一种铝合金杆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于合金制造技术领域，具体涉及一种铅合金杆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着全国电力的高速发展，对线路输电能力的要求越来越高。在国家提倡建设"资 源节约型、环境友好型和新技术、新材料、新工艺"的"两型Η新"电网建设方针的指导下，涌 现出一批新型导线，尤其是节能类导线，如钢芯高导电率铅绞线、铅合金芯铅绞线、中强度 全铅合金绞线等。送些产品在国家电网公司试点工程的推动下，市场用量日趋增大。
[0003] 我国导线标准GB/T1179-2008《圆线同必绞架空导线》中，有两种型号的铅合金均 属高强度类合金，型号分别为LHA1和LHA2,对应导电率为52. 5%IACS和53%IACS，与钢 芯铅绞线采用的LY9型硬铅线的导电率61 %IACS相比，在相同导线截面时，其直流电阻要 增大15 %左右，在通过相同电流时，其电阻损耗也相应增大15 %左右。但若采用LHA3和 LHA4型中强度铅合金，即可将导电率提高至58. 5%IACS和59. 0%IACS，在此情况下，在相 同导线截面时，其直流电阻的增大约4.0%左右，在通过相同电流时，其电阻损耗也只增大 4%左右。由此看来，中强度铅合金比高强度铅合金在电阻损耗方面占据了更大优势。送也 是国标GB/T1179-2008《圆线同必绞架空导线》中虽然没有中强度铅合金之说，但中强度铅 合金在裸架空导线市场上却占据了一席之地。
[0004]中强度铅合金一般是W全铅合金绞线的形式出现在裸架空导线市场上，送是因为 中强度铅合金绞线与目前普遍采用的钢芯铅绞线相比，有如下特点：
[0005] -、加工制造方面
[0006]中强度全铅合金绞线和全铅绞线生产工艺流程相同，均为同质材料同必绞制，生 产工艺简便，成本低，效率高。
[0007] 二、设计方面
[0008] 1.弧垂特性好。中强度全铅合金绞线的总拉断力与其单位重量之比为9. 4km，而 常用钢芯铅绞线为7~8km，因而弧垂特性好，可降低线路建设投资。
[0009] 2.延伸率大。按标准值（非热处理型伸长率2%~3%，热处理型伸长率>3. 5%) 为铅线的2-3倍，因而中强度合铅合金绞线具有优良的过载能力及疲劳特性。
[0010] 3.高温特性好。据加拿大Alcan公司介绍，在8(TC持续运行不产生强度损失，在更 高温度下运行，强度损失也很少，而且高温运行起到人工时效作用，提高电导率2%~5 %。
[0011] 4.荷载方面，与相同直径的钢芯铅绞线相比，水平荷载、纵向强力相当，垂直荷载 减少10%。
[0012] 5.与相同直径的钢芯铅绞线相比，在外部条件相同时（分裂数、分裂间距、对地距 离、相间距离等），其地面电场强度、磁场强度、无线电干扰、可听噪声等也相同。
[001引H、施工方面
[0014]1.接续金具简单。中强度全铅合金绞线由同种材料绞成，故仅需1个接续管，施工 方便。其屈服强度约为铅线的1.5倍，压缩型接续不易产生导线鼓包或灯笼现象。对耐强 跳线可减少压接工作量，提高施工效率。
[0015] 2.表面耐损伤。中强度全铅合金线的硬度（布氏硬度为85皿）为铅线的2倍，但 重量比同直径钢芯铅绞线轻，施工放线时可减少导线表面擦伤，提高施工质量。而且可减少 运行时电晕损失及无线电干扰水平。
[001引 四、运行方面
[0017] 1.电能损失少。虽然中强度铅合金丝的直流电阻率比硬铅线约高4.0%左右，但 由于同直径时，中强度全铅合金绞线的导电截面积较钢芯铅绞线大，所W2(TC直流电阻要 稍低于钢芯铅绞线。而钢芯铅绞线的钢芯要产生磁滞损失和润流损失，中强度全铅合金 绞线无钢芯，其交流电阻要比钢芯铅绞线低，故电能损失减少，特别是大容量输电时降耗明 思。
[0018]2.耐腐蚀。对大气腐蚀具有天然抵抗能力，而且又避免了铅线与锥锋钢线之间的 电化腐蚀，导线运行寿命长。
[0019] 3.中强度全铅合金绞线外层铅合金线的受力较钢芯铅绞线外层铅线的受力相对 值要小，耐受振动的性能要好。
[0020] 基于上述优点，中强度全铅合金绞线现已在国外得到广泛应用。特别在欧洲，女口 法国的输电线路50%W上采用中、高强度全铅合金绞线，其在德国和北欧的国家（瑞典、 挪威、冰岛等）的应用也很普遍，美国也有应用；但见诸于文献的关于其运行情况的资料很 少。根据上海中天铅线有限公司提供的其近几年了解到的海外招投标信息，近几年来，中强 度全铅合金绞线在南美、非洲、印度等国家和地区应用量增长较快，少则几公里多则数千公 里，电压等级从66kV至500kV。我国在220kV及±500kV少量线路上也采用了中强度全铅 合金绞线。
[0021] 中强度铅合金线的关键技术即为炉前配方和烙铸社工艺参数控制，目前进入市 场的中强度铅合金线主要为铅镇娃合金，例如发明专利CN102766788A自然时效处理的中 强度铅镇娃合金杆和合金线的制备方法，发明专利CN103451498A-种架空导线用中强度 铅合金线，发明专利CN103556016A-种中强度高导电率电工铅导线材料及其制备方法， CN103820685AN导电率60%IACS中强度铅合金线及其制备方法，均属铅镇娃系合金；送类 合金有一个共同特点，生产的中强度铅合金线虽然性能可达到规定的技术指标，但成品率 只能达到90%左右，有10%左右废品产生。废品产生的主要原因是由于中强度铅合金杆工 艺性能波动引起断线，W及电性能波动引起电阻率超标，如此高的废品率不仅降低了中强 度铅合金线的生产效率，而且加大了中强度铅合金线的生产成本。
【发明内容】
[0022] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种铅合金 杆及其制备方法，铅合金杆的合金组成中增加了测和稀±，从而克服了现有技术中铅合金 杆中的元素波动、工艺性能波动，引起的拉丝断线率高、时效后电阻率波动的情况。
[0023]解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种铅合金杆，该铅合金杆的合金 的组成包括；镇的质量百分比为0. 45%~0. 60%，娃的质量百分比为0. 35%~0. 45%，铁 的质量百分比为0. 25 %~0. 40 %，测的质量百分比为0. 01 %~0. 15 %，稀±的质量百分比 为0. 02%~0. 03%，余量为铅。
[0024] 本发明还提供一种铅合金杆的制备方法，包括W下步骤：
[00幼 （1)巧[|备铅液
[0026] 将9200~9492质量份的99. 7%重烙铅锭烙化，得到烙化的铅液；99. 7%重烙铅 锭指的是重烙铅锭中铅的质量百分含量不低于99. 7%。
[0027] (2)烙炼铅合金液
[0028] 将所述烙化的铅液放入保温炉内，向保温炉中加入136~286质量份的AWelO铅 铁中间合金，20~30质量份的AlRelO铅稀±中间合金，33~50质量份的A1B3铅测中间合 金，274~374质量份的AlSi10铅娃中间合金，加热至740~76(TC，再加入45~60质量份 的99. 95%的镇锭；在730~75(TC下保温静置20~40分钟，得到铅合金液；其中，AlFelO 铅铁中间合金指的是铅铁中间合金中的铁的质量百分含量为9%~ll%，AlRelO铅稀±中 间合金指的是铅稀±中间合金中稀±的质量百分含量为9%~11%，A1B3铅测中间合金指 的是铅测中间合金中测的质量百分含量为2. 5%~3. 5%，AlSilO铅娃中间合金指的是铅 娃中间合金中娃的质量百分含量为9%~11%，99. 95%的镇锭指的是镇锭中镇的质量百 分含量不低于99. 95%。
[0029] 优选的是，所述步骤似中当所述保温炉内的铅液达到50 %时，将136~286质量 份的AWelO铅铁中间合金，20~30质量份的AlRelO铅稀±中间合金，33~50质量份的 A1B3铅测中间合金，274~374质量份的AlSi10铅娃中间合金分批投入保温炉内；当烙化 的铅液全部放入保温炉后，将炉温升至740~76(TC，再停止加热，用框式送镇器将45~60 质量份的99. 95%的镇锭送入保温炉内，揽拌。
[0030] 因为镇锭和其它金属中间合金不同，镇锭的烙点较低，只有649°C，过早加入镇锭 容易产生烧损，导致最终合金元素配比达不到要求。而当保温炉烙化的铅液放满后再加入 镇锭，因镇锭的烙点低，很容易迅速烙化，还可W降低镇锭的烧损。当升温至740~76(TC 时，可加速镇锭快速烙化，框式送镇器进入铅液内，可在几分钟内烙化镇锭。
[0031] (3)德铸得到铅合金铸条；
[0032] (4)社制得到铅合金杆。
[0033] 优选的是，所述步骤（2)中所述再加入45~60质量份的99. 95 %的镇锭之后还包 括；步骤（a)净化处理
[0034] 向所述保温炉内加入炉料总质量0.3%~0.4%的精炼剂，进行精炼，然后化渣。
[0035] 优选的是，所述步骤（2)中所述在730~75(TC下保温静置20~40分钟之后还包 括；步骤化）除气处理
[0036] 将静置后的所述铅合金液进入除气箱，除去所述铅合金液中的氨气，并吸附氧化 夹渣。
[0037] 优选的是，所述重烙铅锭的质量百分比组成：0.07%《化《0. 16%，0. 04% 《81《0.08%，0.0001%《〇1《0.01%，0《11+￥+]\111+化《0.02%，其余杂质含量 《0. 03 %,其余为铅；
[0038]所述AWelO铅铁中间合金的质量百分比组成；9%《化《11 %，0. 08 % 《Si《0. 2%，0. 001%《Cu《0. 1%，0《Ti+V+Mn+Cr《0. 1%，其余杂质含量《0. 03%, 其余为铅；
[0039] 所述A1B3铅测中间合金的质量百分比组成；2. 5 %《B《3. 5 %，0. 14 % 《化《0. 4%，0. 08%《Si《0. 2%，0. 001%《Cu《0. 1%，其余杂质含量《0. 03%，其 余为铅；
[0040]所述AlSi10铅娃中间合金的质量百分比组成；0.07%《化《0.20%，9% 《Si《11%，0. 001%《Cu《0. 1%，0《Ti+V+Mn+Cr《0. 1%,其余杂质含量《0. 03%, 其余为铅；
[0041] 所述99.95%镇锭的质量百分比组成；0《化《0.003%，0《51《0.005%， 0《化《0. 002%，0《Ti+V+Mn+化《0. 02%，其余杂质含量《0. 02%，其余为镇；
[0042] 所述AlRelO铅稀±中间合金的质量百分比组成；9%《Re《11%，0. 09% 《化《0. 25%，0. 08%《Si《0. 2%，0. 000!%《Cu《0. 01%，其余杂质含量《0. 03%, 其余为铅。
[0043] 优选的是，所述AlRelO铅稀±中间合金中的RelO为各种稀±元素的总和，主要为 铜系元素，其中的各稀±元素的质量百分含量；4. 9%《Ce《5. 5%、3. 5%《La《4. 1%、 0. 3%《Pr《0. 7%、其它混合稀±元素0. 3%~0. 7%。
[0044] 优选的是，所述步骤（3)中的所述德铸得到铅合金铸条前还包括步骤（C)将所述 铅合金液采用陶瓷滤板过滤。
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