施例，所述外層導體截面為圓形，所述外層導體的直徑為1.0mm-5.5mm。

根據本發明的示例性實施例，所述外層導體截面為異型，所述外層導體的截面積為5mm²-25mm²。

根據本發明的示例性實施例，異型截面呈z型、t型、s型或鎖扣型。

根據本發明的另一方面，一種超高強度鋁合金芯的制造方法，包括：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中li占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g-50g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.2％-0.6％，鐵fe0.2％-0.4％，銅cu0.5％-1.0％，鈧sc0.001％-0.5％，鋯zr0.05％-0.8％，鎂mg0.5％-1.2％，釹nd0.001％-0.01％、鈮nb0.001％-0.005％、鈰ce0.001％-0.1％，鐿y0.001％-0.01％，鋰li0.01％-0.3％，鋅zn1.0％-3％，硼b0.01％-0.06％，鈦ti0.02％-0.05％，釩v0.01％-0.015％，鍶sr0.001％-0.005％，余量為al，進行配料，準備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內溫度為1300℃，利用高溫液態鋁快速傳熱熔化技術，使鋁錠在熱動力大的高溫區快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤后全表面接觸，發生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動式保溫爐中，保溫至750℃-790℃，用電磁攪拌進行15min的攪拌，同時向鋁熔體中通入氮氣和環保精煉劑進行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場對鋁合金熔體產生震蕩作用，結晶器使鋁合金熔體旋轉，同時對結晶器進行加熱，使電磁震蕩結晶器內鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結晶器出口設置可調循環冷卻劑(例如，液氨或者液氮)封閉管道冷卻器，調節冷卻劑循環流速為0.05l/h-0.1l/h，控制冷卻劑封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結晶器出口的溫度梯度保持125k/mm-220k/mm，使得由電磁震蕩結晶器處理后的半液態鋁合金熔體在冷卻器的作用下以0.58mm/s-12mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿外殼的牽引下使電磁震蕩結晶器內部半液態鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時，鋁合金桿在燃氣高溫輻射加熱管中升溫到480℃-550℃，然后以30m/min的速率通過冷卻水槽，將合金桿冷卻到60℃-65℃。

步驟九：連續擠壓制成導體

利用conform擠壓機將鋁合金桿連續擠壓成連續長度的φ6.0mm的線坯；

步驟十：自然時效處理

將連續長度的φ6.0mm的線坯在自然環境下放置12h-24h；

步驟十一：冷軋

將φ6.0mm的線坯冷軋成φ4.0mm-φ5.0mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制到一定直徑的單線，或者將冷軋后的鋁合金線拉制成預定的形狀的單線；

步驟十三：雙時效處理

對拉制后的鋁合金線立即進行雙時效處理；雙時效處理時，1級人工時效處理為(175℃-185℃)×16h，2級人工時效處理為(113℃-125℃)×(36-72)h；

步驟十四：絞制

將雙時效處理后的鋁合金線絞制，得到超高強度鋁合金芯。

根據本發明實施例的超高強度鋁合金材料具有優異的合金組織，耐腐蝕性能優異、蠕變抗力大，并且在長度方向上具有優異的強度和導電性能，根據本發明實施例的超高強度鋁合金芯同時作為加強芯承力件和導電體。

根據本發明實施例的超高強度鋁合金芯架空導線，采用超高強度鋁合金芯同時作為加強芯承力件和導電體，由此避免了磁損，大幅降低導線本身的發熱，可以在提高導線有效電流的同時，提高導線的拉力重量比，并增加線路載流量。

根據本發明實施例的超高強度鋁合金芯架空導線，避免了因電極電位不同引起的電化學腐蝕，從而避免了因鋼芯腐蝕而引起的失效，采用特殊的結構形成封閉的導線結構，使導線的耐腐蝕性能更加優異，大幅提高線路服役壽命和線路安全性能。

根據本發明實施例的超高強度鋁合金芯架空導線，大的拉力重量比可增加線路架設的檔距，節約土地資源和配套設施，大幅降低線路造價；在避免了磁損、大幅降低導線本身發熱的同時，具有優異的有效電流，增加了線路的節能特性；同時大的拉力重量比和優異的耐腐蝕性能，提高導線運行可靠性，增加導線的使用壽命；因而從線路的全生命周期成本和效益角度比較，其造價最小、運行最為經濟。

與現有技術相比，根據本發明實施例的超高強度鋁合金芯架空導線，由于取消了鍍鋅鋼線作為導線的承力件，避免了鍍鋅鋼線制作過程中需要鍍鋅而引起環境污染。

在本發明完成之前，尚未見到用與本發明制備方法相同的超高強度鋁合金芯架空導線產品，也未見到有與本發明相同的超高強度鋁合金芯架空導線的制備方法在文獻中有記載。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發明的一些實施例，而非對本發明的限制。

圖1為根據本發明示例性實施例的鎖扣式超高強度鋁合金芯架空導線的剖面圖。

具體實施方式

為使本發明技術方案和優點更加清楚，通過以下幾個具體實施例對本發明作進一步詳細描述。顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1示出了根據本發明示例性實施例的鎖扣式超高強度鋁合金芯架空導線的剖面。如圖1所示，根據本發明示例性實施例的一種超高強度鋁合金芯架空導線，包括超高強度鋁合金芯a2以及外層導體a1。從圖1可以看到外層導體采用了兩層鎖扣結構，并且內層鎖扣結構與外層鎖扣結構的排列方向相反。

對于超高強度鋁合金芯a2的制作工藝/過程/步驟將在以下實施例中作進一步詳細說明。

實施例1：

超高強度鋁合金芯的制造過程如下：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中li占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.45％，鐵fe0.4％，銅cu0.7％，鈧sc0.05％，鋯zr0.15％，鎂mg0.8％，釹nd0.005％、鈮nb0.003％、鈰ce0.05％，鐿y0.008％，鋰li0.3％，鋅zn3％，硼b0.05％，鈦ti0.02％，釩v0.01％，鍶sr0.001％，余量為al，進行配料，準備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內溫度為1300℃，利用高溫液態快速傳熱熔化技術，使鋁錠在熱動力大的高溫區快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤后全表面接觸，發生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動式保溫爐中，保溫至780℃，用電磁攪拌進行15min的攪拌，同時向鋁熔體中通入氮氣和環保精煉劑進行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場對鋁合金熔體產生震蕩作用，結晶器使鋁合金熔體旋轉，同時對結晶器進行加熱，使電磁震蕩結晶器內鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結晶器出口設置可調循環液氨封閉管道冷卻器，調節液氮循環流速為0.08l/h，控制液氨(氮)封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結晶器出口的溫度梯度保持150k/mm，使由電磁震蕩結晶器處理后的半液態鋁合金熔體在冷卻器的作用下以2mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿外殼的牽引下使電磁震蕩結晶器內部半液態鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時，鋁合金桿在燃氣高溫輻射加熱管中升溫到520℃，然后以30m/min的速率通過冷卻水槽，將合金桿冷卻到60℃-65℃。

步驟九：連續擠壓制成導體

利用conform擠壓機將鋁合金桿連續擠壓成連續長度的φ6.0mm的線坯；

步驟十：自然時效處理

將連續長度的φ6.0mm的鋁桿在自然環境下放置20h；

步驟十一：冷軋

將φ6.0mm的鋁合金桿冷軋成φ4.0mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制成直徑為2.83mm的圓線；

步驟十三：雙時效處理(熱處理)

對拉制后的鋁合金線立即進行雙時效處理；雙時效處理時，1級人工時效處理為(175℃-185℃)×16h，2級人工時效處理為(113℃-125℃)×36h；

步驟十四：絞制

將熱處理后2.83mm的超高強度鋁合金線絞制，得到超高強度鋁合金芯。

根據本發明的示例性實施例，超高強度鋁合金芯由19根直徑為2.83mm的超高強度鋁合金線絞制而成；所述超高強度鋁合金線的抗拉強度為850mpa，延伸率為6％，導電率為48％iacs。

外層導體的制造方法包括制造抗拉強度為160mpa、導電率為62％iacs的鎖扣型截面電工鋁導體，此時，異型截面鋁合金導體的截面積為15mm²。

根據本發明的示例性實施例，某一輸電線路，采用jl/g2a-630/45鋼芯鋁絞線作為外層導體，其總拉斷力為156550n，直徑為33.80mm，拉力重量比為7.68，直流電阻為0.0459ω/km，70℃載流量為1052a。采用上述制造的超高強度鋁合金芯架空導線(其型號可標注為630/120)，其總拉斷力為202800n，直徑為31.6mm，拉力重量比為10.22，直流電阻為0.03962ω/km，70℃載流量為1398a。

實施例2：

超高強度鋁合金芯的制造過程如下：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中li占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.4％，鐵fe0.2％，銅cu0.8％，鈧sc0.02％，鋯zr0.09％，鎂mg1.1％，釹nd0.008％、鈮nb0.001％、鈰ce0.02％，鐿y0.002％，鋰li0.1％，鋅zn1.5％，硼b0.04％，鈦ti0.02％，釩v0.01％，鍶sr0.002％，余量為al，進行配料，準備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內溫度為1300℃，利用高溫液態快速傳熱熔化技術，使鋁錠在熱動力大的高溫區快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤后全表面接觸，發生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動式保溫爐中，保溫至760℃，用電磁攪拌進行15min的攪拌，同時向鋁熔體中通入氮氣和環保精煉劑進行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場對鋁合金熔體產生震蕩作用，結晶器使鋁合金熔體旋轉，同時對結晶器進行加熱，使電磁震蕩結晶器內鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結晶器出口設置可調循環液氨封閉管道冷卻器，調節液氮循環流速為0.09l/h，控制液氨(氮)封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結晶器出口的溫度梯度保持180k/mm，使由電磁震蕩結晶器處理后的半液態鋁合金熔體在冷卻器的作用下以3mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿的外殼牽引下使電磁震蕩結晶器內部半液態鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時，鋁合金桿在燃氣高溫輻射加熱管中升溫到550℃，然后以30m/min的速率通過冷卻水槽，將合金桿冷卻到70℃。

步驟九：連續擠壓制成導體

利用conform擠壓機將鋁合金桿連續擠壓成連續長度的φ6.0mm的線坯；

步驟十：自然時效處理

將連續長度的φ6.0mm的線坯在自然環境下放置15h；

步驟十一：冷軋

將φ6.0mm的線坯冷軋成φ4mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制到直徑為2.86mm的圓線；

步驟十三：雙時效處理(熱處理)

對拉制后的鋁合金線立即進行雙時效處理；雙時效處理時，1級人工時效處理為(175℃-185℃)×16h，2級人工時效處理為(113℃-125℃)×36h。

步驟十四：絞制

將熱處理后的2.86mm的超高強度鋁合金線絞制，得到超高強度鋁合金芯。

根據本發明的示例性實施例，所述超高強度鋁合金芯由7根直徑為2.86mm的超高強度鋁合金線絞制構成；所述超高強度鋁合金線的抗拉強度為600mpa，延伸率為6％，導電率為50％iacs。

外層導體的制造方法包括制造抗拉強度為350mpa、最導電率為55％iacs的鎖扣型截面的lha2型鋁合金導體，此時，異型截面鋁合金導體的截面積為14.3mm²。

根據本發明的示例性實施例，某一輸電線路，采用jlha1-630鋁合金絞線作為外城導體，其總拉斷力為198860n，直徑為32.4mm，拉力重量比為11.4，直流電阻為0.0532ω/km，70℃載流量為974a。采用上述制造的超高強度鋁合金芯架空導線(其型號可標注為630/45)，其總拉斷力為247500n，直徑為25.59mm，拉力重量比為13.86，直流電阻為0.0464ω/km，70℃載流量為1043a。

實施例3：

超高強度鋁合金芯的制造過程如下：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中li占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.2％，鐵fe0.25％，銅cu0.7％，鈧sc0.005％，鋯zr0.15％，鎂mg0.8％，釹nd0.003％、鈮nb0.002％、鈰ce0.003％，鐿y0.002％，鋰li0.3％，鋅zn1.0％，硼b0.01％，鈦ti0.02％，釩v0.01％，鍶sr0.002％，余量為al，進行配料，準備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內(爐氣)溫度為1300℃，利用高溫液態快速傳熱熔化技術，使鋁錠在熱動力大的高溫區快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤后全表面接觸，發生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動式保溫爐中，保溫至760℃，用電磁攪拌進行15min的攪拌，同時向鋁熔體中通入氮氣和環保精煉劑進行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場對鋁合金熔體產生震蕩作用，結晶器使鋁合金熔體旋轉，同時對結晶器進行加熱，使電磁震蕩結晶器內鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結晶器出口設置可調循環液氨封閉管道冷卻器，調節液氮循環流速為0.09l/h，控制液氨(氮)封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結晶器出口的溫度梯度保持180k/mm，使由電磁震蕩結晶器處理后的半液態鋁合金熔體在冷卻器的作用下以3mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿的外殼牽引下使電磁震蕩結晶器內部半液態鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時，鋁合金桿在燃氣高溫輻射加熱管中升溫到530℃，然后以30m/min的速率通過冷卻水槽，將合金桿冷卻到65℃。

步驟九：連續擠壓制成導體

利用conform擠壓機將鋁合金桿連續擠壓成連續長度的φ6mm的線坯；

步驟十：自然時效處理

將連續長度的φ6mm的線坯在自然環境下放置18h；

步驟十一：冷軋

將φ6mm的線坯冷軋成φ4.0mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制到直徑為3.69mm的圓線；

步驟十三：雙時效處理(熱處理)

對拉制后的鋁合金線立即進行雙時效處理；雙時效處理時，1級人工時效處理為(175℃-185℃)×16h，2級人工時效處理為(113℃-125℃)×36h。

步驟十四：絞制

將熱處理后3.69mm的鋁合金線絞制，得到超高強度鋁合金芯。

根據本發明的示例性實施例，超高強度鋁合金芯由7根直徑為3.69mm的超高強度鋁合金線絞制構成；所述超高強度鋁合金線的抗拉強度為620mpa，延伸率為5％，導電率為49％iacs。

外層導體的制造方法包括制造強度為160mpa、導電率為62％iacs的鎖扣型截面電工鋁導體，而異型截面電工鋁導體的截面積為14.3mm²。

根據本發明的示例性實施例，某一輸電線路，采用復合材料芯軟鋁型線絞線jlrx1/f1a-630/45-305作為外層導體，其總拉斷力為129100n，直徑為30.5mm，拉力重量比為7.2，直流電阻為0.0445ω/km，70℃載流量為1054a。經計算，采用超高強度鋁合金芯架空導線(其型號可標注為630/75)，其總拉斷力為147300n，直徑為30.4mm，拉力重量比為7.9，直流電阻為0.04034ω/km，70℃載流量為1125a。需要說明的是，盡管在以上列舉的實施例中，外層導體選用了與超高強度鋁合金芯不同的材料，在其它實施例中外層導體還可選用與超高強度鋁合金芯相同的材質。

實施例4：

超高強度鋁合金芯的制造過程如下：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中li占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.2％，鐵fe0.2％，銅cu0.5％，鈧sc0.002％，鋯zr0.01％，鎂mg0.5％，釹nd0.002％、鈮nb0.001％、鈰ce0.002％，鐿y0.002％，鋰li0.1％，鋅zn1％，硼b0.01％，鈦ti0.01％，釩v0.01％，鍶sr0.002％，余量為al，進行配料，以準備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內溫度為1300℃，利用高溫液態快速傳熱熔化技術，使鋁錠在熱動力大的高溫區快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤后全表面接觸，發生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動式保溫爐中，保溫至760℃，用電磁攪拌進行15min的攪拌，同時向鋁熔體中通入氮氣和環保精煉劑進行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場對鋁合金熔體產生震蕩作用，結晶器使鋁合金熔體旋轉，同時對結晶器進行加熱，使電磁震蕩結晶器內鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結晶器出口設置可調循環液氨封閉管道冷卻器，調節液氮循環流速為0.09l/h，控制液氨(氮)封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結晶器出口的溫度梯度保持200k/mm，使由電磁震蕩結晶器處理后的半液態鋁合金熔體在冷卻器的作用下以4mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿的外殼牽引下使電磁震蕩結晶器內部半液態鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時，鋁合金桿在燃氣高溫輻射加熱管中升溫到530℃，然后以30m/min的速率通過冷卻水槽，將合金桿冷卻到70℃。

步驟九：連續擠壓制成導體

利用conform擠壓機將鋁合金桿連續擠壓成連續長度的φ6.0mm的線坯；

步驟十：自然時效處理

將連續長度的φ6.0mm的線坯在自然環境下放置15h；

步驟十一：冷軋

將φ6.0mm的線坯冷軋成φ4mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制到直徑為3.63mm的圓線；

步驟十三：雙時效處理(熱處理)

對拉制后的鋁合金線立即進行雙時效處理；雙時效處理時，1級人工時效處理為(175℃-185℃)×16h，2級人工時效處理為(113℃-125℃)×36h。

步驟十四：絞制

將熱處理后的2.86mm的超高強度鋁合金線絞制，得到超高強度鋁合金芯。

根據本發明的示例性實施例，所述超高強度鋁合金芯由7根直徑為3.63mm的超高強度鋁合金線絞制構成；所述超高強度鋁合金線的抗拉強度為530mpa，延伸率為6％，導電率為58％iacs。

外層導體的制造方法包括制造抗拉強度為530mpa、導電率為58％iacs得圓形超高強度鋁合金導體，此時，圓形截面鋁合金導體的直徑為3.63mm。

根據本發明的示例性實施例，某一輸電線路，采用jlha1-630鋁合金絞線作為外層導體，其總拉斷力為198860n，直徑為32.7mm，拉力重量比為11.4，直流電阻為0.0532ω/km，70℃載流量為974a。采用上述制造的超高強度鋁合金芯架空導線(其型號可標注為630)，其總拉斷力為333900n，直徑為32.7mm，拉力重量比為20.03，直流電阻為0.0472ω/km，70℃載流量為1118a。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。