一种铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法，其中铝基碳纤维复合材料芯导线包括导线内芯及其导电外层，所述导线内芯由金属铝合金基体与碳纤维材料复合而成，所述导电外层至少为1层，由4根或4根以上的截面为瓦形的铝合金线环绕铰合在导线内芯周围；该制备方法的工艺步骤为：制成金属铝合金管，内包裹碳纤维，然后将至少一层截面为瓦形的铝合金线环绕绞合于铝基碳纤维复合导线内芯外。该制备方法工艺简单、所生产的产品质量好，使用本发明的制备方法所制成的铝基碳纤维复合材料芯导线电导率高、抗弯曲强度大、抗拉强度大、更耐高温、耐热。
【专利说明】一种铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法，属于架空导线制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]架空输电导线作为输电力的载体，在输电线路中占有极为重要的地位。长期以来，架空导线主要使用钢芯铝绞线。近年来我国工农业生产迅猛发展，部分地区的电力线路己经跟不上发展的需要，急需改造，但基于投资成本和投资时间的约束，使如何利用有效的走廊资源提高输电容量成为电力建设的一大课题。对于一般采用的提高电压等级、改造线路或使用大截面导线等方法，都可能解决短暂的问题，但这些方法的采用也带来了很多问题，如必须更换原来的杆塔设备、提高绝缘水平、新征土地、而且要研究可行的实施方案。这些问题不仅带来经济上的巨大投入，而且经常在时间上也满足不了线路增容的迫切需求。因此，探索新的导线线型、以高效低耗地传送电能是我国电力科技工作者的不断追求。
[0003]目前，较为常用的方法是用铝基碳纤维复合材料芯导线来代替常规的钢芯铝绞线，与钢芯铝绞线之相较，铝基碳纤维复合材料芯导线具有重量轻、强度大、线损低、弛度小、耐高温、耐腐蚀、与环境亲和的优点，能够实现电力传输的节能、环保与安全。但目前铝基碳纤维复合材料芯导线生产工艺复杂，生产出来的产品质量差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法，以解决目前铝基碳纤维复合材料芯导线生产工艺复杂、生产出来的产品质量差的缺陷
为了实现上述目的，本发明的技术方案是:
一种铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法，其中铝基碳纤维复合材料芯导线包括导线内芯及其导电外层，所述导线内芯由金属铝合金基体与碳纤维材料复合而成，所述导电外层至少为I层，由4根或4根以上的截面为瓦形的铝合金线环绕铰合在导线内芯周围；该制备方法的工艺步骤为:
A，将金属铝合金带装到铝带放带架上，通过铝带牵引机将金属铝合金带牵送到铝管成型台；
B，在铝管成型台处将金属铝合金带进行分切到成型模具所需的宽度，然后通过分切刀具将分切后的金属铝合金带送入铝管成型模具中，纵包成有缝的金属铝合金管，同时将碳纤维导入，同时填充油膏，再经过激光焊接机，将有缝铝管的缝口焊接完整，得到铝基碳纤维复合导线内芯单元；
C，将步聚B中的铝基碳纤维复合导线内芯单元通过拉拨模具进行拉拨，得到完整的铝基碳纤维复合导线内芯单元；
D，将步骤C中的铝基碳纤维复合导线内芯单元经过牵引机送到收线架，收到卷绕钢管的线盘上，制成铝基碳纤维复合导线内芯； E，将至少一层截面为瓦形的铝合金线环绕绞合于铝基碳纤维复合导线内芯外，所述瓦形铝合金线的填充率不小于90%。
[0005]作为对上述技术方案的改进，所述瓦形铝合金线是由连续冷拉拨、冷轧和退火组合工艺制造而成。
[0006]作为对上述技术方案的改进，所述制造铝合金线的具体工艺步骤为:将粗直径的铝合金圆杆拉拨至截面积为最终瓦形铝合金线截面积100?120%的圆线，然后采用一对轮廓线为弧形的冷轧辊将其轧成瓦形线，再通过瓦形线定型模拉拨至最终设计尺寸；经退火而成，退火温度为300°C?350°C，退火保温时间为2小时?5小时。
[0007]与现有技术相比，本发明的制备方法工艺简单、所生产的产品质量好，使用本发明的制备方法所制成的铝基碳纤维复合材料芯导线具有如下优点:
1、电导率高。由于金属铝合金基体比树脂基体具有更高的导电性，因此本发明的导线具有更好的导电性能。
[0008]2、抗弯曲强度大。由于镀铜层、金属铝基比树脂基体具有更高的强度并且金属铝的力学性能是各向同性的，因此用铝基碳纤维复合材料具有更高的抗弯曲强度，承受弯曲应力时不易破裂。
[0009]3、抗拉强度大。由于金属铝合金基体比树脂基体具有更高的机械强度，因此本发明的导线具有更高的抗拉强度。铝基碳纤维复合材料的抗拉强度是一般钢丝抗拉强度的3倍，是高强度钢丝的2倍。这样可以提高杆、塔之间的跨距，降低工程成本。
[0010]4、更耐高温。由于金属铝合金基体比树脂基体更耐高温，因此本发明的导线具有更高的耐热性。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体的实施例对本发明作进一步地说明。
[0012]实施例1:
本发明的铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法，其中铝基碳纤维复合材料芯导线包括导线内芯及其导电外层，所述导线内芯由金属铝合金基体与碳纤维材料复合而成，所述导电外层至少为I层，由4根或4根以上的截面为瓦形的铝合金线环绕铰合在导线内芯周围；该制备方法的工艺步骤为:
A，将金属铝合金带装到铝带放带架上，通过铝带牵引机将金属铝合金带牵送到铝管成型台；
B，在铝管成型台处将金属铝合金带进行分切到成型模具所需的宽度，然后通过分切刀具将分切后的金属铝合金带送入铝管成型模具中，纵包成有缝的金属铝合金管，同时将碳纤维导入，同时填充油膏，再经过激光焊接机，将有缝铝管的缝口焊接完整，得到铝基碳纤维复合导线内芯单元；
C，将步聚B中的铝基碳纤维复合导线内芯单元通过拉拨模具进行拉拨，得到完整的铝基碳纤维复合导线内芯单元；
D，将步骤C中的铝基碳纤维复合导线内芯单元经过牵引机送到收线架，收到卷绕钢管的线盘上，制成铝基碳纤维复合导线内芯；
E，将至少一层截面为瓦形的铝合金线环绕绞合于铝基碳纤维复合导线内芯外，所述瓦形铝合金线的填充率不小于90%。
[0013]所述瓦形铝合金线是由连续冷拉拨、冷轧和退火组合工艺制造而成。
[0014]所述制造铝合金线的具体工艺步骤为:将粗直径的铝合金圆杆拉拨至截面积为最终瓦形铝合金线截面积100?120%的圆线，然后采用一对轮廓线为弧形的冷轧辊将其轧成瓦形线，再通过瓦形线定型模拉拨至最终设计尺寸；经退火而成，退火温度为30(TC?350°C，退火保温时间为2小时?5小时。
[0015]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0016]本发明公开了一种铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法，其中铝基碳纤维复合材料芯导线包括导线内芯及其导电外层，所述导线内芯由金属铝合金基体与碳纤维材料复合而成，所述导电外层至少为I层，由4根或4根以上的截面为瓦形的铝合金线环绕铰合在导线内芯周围；该制备方法的工艺步骤为:制成金属铝合金管，内包裹碳纤维，然后将至少一层截面为瓦形的铝合金线环绕绞合于铝基碳纤维复合导线内芯外。该制备方法工艺简单、所生产的产品质量好，使用本发明的制备方法所制成的铝基碳纤维复合材料芯导线电导率高、抗弯曲强度大、抗拉强度大、更耐高温、耐热。
【权利要求】
1.一种铝基碳纤维复合材料芯导线制备方法，其中铝基碳纤维复合材料芯导线包括导线内芯及其导电外层，所述导线内芯由金属铝合金基体与碳纤维材料复合而成，所述导电外层至少为I层，由4根或4根以上的截面为瓦形的铝合金线环绕铰合在导线内芯周围； 该制备方法的工艺步骤为: A，将金属铝合金带装到铝带放带架上，通过铝带牵引机将金属铝合金带牵送到铝管成型台； B，在铝管成型台处将金属铝合金带进行分切到成型模具所需的宽度，然后通过分切刀具将分切后的金属铝合金带送入铝管成型模具中，纵包成有缝的金属铝合金管，同时将碳纤维导入，同时填充油膏，再经过激光焊接机，将有缝铝管的缝口焊接完整，得到铝基碳纤维复合导线内芯单元； C，将步聚B中的铝基碳纤维复合导线内芯单元通过拉拨模具进行拉拨，得到完整的铝基碳纤维复合导线内芯单元； D，将步骤C中的铝基碳纤维复合导线内芯单元经过牵引机送到收线架，收到卷绕钢管的线盘上，制成铝基碳纤维复合导线内芯； E，将至少一层截面为瓦形的铝合金线环绕绞合于铝基碳纤维复合导线内芯外，所述瓦形铝合金线的填充率不小于90%。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述瓦形铝合金线是由连续冷拉拨、冷轧和退火组合工艺制造而成。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于:所述制造铝合金线的具体工艺步骤为:将粗直径的铝合金圆杆拉拨至截面积为最终瓦形铝合金线截面积100?120%的圆线，然后采用一对轮廓线为弧形的冷轧辊将其轧成瓦形线，再通过瓦形线定型模拉拨至最终设计尺寸，经退火而成，退火温度为300°C?350°C，退火保温时间为2小时?5小时。
【文档编号】H01B13/00GK104517684SQ201310463290
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】韦强启, 张洪涛, 韩爱芝, 刘守明, 李现春, 姜新斌, 祝炳臣, 史宏伟, 苗雪鹏, 梁晓东, 王桂花 申请人:国家电网公司, 河南省电力公司周口供电公司, 河南科信电缆有限公司