本發明涉及電線制造領域,具體涉及一種合金電線及其制備方法。
背景技術:
目前為了降低電線電纜的成本,或者為了適用更多的使用環境,需要對傳統的銅芯電線進行改進或者替換。現有技術中有用鋁合金替代銅合金,這種鋁合金具有密度小、強度高、塑性好等優點,同時又因其具有良好的導電性能、導熱性及抗熱性,可廣泛應用于電工行業。
隨著科學技術和社會經濟的飛速發展,電氣化鐵路向高速、重載方向發展,,對鋁合金輸電線的各項性能提出了越來越高的要求,不僅要有優異的導電性能,還要具備良好的抗拉強度、延伸率、耐高溫性、耐腐蝕性等優點。因此急需開發一種新型高性能的合金輸電線。
技術實現要素:
針對現有技術中存在的問題,本發明提供了一種合金電線及其制備方法,該種合金電線抗拉強度高、延伸率好、能耐腐蝕耐高溫,使用壽命長,相比傳統的鋁合金電線具有更高的導電率,且制備簡單,適宜大規模量產。
為了達到上述目的,本發明通過以下技術方案來實現的:
一種合金電線,包括以下按重量份計的原料:al100-120份、si2.4-4.6份、ti0.5-1.7份、cu0.2-0.8份、mo0.3-0.9份、co0.3-0.9份、cr0.6-1.2份、mg0.8-2.0份、ni0.5-1.3份、c1.4-3.2份、nb0.2-1.0份和w0.3-0.8份。
進一步地,所述合金電線包括以下按重量份計的原料:al105-115份、si3.0-4.0份、ti0.8-1.4份、cu0.4-0.6份、mo0.5-0.7份、co0.5-0.7份、cr0.8-1.0份、mg1.2-1.6份、ni0.7-1.1份、c2.0-2.6份、nb0.4-0.6份和w0.4-0.6份。
更進一步地,所述合金電線包括以下按重量份計的原料:al110份、si3.5份、ti1.1份、cu0.5份、mo0.6份、co0.6份、cr0.9份、mg1.4份、ni0.9份、c2.3份、nb0.5份和w0.5份。
上述的一種合金電線的制備方法,按照以下步驟進行:
(1)按所述重量份配比稱取原料單質;
(2)對原料進行熔煉處理,制得合金熔液;
(3)將合金熔液澆鑄制成φ60-100mm合金棒材;
(4)澆鑄后對所述合金棒材進行退火處理,得半熔融狀態的合金體;
(5)退火后將所述合金體置于擠出機中進行擠出處理,擠出壓力為580-620mpa,擠出溫度為380-420℃,得電線毛料;
(6)最后將所述電線毛料通過拉拔機進行兩次拉拔處理即可。
進一步地,在步驟(2)中,所述原料是通過熔煉爐熔煉成合金熔液的,其熔煉溫度為920-1180℃,升溫速率為35-45℃/min,熔煉時間為1-2h。
進一步地,在所述熔煉爐中充入氮氣或者氬氣作為保護氣體。
進一步地,在步驟(4)中,所述退火處理是將合金棒材加熱至580-620℃,保溫40-50min后再以冷卻速率為10℃/min降溫至420℃。
進一步地,在步驟(6)中,第一次拉拔合金電線直徑為8-12mm,第二次拉拔合金電線直徑為1-3mm。
本發明具有如下的有益效果:
(1)本發明的合金電線制備簡單,延伸率好,便于加工生產,適宜大規模量產,且耐腐蝕耐高溫,使用壽命長,經檢測在工作環境為250℃狀態下和交流電壓1500v以上或直流電壓在2000v以上的高壓下正常工作3年以上;
(2)本發明的合金電線抗拉強度高、導電率好;經檢測其抗拉強度可達524-543mpa,相比傳統的鋁合金電線提高了28-37%,導電率可達82.4-83.2%iacs,相比傳統的鋁合金電線提高了21-28%。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明的具體實施方式作進一步描述,以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案,而不能以此來限制本發明的保護范圍。
實施例1
一種合金電線,稱取以下原料單質:al100kg、si2.4kg、ti0.5kg、cu0.2kg、mo0.3kg、co0.3kg、cr0.6kg、mg0.8kg、ni0.5kg、c1.4kg、nb0.2kg和w0.3kg。
上述的一種合金電線的制備方法,按照以下步驟進行:
(1)先對原料輸送至熔煉爐中,并在熔煉爐中充入氮氣作為保護氣體,之后以升溫速率為35℃/min開始熔煉,直至達到熔煉溫度為920℃后保持該溫度熔煉1h,制得合金熔液;
(2)將合金熔液澆鑄制成φ60mm合金棒材;
(3)澆鑄后對所述合金棒材進行退火處理:將合金棒材加熱至580℃,保溫40min后再以冷卻速率為10℃/min降溫至420℃,得半熔融狀態的合金體;
(4)退火后將所述合金體置于擠出機中進行擠出處理,擠出壓力為580mpa,擠出溫度為380℃,得電線毛料;
(5)最后將所述電線毛料通過拉拔機進行兩次拉拔處理即制得本發明的合金電線,其中,第一次拉拔合金電線直徑為8mm,第二次拉拔合金電線直徑為1mm。
實施例2
一種合金電線,稱取以下原料單質:al105kg、si3.0kg、ti0.8kg、cu0.4kg、mo0.5kg、co0.5kg、cr0.8kg、mg1.2kg、ni0.7kg、c2.0kg、nb0.4kg和w0.4kg。
上述的一種合金電線的制備方法,按照以下步驟進行:
(1)先對原料輸送至熔煉爐中,并在熔煉爐中充入氬氣作為保護氣體,之后以升溫速率為38℃/min開始熔煉,直至達到熔煉溫度為980℃后保持該溫度熔煉1.2h,制得合金熔液;
(2)將合金熔液澆鑄制成φ70mm合金棒材;
(3)澆鑄后對所述合金棒材進行退火處理:將合金棒材加熱至590℃,保溫42min后再以冷卻速率為10℃/min降溫至420℃,得半熔融狀態的合金體;
(4)退火后將所述合金體置于擠出機中進行擠出處理,擠出壓力為590mpa,擠出溫度為390℃,得電線毛料;
(5)最后將所述電線毛料通過拉拔機進行兩次拉拔處理即制得本發明的合金電線,其中,第一次拉拔合金電線直徑為9mm,第二次拉拔合金電線直徑為2mm。
實施例3
一種合金電線,稱取以下原料單質:al110kg、si3.5kg、ti1.1kg、cu0.5kg、mo0.6kg、co0.6kg、cr0.9kg、mg1.4kg、ni0.9kg、c2.3kg、nb0.5kg和w0.5kg。
上述的一種合金電線的制備方法,按照以下步驟進行:
(1)先對原料輸送至熔煉爐中,并在熔煉爐中充入氮氣作為保護氣體,之后以升溫速率為40℃/min開始熔煉,直至達到熔煉溫度為1050℃后保持該溫度熔煉1.5h,制得合金熔液;
(2)將合金熔液澆鑄制成φ80mm合金棒材;
(3)澆鑄后對所述合金棒材進行退火處理:將合金棒材加熱至600℃,保溫45min后再以冷卻速率為10℃/min降溫至420℃,得半熔融狀態的合金體;
(4)退火后將所述合金體置于擠出機中進行擠出處理,擠出壓力為600mpa,擠出溫度為400℃,得電線毛料;
(5)最后將所述電線毛料通過拉拔機進行兩次拉拔處理即制得本發明的合金電線,其中,第一次拉拔合金電線直徑為10mm,第二次拉拔合金電線直徑為3mm。
實施例4
一種合金電線,稱取以下原料單質:al115kg、si4.0kg、ti1.4kg、cu0.6kg、mo0.7kg、co0.7kg、cr1.0kg、mg1.6kg、ni1.1kg、c2.6kg、nb0.6kg和w0.6kg。
上述的一種合金電線的制備方法,按照以下步驟進行:
(1)先對原料輸送至熔煉爐中,并在熔煉爐中充入氮氣作為保護氣體,之后以升溫速率為42℃/min開始熔煉,直至達到熔煉溫度為1120℃后保持該溫度熔煉1.8h,制得合金熔液;
(2)將合金熔液澆鑄制成φ90mm合金棒材;
(3)澆鑄后對所述合金棒材進行退火處理:將合金棒材加熱至610℃,保溫48min后再以冷卻速率為10℃/min降溫至420℃,得半熔融狀態的合金體;
(4)退火后將所述合金體置于擠出機中進行擠出處理,擠出壓力為610mpa,擠出溫度為410℃,得電線毛料;
(5)最后將所述電線毛料通過拉拔機進行兩次拉拔處理即制得本發明的合金電線,其中,第一次拉拔合金電線直徑為11mm,第二次拉拔合金電線直徑為2mm。
實施例5
一種合金電線,稱取以下原料單質:al120kg、si4.6kg、ti1.7kg、cu0.8kg、mo0.9kg、co0.9kg、cr1.2kg、mg2.0kg、ni1.3kg、c3.2kg、nb1.0kg和w0.8kg。
上述的一種合金電線的制備方法,按照以下步驟進行:
(1)先對原料輸送至熔煉爐中,并在熔煉爐中充入氬氣作為保護氣體,之后以升溫速率為45℃/min開始熔煉,直至達到熔煉溫度為1180℃后保持該溫度熔煉2h,制得合金熔液;
(2)將合金熔液澆鑄制成φ100mm合金棒材;
(3)澆鑄后對所述合金棒材進行退火處理:將合金棒材加熱至620℃,保溫50min后再以冷卻速率為10℃/min降溫至420℃,得半熔融狀態的合金體;
(4)退火后將所述合金體置于擠出機中進行擠出處理,擠出壓力為620mpa,擠出溫度為420℃,得電線毛料;
(5)最后將所述電線毛料通過拉拔機進行兩次拉拔處理即制得本發明的合金電線,其中,第一次拉拔合金電線直徑為12mm,第二次拉拔合金電線直徑為3mm。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。