一种耐拉伸的节能铝合金导线及其制备方法
【专利摘要】本发明属于导线领域，涉及一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：（1）将真空熔炼炉温度升高至1250℃，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；（2）铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250℃下高温熔炼时间为2h；（3）将真空熔炼炉内温度升高至1700℃，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700℃下熔炼6h；（4）将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，制备得到铝合金杆；（5）将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。制备得到的铝合金导线具有节能、拉伸强度高的特点。
【专利说明】一种耐拉伸的节能铝合金导线及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于导线领域，涉及一种铝合金导线及其制备方法，特别是涉及一种耐拉伸的节能铝合金导线及其制备方法。
【背景技术】
[0002]新建的输电线路中铝合金导线的能耗较常规同截面的钢芯铝导线小，年耗电降低约5%。采用铝合金导线，每公里塔材指标降低15%，综合考虑杆塔、基础、绝缘子和金具造价以及导线架设及其工地运输费用，用铝合金线代替钢芯铝绞线可节约线路本体造价约5%?8%，且因平均档距增大，减少了杆塔的用量，节约走廊面积。采用节能的铝合金导线进行农网、城网改造，与同直径的钢芯铝绞线相比，在节约电能损耗、耐受微风振动等方面更具优势。无论从降低线损还是降低杆塔建设费用来看，推广应用本项目研制的高导电率中强全铝合金节能导线具有很好的经济效益。另外在户外使用中，铝合金导线还需要具有较好的拉伸的性能，再受到拉伸外力时，可以避免导线发生断裂而影响电力传输的问题。专利号为CN200910103875.3和CN200820075487.X的专利文件公开了铜包铝导线等一些铝导线的工艺，其中CN200910103875.3公开了用滚动电沉积方法制造铜包铝导线的工艺，首先进行除油处理，将铝导体接在低压电源的负极，金属圆筒与其正极相连接，在移动时，向金属圆筒喷射电静液；再进行表面活化处理，将铝导体接在低压电源的正极，金属圆筒与其负极相连接；在移动时，向金属圆筒喷射酸性的活化液；随后进行镀铜处理，将铝导体接在低压电源的负极，金属圆筒与其正极相连接；在移动时，向金属圆筒喷射电沉积镀液；再按照工艺要求的热处理温度、退火处理时间，进行热处理；最后经辊压处理后就制作出符合要求的铜包铝导体。但是其得到的铝导线的耐拉伸性能仍有待提高。
【发明内容】
[0003]要解决的技术问题:常规的铝合金导线的拉伸性能较差，拉伸强度只有150MPa至180MPa，并且常规的铝合金导线的电阻率也较高，并不节能，因此需要一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法。
[0004]技术方案:针对上述问题，本发明公开了一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤:(1)将真空熔炼炉温度升高至1250°c，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h ; (4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
[0005]优选的，所述的一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，包括以下步骤:(I)将真空熔炼炉温度升高至1250°C，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ; (3)按照升温速率为30°C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.25wt%?0.75wt%、Ru为0.15wt%?0.55wt%、Fe为3.5wt%?
4.8wt%、Ta 为 0.25wt% ?0.65wt%、Sc 为 0.35wt% ?0.45wt%、余量为 Al ；(4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为4?7米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
[0006]进一步优选的，所述的一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，制备方法包括以下步骤:(I)将真空熔炼炉温度升高至1250°c，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)按照升温速率为30°C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.55wt%、Ru为0.30wt%、Fe为3.9wt%、Ta为0.45wt%、Sc为0.40wt%、余量为Al ； (4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；
(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为4米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
[0007]进一步优选的，所述的一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，制备方法中使用的铝锭的纯度为99.5%以上。
[0008]有益效果:测定了本发明的铝合金导线的拉伸强度和电阻率，本发明的节能铝合金导线的拉伸强度为197.3MPa至211.3MPa，电阻率为0.0034Ω.mm2/m至0.0051 Ω.mm2/m。采用本发明的节能的铝合金导线进行农网、城网改造，与同直径的钢芯铝绞线相比，在节约电能损耗、耐受微风振动等方面更具优势。
【具体实施方式】
[0009]实施例1
(O将真空熔炼炉温度升高至1250°c，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；
(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)按照升温速率为300C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.55wt%、Ru为0.30wt%、Fe为3.9wt%、Ta为0.45wt%、Sc为0.40wt%、余量为Al ;(4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为4米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
[0010]实施例1的节能铝合金导线的拉伸强度为211.3MPa，电阻率为0.0034 Ω.mm2/m。
[0011]实施例2
(O将真空熔炼炉温度升高至1250°C，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；
(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)按照升温速率为30°C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.75wt%、Ru为0.15wt%、Fe为4.8wt%、Ta为0.65wt%、Sc为0.35wt%、余量为Al ;(4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为7米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
[0012]实施例2的节能铝合金导线的拉伸强度为197.3MPa，电阻率为0.0051 Ω.mm2/m。
[0013]实施例3
(O将真空熔炼炉温度升高至1250°C，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；
(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)按照升温速率为300C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.25wt%、Ru为0.55wt%、Fe为3.5wt%、Ta为0.25wt%、Sc为0.45wt%、余量为Al ;(4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为6米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
[0014]实施例3的节能铝合金导线的拉伸强度为202.6MPa，电阻率为0.0041 Ω.mm2/m。
[0015]实施例4
(O将真空熔炼炉温度升高至1250°C，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；
(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)按照升温速率为300C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.35wt%、Ru为0.45wt%、Fe为4.2wt%、Ta为0.35wt%、Sc为0.35wt%、余量为Al ;(4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为5米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
[0016]实施例4的节能铝合金导线的拉伸强度为207.5MPa，电阻率为0.0044 Ω.mm2/m。
[0017]实施例5
(O将真空熔炼炉温度升高至1250°C，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；
(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)按照升温速率为300C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.65wt%、Ru为0.2wt%、Fe为4.4wt%、Ta为0.55wt%、Sc为0.45wt%、余量为Al ;(4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为4米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
[0018]实施例5的节能铝合金导线的拉伸强度为204.7MPa，电阻率为0.0048 Ω.mm2/m。
【权利要求】
1.一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤:(I)将真空熔炼炉温度升高至1250°c，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h ; (4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
2.根据权利要求1所述的一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤:(1)将真空熔炼炉温度升高至1250°C，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)按照升温速率为30°C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.25wt%?0.75wt%、Ru为0.15wt% ?0.55wt%> Fe 为 3.5wt% ?4.8wt%> Ta 为 0.25wt% ?0.65wt%> Sc 为 0.35wt% ?0.45wt%、余量为Al ; (4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为4?7米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
3.根据权利要求2所述的一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤:(1)将真空熔炼炉温度升高至1250°C，温度稳定后加入铝锭，将铝锭进行高温熔融；(2)铝块高温熔融后，加入Rh和Ru，在1250°C下高温熔炼时间为2h ；(3)按照升温速率为30°C /min的条件下将真空熔炼炉内温度升高至1700°C，温度上升到1700°C后，向真空熔炼炉中加入Fe、Ta、Sc，在温度为1700°C下熔炼6h，加入上述化学成分后，真空熔炼炉内合金材料的化学成分的重量百分比为Rh为0.55wt%、Ru为0.30wt%、Fe为3.9wt%、Ta为0.45wt%、Sc为0.40wt%、余量为Al ； (4)将真空熔炼炉内的合金材料进行浇注，浇注成铝合金杆，再将温度以固定速率降低至室温，固定降温速率为50°C /min，制备得到铝合金杆；(4)将铝合金杆采用拉丝机进行高温拉伸，拉伸速度为4米/min，拉伸后冷却，制备得到耐拉伸的节能铝合金导线。
4.根据权利要求3所述的一种耐拉伸的节能铝合金导线的制备方法，其特征在于所述的制备方法中使用的铝锭的纯度为99.5%以上。
【文档编号】C22C1/02GK104264003SQ201410500642
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】史宏伟, 刘守明, 韩爱芝, 张洪涛 申请人:国网河南省电力公司周口供电公司