一种不易断裂的镀铜钢绞线的制作方法

1.本实用新型属于电力接地装置技术领域，具体涉及一种不易断裂的镀铜钢绞线。


背景技术：

2.在电力、通讯、石油化工等行业中，通常用镀铜钢绞线作为接地导体，以提高建筑物及用电设备的防雷性能。镀铜钢绞线是以优质的低碳钢材为芯体，表面镀铜后加工而成的新型复合材料，既具有钢的强韧性，又具有铜的优异导电性能，并且可焊性和耐腐蚀性能优异，在接受到大电流时，由于趋肤效应，镀铜钢绞线的导电性能与相同横截面积的纯铜导线相差无几，所以镀铜钢绞线相比于其他接地导体具有比重轻、铜材用量少、造价低等优点。
3.但是对于传统的镀铜钢绞线，线材内部主要包括铜和铁等金属，在长期使用过程中，金属线材易被磨损从而发生断裂，影响其导电性能，并会缩短线材的使用寿命。因此需要对传统的镀铜钢绞线进行增强设计，以提高镀铜钢绞线的强度，提高耐磨性和断裂强度，得到一种不易断裂的镀铜钢绞线。


技术实现要素：

4.本实用新型欲解决的技术问题是：现有技术中的镀铜钢绞线耐磨性能差且断裂强度低等技术问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型公开了一种不易断裂的镀铜钢绞线，由若干股内层绞线绞合制成，具有一定的螺旋结构；内层绞线由若干股覆膜钢丝绞合制成，具有一定的螺旋结构；内层绞线的螺旋结构旋向与覆膜钢丝的螺旋结构旋向相反。
6.如此一来，镀铜钢绞线即是由覆膜钢丝和内层绞线绞合制成的复绞线，相对于单绞线，复绞线的强度比单交线和单线的强度都高，可增强镀铜钢绞线的机械强度；同时，复绞线的绞合方向与股线的绞合方向相反，即内层绞线和覆膜钢丝朝向相反方向旋转，可增强复绞线的尺寸稳定性，当收到切向应力时，绞合结构更加稳定不易散开，因此复绞线在使用过程中尺寸稳定性和理化稳定性更好，可进一步确保镀铜钢绞线的导电接地性能。
7.进一步地，所述内层绞线的股数为3
‑
27股，股数越多，绞线的强度和稳定性越好，但是原材料成本和加工成本越高，为了平衡成本和使用性能，所述内层绞线的股数通常选用3股、7股、19股或27股，其中最优选为7股。
8.进一步地，所述覆膜钢丝的股数为3
‑
27股，股数越多，绞线的强度和稳定性越好，但是原材料成本和加工成本越高，为了平衡成本和使用性能，所述覆膜钢丝的股数通常选用3股、7股、19股或27股，其中最优选为7股。
9.进一步地，所述内层绞线自内向外，依次包括绞合的覆膜钢丝、外部第一镀铜层、外部碳纳米管层和外部第二镀铜层；更进一步地，所述外部第二镀铜层的厚度大于外部碳纳米管层的厚度。
10.进一步地，所述覆膜钢丝自内向外，依次包括钢丝、内部第一镀铜层、内部碳纳米
管层和内部第二镀铜层；更进一步地，所述内部第二镀铜层的厚度等于内部第一镀铜层的厚度，且大于内部碳纳米管层的厚度。
11.该镀铜钢绞线中，其结构自内向外，依次在钢丝表面电镀内部第一镀铜层、涂覆内部碳纳米管层以及电镀内部第二镀铜层，制得覆膜钢丝；覆膜钢丝经绞合后，在表面依次电镀外部第一镀铜层、涂覆外部碳纳米管层以及电镀外部第二镀铜层，制得内层绞线，内层绞线经反向绞合后制得镀铜钢绞线。
12.上述技术方案中，内部覆膜层和外部覆膜层中，均限制镀铜层的厚度大于碳纳米管层的厚度，目的是保证镀铜钢绞线的高导电性；且由镀铜层、碳纳米管和镀铜层三层构成夹芯结构，通过碳纳米管提高镀铜钢绞线的机械强度，使其更不易断裂。
13.在该镀铜钢绞线中，钢丝表面，以及绞合后的覆膜钢丝表面，均覆盖有3个膜层，即两层铜层中间夹一层碳纳米管层。铜层可提高绞线的导电性能；碳纳米管层是由碳纳米管构成的涂层，碳纳米管是一种碳纳米材料，分子结构是由六边形排列的碳原子构成的单层或多层同轴圆管，碳纳米管材料质轻、柔韧性高、耐磨性好、断裂伸长率大、力学性能和导电传热性能优异、且理化性能稳定，碳纳米管的硬度可与金刚石相媲美，将碳纳米管材料用于镀铜钢绞线中，可显著提高镀铜钢绞线的拉伸性能，提高镀铜钢绞线的断裂伸长率和耐磨性能，因此该实用新型的镀铜钢绞线具有优异的综合性能。
14.与现有产品相比，本实用新型的不易断裂的镀铜钢绞线具有如下优点：
15.(1)该镀铜钢绞线为复绞线结构，包括覆膜钢丝绞合而成的绞线和内层绞线绞合而成的绞线，因此镀铜钢绞线的结构牢固、不易断裂；
16.(2)该镀铜钢绞线中涂覆有碳纳米管层，碳纳米管材料具有优异的力学性能和导电性能，因此镀铜钢绞线的机械强度优异，耐磨性能好，断裂强度高；
17.(3)该镀铜钢绞线中包括多个镀铜层，可确保镀铜钢绞线良好的导电性能，满足使用需求；
18.(4)该镀铜钢绞线的结构简单、加工方便，因此适合大批量推广应用。
附图说明
19.图1：镀铜钢绞线的整体结构示意图。
20.图2：镀铜钢绞线的横截面结构示意图。
21.图3：镀铜钢丝的横截面结构示意图。
22.附图标记说明：1
‑
镀铜钢绞线；2
‑
内层绞线；21
‑
覆膜钢丝；22
‑
外部第一镀铜层；23
‑
外部碳纳米管层；24
‑
外部第二镀铜层；211
‑
钢丝；212
‑
内部第一镀铜层；213
‑
内部碳纳米管层；214
‑
内部第二镀铜层。
具体实施方式
23.下面通过具体实施例进行详细阐述，说明本实用新型的技术方案。
24.实施例1
25.如图1
‑
3所示，分别给出了不易断裂的镀铜钢绞线的整体及局部连接结构示意图。
26.如图1所示，镀铜钢绞线1由7根内层绞线2绞合制成，且具有一定的螺旋结构。
27.如图2所示，内层绞线2自内向外，依次包括覆膜钢丝21、外部第一镀铜层22、外部
碳纳米管层23和外部第二镀铜层24；其中覆膜钢丝21有7根，7根覆膜钢丝21绞合在一起，具有一定的螺旋结构。内层绞线2的螺旋结构旋向与覆膜钢丝21的螺旋结构旋向相反。
28.对于覆膜钢丝21表面的覆膜层，外部第二镀铜层24的厚度大于外部碳纳米管层23的厚度。
29.如图3所示，覆膜钢丝21自内向外，依次包括钢丝211、内部第一镀铜层212、内部碳纳米管层213和内部第二镀铜层214，内部第二镀铜层214的厚度与内部第一镀铜层212的厚度相同，且大于内部碳纳米管层213的厚度。
30.该实施例1中镀铜钢绞线1的制备过程包括如下步骤：
31.(1)生产钢丝211。将原材料(具体为6.5盘圆宝钢m6
‑
1)送入拉丝机中进行粗拉和精拉，根据实际应用需求得到不同直径的钢丝，然后进行表面处理，具体为酸洗，去掉钢丝表面的杂质，随后送入真空炉中进行退火处理，然后进行绕盘，即得到钢丝211。
32.(2)选用尺寸规格及理化性能符合要求的钢丝211，在钢丝211表面依次电镀内部第一镀铜层212、涂覆内部碳纳米管层213，以及电镀内部第二镀铜层214，制成覆膜钢丝21；
33.(3)将7根覆膜钢丝21送入绞线机中进行绞合，形成一定的螺旋结构；
34.(4)将形成螺旋结构的覆膜钢丝21表面依次电镀外部第一镀铜层22、外部碳纳米管层23，以及电镀外部第二镀铜层24，制成内层绞线2；
35.(5)将7根内层绞线2送入绞线机中进行反向绞合，即制成具有一定螺旋结构的镀铜钢绞线1。
36.在上述各个步骤中，每一步骤完成后，均需要对制成的产品进行性能测试，性能测试包括线径、漏铜测试、电阻、导电率和表面光洁度测试等，测试合格的半成品才能进行下一步的操作，以确保最终产品的合格率。
37.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。