一种抗拉伸高压电线及其加工工艺的制作方法

文档序号:11193291阅读:922来源:国知局

本发明涉及电力工程中的电线领域,具体涉及一种抗拉伸高压电线及其加工工艺。



背景技术:

传统的高压电线一般为铜、铝或铜铝合金材料制成,铜材成本高,铝材易氧化,铜铝复合材料导电率及强度均较低,且长期使用外包铜与中心铝容易剥离,形成故障。另外,传统的空气式高压防护等级只能达到ip40。铝硅合金的延展性较好、质轻、低膨胀系数、耐高温腐蚀,通过加入其它如铜、镁等金属元素后,不但能够提高强度,还能提高材料的导电率,适合作为电线的主体基材,镀层后大大提高了高压的性能。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种抗拉伸高压电线及其加工工艺,该电线具有优良的延展性、拉伸强度、屈服强度,耐候性和耐腐蚀性。

本发明解决技术问题采用如下技术方案:

一种抗拉伸高压电线,包括由铝硅合金制成的电线主体,所述电线主体由以下重量百分比的原料组成:硅3~6%、铜1.5~2.6%、镁0.6~1.8%、钛1.5~3.5%、铬0.08~0.25%、铈0.05~0.16%,余量为铝及不可避免的杂质。

优选地,所述电线主体由以下重量百分比的原料组成:硅4%、铜2.2%、镁1.5%、钛2.8%、铬0.13%、铈0.09%,余量为铝及不可避免的杂质。

上述高压电线的加工工艺,包括如下步骤:

(1)将铝锭投入石墨坩埚中加热至全部熔化后,加入冰晶石覆盖熔体液面;

(2)将熔体继续升温至1150~1250℃,敞开冰晶石,加入烘烤至320~350℃的其他金属元素,采用石墨棒搅拌均匀,得到混合物料a;

(3)将物料a进行除渣除气处理,待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后,过滤除去杂质,液体倒入模具中得到铝硅合金形材;

(4)对铝硅合金形材使用高压水喷射去毛刺,干法挤压成型得到电线主体基材;

(5)电线主体基材进行冲孔、折边、焊接处理后,进行表面镀层处理得到抗拉伸高压电线。

优选地,所述步骤(1)铝锭加热熔化的条件为670~690℃加热30~40min。

优选地,所述步骤(1)加入冰晶石前将熔体温度升至750~760℃。

优选地,所述步骤(2)石墨棒的搅拌速度为20~40rpm/min。

优选地,所述步骤(4)高压水喷射去毛刺的水压为10~20mpa。

优选地,所述步骤(5)表面镀层使用的为银层或锡层。

优选地,所述步骤(5)制得的高压电线的导电率大于55%iacs,拉伸强度大于220mpa,屈服强度大于150mpa。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

(1)本发明的高压电线,其电线主体以铝、硅为主要的合金成分,加入了铜、镁、钛、铬、铈等多种金属元素,采用高温熔化、除渣除气、去毛刺、挤压成型电线的主体基材,基材再通过冲孔、折边、焊接、镀层的处理得到该高压电线,不仅兼具了铝硅合金优良的耐磨性、耐热性和铝铜合金高强、高韧、易成形等优点,具有优良的延展性、拉伸强度、屈服强度,耐候性和耐腐蚀性。

(2)本发明的电线加工工艺熔铸温度合理,挤压技术成熟,能耗较低,适合大规模生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。

实施例1

一种抗拉伸高压电线,包括由铝硅合金制成的电线主体,所述电线主体由以下重量百分比的原料组成:硅4%、铜2.2%、镁1.5%、钛2.8%、铬0.13%、铈0.09%,余量为铝及不可避免的杂质。

上述高压电线的加工工艺,包括如下步骤:

(1)将铝锭投入石墨坩埚中670℃加热40min至全部熔化后,将熔体温度升至750℃,加入冰晶石覆盖熔体液面。

(2)将熔体继续升温至1180℃,敞开冰晶石,加入烘烤至330℃的其他金属元素,采用石墨棒以20~40rpm/min搅拌均匀,得到混合物料a。

(3)将物料a进行除渣除气处理,待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后,过滤除去杂质,液体倒入模具中得到铝硅合金形材。

(4)对铝硅合金形材使用12mpa高压水喷射去毛刺,干法挤压成型得到电线主体基材。

(5)电线主体基材进行冲孔、折边、焊接处理后,进行表面镀层处理得到抗拉伸高压电线。高压电线的导电率大于55%iacs,拉伸强度大于220mpa,屈服强度大于150mpa。

实施例2

一种抗拉伸高压电线,包括由铝硅合金制成的电线主体,所述电线主体由以下重量百分比的原料组成:硅3%、铜1.8%、镁1.4%、钛2.3%、铬0.08%、铈0.07%,余量为铝及不可避免的杂质。

上述高压电线的加工工艺,包括如下步骤:

(1)将铝锭投入石墨坩埚中675℃加热36min至全部熔化后,将熔体温度升至755℃,加入冰晶石覆盖熔体液面。

(2)将熔体继续升温至1200℃,敞开冰晶石,加入烘烤至340℃的其他金属元素,采用石墨棒以20~40rpm/min搅拌均匀,得到混合物料a。

(3)将物料a进行除渣除气处理,待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后,过滤除去杂质,液体倒入模具中得到铝硅合金形材。

(4)对铝硅合金形材使用16mpa高压水喷射去毛刺,干法挤压成型得到电线主体基材。

(5)电线主体基材进行冲孔、折边、焊接处理后,进行表面镀层处理得到抗拉伸高压电线。高压电线的导电率大于55%iacs,拉伸强度大于220mpa,屈服强度大于150mpa。

实施例3

一种抗拉伸高压电线,包括由铝硅合金制成的电线主体,所述电线主体由以下重量百分比的原料组成:硅5%、铜2.2%、镁1.2%、钛2.8%、铬0.18%、铈0.11%,余量为铝及不可避免的杂质。

上述高压电线的加工工艺,包括如下步骤:

(1)将铝锭投入石墨坩埚中690℃加热30min至全部熔化后,将熔体温度升至760℃,加入冰晶石覆盖熔体液面。

(2)将熔体继续升温至1200℃,敞开冰晶石,加入烘烤至340℃的其他金属元素,采用石墨棒以20~40rpm/min搅拌均匀,得到混合物料a。

(3)将物料a进行除渣除气处理,待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后,过滤除去杂质,液体倒入模具中得到铝硅合金形材。

(4)对铝硅合金形材使用18mpa高压水喷射去毛刺,干法挤压成型得到电线主体基材。

(5)电线主体基材进行冲孔、折边、焊接处理后,进行表面镀层处理得到抗拉伸高压电线。高压电线的导电率大于55%iacs,拉伸强度大于220mpa,屈服强度大于150mpa。

实施例4

一种抗拉伸高压电线,包括由铝硅合金制成的电线主体,所述电线主体由以下重量百分比的原料组成:硅4%、铜2.3%、镁1.4%、钛3.2%、铬0.25%、铈0.08%,余量为铝及不可避免的杂质。

上述高压电线的加工工艺,包括如下步骤:

(1)将铝锭投入石墨坩埚中685℃加热40min至全部熔化后,将熔体温度升至756℃,加入冰晶石覆盖熔体液面。

(2)将熔体继续升温至1230℃,敞开冰晶石,加入烘烤至345℃的其他金属元素,采用石墨棒以20~40rpm/min搅拌均匀,得到混合物料a。

(3)将物料a进行除渣除气处理,待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后,过滤除去杂质,液体倒入模具中得到铝硅合金形材。

(4)对铝硅合金形材使用20mpa高压水喷射去毛刺,干法挤压成型得到电线主体基材。

(5)电线主体基材进行冲孔、折边、焊接处理后,进行表面镀层处理得到抗拉伸高压电线。高压电线的导电率大于55%iacs,拉伸强度大于220mpa,屈服强度大于150mpa。

实施例5

一种抗拉伸高压电线,包括由铝硅合金制成的电线主体,所述电线主体由以下重量百分比的原料组成:硅6%、铜2.3%、镁1.5%、钛3.2%、铬0.15%、铈0.15%,余量为铝及不可避免的杂质。

上述高压电线的加工工艺,包括如下步骤:

(1)将铝锭投入石墨坩埚中690℃加热30min至全部熔化后,将熔体温度升至760℃,加入冰晶石覆盖熔体液面。

(2)将熔体继续升温至1250℃,敞开冰晶石,加入烘烤至340℃的其他金属元素,采用石墨棒以20~40rpm/min搅拌均匀,得到混合物料a。

(3)将物料a进行除渣除气处理,待杂气和渣滓完全浮出熔体液面后,过滤除去杂质,液体倒入模具中得到铝硅合金形材。

(4)对铝硅合金形材使用18mpa高压水喷射去毛刺,干法挤压成型得到电线主体基材。

(5)电线主体基材进行冲孔、折边、焊接处理后,进行表面镀层处理得到抗拉伸高压电线。高压电线的导电率大于55%iacs,拉伸强度大于220mpa,屈服强度大于150mpa。

实施例6

性能测试:对上述实施例1~5的电线进行了导电率、拉伸轻度、屈服强度的测试,其中,对照组1采用的是纯铝制成的电线,对照组2采用的是纯铜制成的电线。具体数据如表1所示。

表1.电线性能测试结果

由表1可以看出,与纯铝、纯铜制得的电线相比,本发明实施例的电线导电率、拉伸轻度、屈服强度得到了较大的提高,适合大规模生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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