一种耐热铝合金导线、制备方法以及耐热钢芯铝合金绞线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐热铝合金导线及其制备方法，还公开了钢芯与该耐热铝合金导线经同心式绞合而成的耐热钢芯铝合金绞线。该耐热铝合金导线是由以下重量份的组成制成的：二氧化锡0.11～0.42份，三氧化二镧0.06～0.08份，氧化铈0.08～0.15份，氮化硅0.25～0.36份，富勒烯0.08～0.12份，铝98.6～99.2份。本发明的铝合金导线与高强度钢芯的强度相当，经测试，其抗拉强度＞350MPa，延伸率可以达到45%以上，导电率为91%以上，耐热温度≥200℃，短期280℃加热1小时强度残存率＞99.8%。故本发明的铝合金导线具有高导电率、高强度和良好的耐热性。
【专利说明】
一种耐热铝合金导线、制备方法以及耐热钢芯铝合金绞线
技术领域
[0001]本发明涉及一种耐热铝合金导线，具体涉及一种耐热铝合金导线、制备方法以及耐热钢芯铝合金绞线。属于电线电缆技术领域。
【背景技术】
[0002]在国家电网“西电东送、南北互供、全国联网”形势下，长距离、大容量、高电压输电线路越来越多。目前供电输变线路中广泛使用钢芯铝绞线(钢芯和铝线绞合而成)，由于铝的重量较铜轻，并且价格较便宜，可以有效控制供电输变成本，但是，其存在很多问题。
[0003]纯铝的耐热性并不理想，而输电线路的高压化、远距离化和大容量化对输电线路的耐热性和强度的要求越来越高。通常可加入其它合金元素的方法来提高耐热性，但是加入合金元素后所得铝合金导线的导电率可能会有所下降，导电率与高强度、耐热性往往背道而驰，目前高强度和耐热性好的铝合金导线通常都无法同时具有较高的导电率。
[0004]因此，急需一种高导电率高强度的耐热铝合金导线，从而应用于钢芯铝合金绞线中。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种耐热铝合金导线及其制备方法。
[0006]本发明还提供了一种耐热钢芯铝合金绞线。
[0007]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
一种耐热铝合金导线，是由以下重量份的组成制成的:二氧化锡0.11?0.42份，三氧化二镧0.06?0.08份，氧化铈0.08?0.15份，氮化硅0.25?0.36份，富勒烯0.08?0.12份，铝98.6 ?99.2 份。
[0008]优选的，是由以下重量份的组分制成的:二氧化锡0.21?0.35份，三氧化二镧0.06?0.07份，氧化铈0.11?0.14份，氮化硅0.28?0.32份，富勒烯0.09?0.11份，铝98.9?99.1份。
[0009]进一步优选的，是由以下重量份的组分制成的:二氧化锡0.3份，三氧化二镧0.06份，氧化铈0.12份，氮化硅0.3份，富勒烯0.1份，铝99份。
[0010]上述耐热铝合金导线的制备方法，包括步骤:(I)称取配方量的二氧化锡和铝，惰性气氛下加热至650?680°C，混合均匀；(2)在惰性气氛下，加入充分球磨的富勒烯，并升温至700?710°C; (3)在惰性气氛下，依次加入配方量的三氧化二镧、氧化铈和氮化硅，保温0.5?2小时，除气、除渣，得到铝合金液体；(4)750°(:条件下让铝合金液体进入铝杆连铸连乳机里进行铸坯，铸坯温度为540?550°C，得到直径9.5mm的铝杆；(5)在热处理炉内进行热处理，温度为400°C，时间为36小时，冷却后在铝合金拉丝机上拉丝，经拉丝得直径符合要求的铝合金导线。
[0011]优选的，步骤(5)所得铝合金导线在200?285°C条件下热处理200?250分钟后，自然冷却。
[0012]—种耐热钢芯铝合金绞线，是将钢芯与上述耐热铝合金导线经同心式绞合而成，其中钢芯是由钢线绞合而成的芯线。
[0013]优选的，所述耐热钢芯铝合金绞线的横截面直径为16?560mm。
[0014]本发明的有益效果:
本发明是将二氧化锡、三氧化二镧、氧化铈、氮化硅、富勒烯和铝制成铝合金，其中，氮化硅可以提高合金的强度，三氧化二镧和氧化铈提高合金的耐热性，充分球磨的富勒烯具有良好的电性能，结合导电材料二氧化锡，提高合金的导电率，另外，这些组合协同作用还意外提高了所得铝合金导线的延伸率。本发明的铝合金导线与高强度钢芯的强度相当，经测试，其抗拉强度> 350MPa，延伸率可以达到45%以上，导电率为91%以上，耐热温度彡200°C，短期280°C加热I小时强度残存率>99.8%。故本发明的铝合金导线具有高导电率、高强度和良好的耐热性。用该铝合金导线与钢芯绞合而成的耐热钢芯铝合金绞线，其抗拉强度彡340MPa，延伸率可以达到40%以上，导电率为90%IACS以上，耐热温度彡200 V，短期280 V加热I小时强度残存率>99.8%。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
[0016]实施例1:
本发明的一种耐热铝合金导线，是由以下组成制成的:二氧化锡0.11kg，三氧化二镧0.06kg，氧化铺0.08kg，氮化娃 0.25kg，富勒稀 0.08kg，招 98.6kg。
[0017]其制备方法，包括步骤:(I)称取配方量的二氧化锡和铝，惰性气氛下加热至650°C，混合均匀；(2)在惰性气氛下，加入充分球磨的富勒烯，并升温至700°C; (3)在惰性气氛下，依次加入配方量的三氧化二镧、氧化铈和氮化硅，保温0.5小时，除气、除渣，得到铝合金液体；(4)750°C条件下让铝合金液体进入铝杆连铸连乳机里进行铸坯，铸坯温度为540°C，得到直径9.5mm的铝杆；(5)在热处理炉内进行热处理，温度为400°C，时间为36小时，冷却后在铝合金拉丝机上拉丝，经拉丝得直径符合要求的铝合金导线(例如:经12道拉丝得直径4mm的铝合金导线)，在200 °C条件下热处理200分钟后，自然冷却。
[0018]经测试，耐热铝合金导线的抗拉强度355MPa，延伸率46%，导电率91%IACS，耐热温度彡2000C，短期2800C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0019]本发明的一种耐热钢芯铝合金绞线，是将钢芯与上述耐热铝合金导线经同心式绞合而成，其横截面直径为16mm，其中钢芯是由钢线(高强钢线，抗拉强度340MPa)绞合而成的芯线。
[0020]经测试，耐热钢芯铝合金绞线的抗拉强度340MPa，延伸率42%，导电率为90%IACS，耐热温度彡2000C，短期2800C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0021]实施例2:
本发明的一种耐热铝合金导线，是由以下组成制成的:二氧化锡0.42kg，三氧化二镧
0.08kg，氧化铺0.15kg，氮化娃0.36kg，富勒稀0.12kg，招99.2kg。
[0022]其制备方法，包括步骤:(I)称取配方量的二氧化锡和铝，惰性气氛下加热至680°C，混合均匀；(2)在惰性气氛下，加入充分球磨的富勒烯，并升温至710°C; (3)在惰性气氛下，依次加入配方量的三氧化二镧、氧化铈和氮化硅，保温2小时，除气、除渣，得到铝合金液体；(4)750°C条件下让铝合金液体进入铝杆连铸连乳机里进行铸坯，铸坯温度为550°C，得到直径9.5mm的铝杆；(5)在热处理炉内进行热处理，温度为400°C，时间为36小时，冷却后在铝合金拉丝机上拉丝，经拉丝得直径符合要求的铝合金导线(例如:经12道拉丝得直径4mm的铝合金导线)，在285 °C条件下热处理250分钟后，自然冷却。
[0023]经测试，耐热铝合金导线的抗拉强度355MPa，延伸率46%，导电率91%IACS，耐热温度彡2000C，短期2800C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0024]本发明的一种耐热钢芯铝合金绞线，是将钢芯与上述耐热铝合金导线经同心式绞合而成，其横截面直径为560mm，其中钢芯是由钢线(高强钢线，抗拉强度340MPa)绞合而成的芯线。
[0025]经测试，耐热钢芯铝合金绞线的抗拉强度340MPa，延伸率42%，导电率为90%IACS，耐热温度彡2000C，短期2800C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0026]实施例3:
本发明的一种耐热铝合金导线，是由以下组成制成的:二氧化锡0.21kg,三氧化二镧0.06kg，氧化铺0.1lkg,氮化娃 0.28kg，富勒稀 0.09kg，招 98.9kg。
[0027]其制备方法，包括步骤:(I)称取配方量的二氧化锡和铝，惰性气氛下加热至650°C，混合均匀；(2)在惰性气氛下，加入充分球磨的富勒烯，并升温至710°C; (3)在惰性气氛下，依次加入配方量的三氧化二镧、氧化铈和氮化硅，保温0.5小时，除气、除渣，得到铝合金液体；(4)750°C条件下让铝合金液体进入铝杆连铸连乳机里进行铸坯，铸坯温度为550°C，得到直径9.5mm的铝杆；(5)在热处理炉内进行热处理，温度为400°C，时间为36小时，冷却后在铝合金拉丝机上拉丝，经拉丝得直径符合要求的铝合金导线(例如:经12道拉丝得直径4mm的铝合金导线)，在200 °C条件下热处理250分钟后，自然冷却。
[0028]经测试，耐热铝合金导线的抗拉强度360MPa，延伸率48%，导电率为92%IACS，耐热温度彡2000C，短期2800C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0029]本发明的一种耐热钢芯铝合金绞线，是将钢芯与上述耐热铝合金导线经同心式绞合而成，其横截面直径为100mm，其中钢芯是由钢线(高强钢线，抗拉强度350MPa)绞合而成的芯线。
[0030]经测试，耐热钢芯铝合金绞线的抗拉强度350MPa，延伸率43%以上，导电率为91%IACS，耐热温度彡2000C，短期280°C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0031]实施例4:
本发明的一种耐热铝合金导线，是由以下组成制成的:二氧化锡0.35kg，三氧化二镧0.07kg，氧化铺0.14kg，氮化娃0.32kg，富勒稀0.1lkg，招99.lkg。
[0032]其制备方法，包括步骤:(1)称取配方量的二氧化锡和铝，惰性气氛下加热至680°C，混合均匀；(2)在惰性气氛下，加入充分球磨的富勒烯，并升温至700°C; (3)在惰性气氛下，依次加入配方量的三氧化二镧、氧化铈和氮化硅，保温2小时，除气、除渣，得到铝合金液体；(4)750°C条件下让铝合金液体进入铝杆连铸连乳机里进行铸坯，铸坯温度为540°C，得到直径9.5mm的铝杆；(5)在热处理炉内进行热处理，温度为400°C，时间为36小时，冷却后在铝合金拉丝机上拉丝，经拉丝得直径符合要求的铝合金导线(例如:经12道拉丝得直径4mm的铝合金导线)，在285 °C条件下热处理200分钟后，自然冷却。
[0033]经测试，耐热铝合金导线的抗拉强度360MPa，延伸率48%，导电率为92%IACS，耐热温度彡2000C，短期2800C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0034]本发明的一种耐热钢芯铝合金绞线，是将钢芯与上述耐热铝合金导线经同心式绞合而成，其横截面直径为200mm，其中钢芯是由钢线(高强钢线，抗拉强度350MPa)绞合而成的芯线。
[0035]经测试，耐热钢芯铝合金绞线的抗拉强度350MPa，延伸率43%以上，导电率为91%IACS，耐热温度彡2000C，短期280°C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0036]实施例5:
本发明的一种耐热铝合金导线，是由以下组成制成的:二氧化锡0.3kg，三氧化二镧
0.06kg，氧化铺0.12kg，氮化娃0.3kg，富勒稀0.lkg，招99kg。
[0037]其制备方法，包括步骤:(1)称取配方量的二氧化锡和铝，惰性气氛下加热至660°C，混合均匀；(2)在惰性气氛下，加入充分球磨的富勒烯，并升温至700°C; (3)在惰性气氛下，依次加入配方量的三氧化二镧、氧化铈和氮化硅，保温I小时，除气、除渣，得到铝合金液体；(4)750°C条件下让铝合金液体进入铝杆连铸连乳机里进行铸坯，铸坯温度为550°C，得到直径9.5mm的铝杆；(5)在热处理炉内进行热处理，温度为400°C，时间为36小时，冷却后在铝合金拉丝机上拉丝，经拉丝得直径符合要求的铝合金导线(例如:经12道拉丝得直径4mm的铝合金导线)，在250 °C条件下热处理220分钟后，自然冷却。
[0038]经测试，耐热铝合金导线的抗拉强度380MPa，延伸率50%，导电率为94%IACS，耐热温度彡2000C，短期2800C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0039]本发明的一种耐热钢芯铝合金绞线，是将钢芯与上述耐热铝合金导线经同心式绞合而成，其横截面直径为400mm，其中钢芯是由钢线(高强钢线，抗拉强度380MPa)绞合而成的芯线。
[0040]经测试，耐热钢芯铝合金绞线的抗拉强度380MPa，延伸率50%，导电率为94%IACS，耐热温度彡2000C，短期2800C加热I小时强度残存率>99.8%。
[0041]上述虽然对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种耐热铝合金导线，其特征在于，是由以下重量份的组成制成的:二氧化锡0.11?0.42份，三氧化二镧0.06?0.08份，氧化铈0.08?0.15份，氮化硅0.25?0.36份，富勒烯0.08 ?0.12 份，铝98.6 ?99.2 份。2.根据权利要求1所述的一种耐热铝合金导线，其特征在于，是由以下重量份的组分制成的:二氧化锡0.21?0.35份，三氧化二镧0.06?0.07份，氧化铈0.11?0.14份，氮化硅0.28?0.32份，富勒烯0.09?0.11份，铝98.9?99.I份。3.根据权利要求1所述的一种耐热铝合金导线，其特征在于，是由以下重量份的组分制成的:二氧化锡0.3份，三氧化二镧0.06份，氧化铈0.12份，氮化硅0.3份，富勒烯0.1份，铝99份。4.权利要求1?3中任一项所述的一种耐热铝合金导线的制备方法，其特征在于，包括步骤:(I)称取配方量的二氧化锡和铝，惰性气氛下加热至650?680°C，混合均匀；(2)在惰性气氛下，加入充分球磨的富勒烯，并升温至700?710°C; (3)在惰性气氛下，依次加入配方量的三氧化二镧、氧化铈和氮化硅，保温0.5?2小时，除气、除渣，得到铝合金液体；(4)750°C条件下让铝合金液体进入铝杆连铸连乳机里进行铸坯，铸坯温度为540?550°C，得到直径9.5mm的铝杆；(5)在热处理炉内进行热处理，温度为400°C，时间为36小时，冷却后在铝合金拉丝机上拉丝，经拉丝得直径符合要求的铝合金导线。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所得铝合金导线在200?285°C条件下热处理200?250分钟后，自然冷却。6.—种耐热钢芯铝合金绞线，其特征在于，是将钢芯与权利要求1?3中任一项所述的耐热铝合金导线经同心式绞合而成，其中钢芯是由钢线绞合而成的芯线。7.根据权利要求6所述的一种耐热钢芯铝合金绞线，其特征在于，所述耐热钢芯铝合金绞线的横截面直径为16?560mm。
【文档编号】C22C1/10GK105970022SQ201610300067
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】张敏, 张勇, 孙培海, 赵衍梁, 薛峰, 孟范杰
【申请人】山东菲达电力电缆股份有限公司