一种铝合金电力电缆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力输送领域，特别提供了一种高性能、低成本的铝合金电力电缆。
【背景技术】
[0002]铝是地壳中含量最丰富的金属。在地壳总质量中，铝约占8 %，铁约占5 %，而铜约占0.0001 %。而这地壳总质量中仅有的0.0001 %的铜资源正以不可估量的速度被广泛的用于当今社会的各个领域，包括电力输送、水利管路、散热器应用等诸多方面，因此铜金属的资源日显紧缺，导致铜金属价格不断上涨，致使现如今的建筑等工程造价不断攀升。因此相关技术领域技术人员急需一种能够代替铜质电力电缆的新技术出现，以铝代替铜可以是一个长期发展的战略。就资源而论，在作为电缆导体的金属资源中，铝比铜有绝对优势；就制造方面，一根同样长度的电缆，所需的铝的重要比铜也较轻，一般会轻0-50%，因此，在整个运输和安装过程中，也为客户带来了节能环保的效应。就经济发展而言，降低成本支出角度，铝电缆比铜电缆有更强大的市场空间。
[0003]但是，现有技术生产的铝合金电力电缆的电导率、耐热性、抗蠕变性、抗拉强度等指标和铜合金电力电缆有一定的差距，基本性能在电力输送行业也不能满足要求。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高性能，低成本的铝合金电力电缆材料。
[0005]本发明的技术方案:
[0006]一种铝合金电力电缆，其特征在于，所述的铝合金电力电缆化学成分包括:(质量分数，% ):S1:0.01 ?0.30 ；Fe:0.5 ?1.3 ；Mn:0.01 ?0.05 ；Cu:0.03 ?0.05 ；Mg:0.01 ?0.5 ；Zn:0.01 ?0.09 ；Ca:0.1 ?0.5 ; (V+Ti+Cr+Ni+Co+Zr):0.005 ?0.20 ；E:0.01 ?0.06 ；
[0007]其中E元素是B，Be的一种或2种；
[0008]余量为A1和不可避免的杂质。
[0009]优选的，所述的Mg和Zn的含量总和不超过0.45。
[0010]优选的，所述的铝合金电力电缆单体具有如下性能:
[0011]抗拉强度190MPa?250MPa ;导电率大于等于61% IACS，伸长率20%?40%。
[0012]优选的，所述的铝合金电力电缆单体具有如下性能:
[0013]导电率大于等于62% IACS;平均蠕变速度小于等5X102%/h;疲劳弯折次数大于等于15。
[0014]相关组分的性能及作用如下:
[0015]Si:Si元素的加入可改善铝合金抗拉强度、硬度、以及高温时强度。
[0016]Fe:Fe元素的加入改善了铝合金的机械强度与拉伸性能，提高了铝合金的高温抗蠕变性能与抗疲劳性能；
[0017]Μη:Μη元素的加入提高了高温强度，减轻了耐腐蚀性低的问题；
[0018]Cu:Cu元素的加入能够提高铝合金的高温抗疲劳性能、高温抗蠕变性能与机械强度，增加铝合金在高温时候的电阻稳定性；
[0019]V、T1、Co、Cr、N1、Zr的加入也对铝合金电力电缆的抗蠕变性性能进行了进一步补充，也提高了铝合金的耐热性；
[0020]Mg和Zn:Mg和Zn元素的加入加强了铝合金的机械强度，对Mg和Zn含量的限制又不会过分降低铝合金电力电缆的耐腐蚀性；
[0021 ] E:E元素是B和Be元素的一种或者2种，B和Be元素的加入改善了铝合金的加工特性，提高抗氧化性能。尤其是在含锆的铝合金中加入适量的B，B能在保证合金耐热性的前提下提高其导电性。
[0022]本发明的有益效果:
[0023]本发明的铝合金配方材料搭配合理，把元素按一定比例混合使铝合金具有较好的综合性能，即电导率高、耐热性高、抗蠕变性强、抗拉强度高等。同时，铝合金的制造成本也比较低，具有很好的经济效应。
[0024]本发明具有质轻的明显优势。在满足同等电气性能的前提下，本发明的重量是铜芯电缆的一半，由于减轻了电缆的自身重量，因此在运输、安装、铺设等过程当中，无形或有形地大幅度降低了运营成本，节能环保，提高了经济效益。此外，在满足同等导电性能的前提下，本发明的截面是传统铜芯电缆的1.5倍左右，但是自身价格仅为铜芯电缆50%?60%。使用本发明的铝合金电缆代替铜缆，可以减少电缆重量，降低安装成本，减少设备及电缆的磨损。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0026]本发明公开一种铝合金电力电缆，所述的铝合金电力电缆化学成分组成(质量分数，% ):Si:0.01 ?0.30 ；Fe:0.5 ?1.3 ；Mn:0.01 ?0.05 ；Cu:0.03 ?0.05 ；Mg:0.01 ?0.5 ；Zn:0.01 ?0.09 ；Ca:0.1 ?0.5 ; (V+Ti+Cr+Ni+Co+Zr):0.005 ?0.20 ；E:0.01 ?0.06 ；
[0027]其中E元素是B，Be的一种或2种；
[0028]余量为A1和不可避免的杂质。
[0029]实施例1
[0030]一种铝合金电力电缆，所述的铝合金电力电缆化学成分组成(质量分数，％):
[0031]Si:0.01 ；Fe:0.5 ；Mn:0.01 ；Cu:0.03 ；Mg:0.01 ；Zn:0.01 ； (V+Ti+Cr+Ni+Co+Zr):0.005 ；B:0.01:
[0032]余量为A1和不可避免的杂质。
[0033]将铝合金杆拉丝，在加热温度310?350°C环境下保温5.5?10h退火处理，绞制成缆。电力电缆单体延伸率21%，抗拉强度194MPa，电阻率:0.02780 Ω.πιπι2/πι，导电率为62% IACS，平均蠕变速度为4X102% h，疲劳弯折次数18。
[0034]实施例2
[0035]一种铝合金电力电缆，所述的铝合金电力电缆化学成分组成(质量分数，％):
[0036]Si:0.08 ；Fe:0.8 ；Mn:0.03 ；Cu:0.04 ；Mg:0.06 ；Zn:0.05 ； (V+Ti+Cr+Ni+Co+Zr):0.015 ；B:0.04 ；
[0037]余量为A1和不可避免的杂质。
[0038]将铝合金杆拉丝，在加热温度380°C环境下保温5.0h退火处理，绞制成缆。电缆单体延伸率23%，抗拉强度210MPa，电阻率:0.02779 Ω.mm2/m，导电率为61 % IACS，平均蠕变速度为4.5X10 2% h0
[0039]实施例3
[0040]一种铝合金电力电缆，所述的铝合金电力电缆化学成分组成(质量分数，％):
[0041]Si:0.3 ；Fe:1.3 ；Mn:0.05 ；Cu:0.05 ；Mg:0.1 ；Zn:0.08 ； (V+Ti+Cr+Ni+Co+Zr):0.2 ；Βθ:0.02 ；
[0042]余量为A1和不可避免的杂质。
[0043]将铝合金杆拉丝，在加热温度350?380°C环境下保温4h退火处理，绞制成缆。电缆单体延伸率24%，抗拉强度225MPa，电阻率:0.02842 Ω.mmVm，导电率为63 % IACS，平均蠕变速度为4.8X10 2% h0
[0044]实施例4
[0045]一种铝合金电力电缆，所述的铝合金电力电缆化学成分组成(质量分数，％):
[0046]Si:0.2 ；Fe:1.0 ；Mn:0.04 ；Cu:0.04 ；Mg:0.3 ；Zn:0.06 ； (V+Ti+Cr+Ni+Co+Zr):0.01 ；B:0.03 ；Βθ:0.01 ；
[0047]余量为A1和不可避免的杂质。
[0048]将铝合金杆拉丝，在加热温度390°C环境下保温4.5h退火处理，绞制成缆。电缆单体延伸率20%，抗拉强度235MPa，电阻率:0.02842 Ω.mm2/m，导电率为64% IACS，平均蠕变速度为4.8X10 h0
[0049]上述实施例为最佳实施方案，但具体实施方案不限于上述实施例。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。
【主权项】
1.一种铝合金电力电缆，其特征在于，所述的铝合金电力电缆化学成分包括:(质量分数，% ):Si:0.01 ?0.30 ；Fe:0.5 ?1.3 ；Mn:0.01 ?0.05 ；Cu:0.03 ?0.05 ；Mg:0.01 ?0.5 ；Zn:0.01 ?0.09 ; (V+Ti+Cr+Ni+Co+Zr):0.005 ?0.20 ；E:0.01 ?0.06 ; 其中E元素是B，Be的一种或2种； 余量为A1和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的铝合金电力电缆，其特征在于，所述的Mg和Zn的含量总和不超过0.45。3.根据权利要求1所述的铝合金电力电缆，其特征在于，所述的铝合金电力电缆单体具有如下性能: 抗拉强度190MPa?250MPa ;导电率大于等于61% IACS，伸长率20%?40%。4.根据权利要求1或2所述的铝合金电力电缆，其特征在于，所述的铝合金电力电缆单体具有如下性能: 导电率大于等于62% IACS ;平均蠕变速度小于等5X 10 2% /h ;疲劳弯折次数大于等于15。
【专利摘要】本发明公开一种铝合金电力电缆，所述铝合金电力电缆化学成分包括(质量分数，％)：Si：0.01～0.30；Fe：0.5～1.3；Mn：0.01～0.05；Cu：0.03～0.05；Mg：0.01～0.5；Zn：0.01～0.09；(V+Ti+Cr+Ni+Co+Zr)：0.005～0.20；E：0.01～0.06；其中E元素是B，Be的一种或2种；余量为Al和不可避免的杂质。本发明的有益结果在于Fe、Mg等元素的加入，特别是其特定含量的配比使铝合金具有较好的综合性能；其次，本发明具有质轻的明显优势，使用本发明的铝合金电缆代替铜缆，可以减少电缆重量，降低安装成本，减少设备及电缆的磨损，节能环保，降低了运营成本，提高了经济效益。
【IPC分类】H01B1/02
【公开号】CN105355257
【申请号】CN201410431025
【发明人】韩福利, 郝秀丽, 于慧蕊, 王冰, 邢泽秀, 黄士庆
【申请人】沈阳沈缆四环电缆制造有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年8月24日