专利名称:一种节能防振锤的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力金具，尤其涉及一种节能防振锤。
背景技术：
随着我国电力工业的发展，输送电容量大幅增加，对输电线路中的防振锤在输电过程中消耗能量的问题逐渐引起人们的关注。由于现有的防振锤的线夹一般用可锻铸铁和Q235钢材铁磁性材料制成。当导线中通过交变电流，在防振锤的线夹上便形成一个闭合的磁回路，铁磁物质在交变磁场作用下反复磁化，其磁感应强度的变化总是滞后于磁场强度的变化(即磁滞现象)。在反复磁化的过程中，由于磁畴的反复转向，铁磁物质内部的分子摩擦发热而造成能量损耗，这种构成闭合回路的电力金具在反复磁化过程中，因为磁畴反复转向导致的功率损耗，就是所谓的磁滞损耗。根据电磁感应定律，这一交变磁场在防振锤内部也会产生感应电动势和感应电流(即涡流)，由于钢铁材料电阻的存在，必然产生有功功率损耗，即涡流损耗。根据楞次定律和法拉第电磁感应定律，在防振锤内产生的感应电动势与输电线路的电流大小成正比，与材料的相对磁导率μr的大小成正比，与金具的厚度成正比。传统的可锻铸铁、Q235钢制电力金具材料的相对磁导率大，存在磁滞涡流现象，在输电线路上产生较大的磁滞和涡流损耗。
我国地域辽阔，输电线路很长，据中国电力年鉴发布，我国的220kV线路长度为102417km；110kV为162497km(1997年年鉴)；66kV为42214km；35kV为247390km(1995年年鉴)，按60％的额定负荷条件进行统计，全国高压线路因可锻铸铁防振锤引起的电能损失为25684.1万(kW·h)/年，在配电线路上的损失为8890.8万(kW·h)/年，总计达34574.9万(kW·h)/年，电价按0.4元/(kW·h)计算，电费的损失达13830万元/年，尽管实际能耗会与估算有出入，但我们从这一保守的估算中，可以清楚看到可锻铁防振锤的能耗大得惊人。由此看到，研制一种节能钢材来制造电力金具的迫切性和现实的意义。
20世纪八十年代以后，由于材料工业的发展，高强度铝合金得到了较为普遍的应用和供应，用铝合金制造的防振锤满足了输电线路对电力金具的机械强度要求，又是无磁材料，新建设的500kV超高压线路，因同时需要考虑防电晕的要求，已普遍采用了高强度铝合金金具。我国从五十年代就不断建设220kV、110kV、66kV、35kV电压等级的输电线路，全国各种电压等级的线路有如蜘蛛网，到处都有。如果将原有的可锻铸铁及钢材制造的金具都更换成高强度的铝合金的，就需要数量很大的铝合金，还要停电更换，每套金具售价也比原有金具高两倍，这是不可能的。
现在不锈钢也是不导磁的，常用的有1Cr18Ni9Ti、1Cr17Ni7、0Cr19Ni9等等，但由于价格比Q235普通碳素钢高出10倍，因此用其制造电力金具成本将大大地提高。
发明内容为了解决现有防振锤能量在输电线路中损耗大的技术问题，本发明的目的是提供一种节能防振锤。
为了达到上述的发明目的，本发明采用了以下的技术方案一种节能防振锤，包括重锤、钢铰线、线夹体，重锤固定在钢铰线的两端，线夹体设在钢铰线中部，其中线夹体采用奥氏体无磁钢材料。
作为优选，线夹体由压板和压板附件组成，压板和压板附件采用奥氏体无磁钢材料，并通过紧固螺栓固定在一起。
上述的压板下部弯曲形成与钢铰线相适配的挂钩，压板上部凹陷形成与输电线相适配的压线槽；压板在压线槽上方延伸设有一小块连接舌，所述的压板附件上部凹陷形成压线槽，压板与压板附件上的压线槽组成输电线的安装口，并在压板附件的压线槽上方设有与连接舌相适配的连接口，压板附件的下方设有紧固螺栓的安装口，压板与压板附件上方通过连接舌与连接口相连接，压板与压板附件下方通过紧固螺栓相连接。
作为优选，所述的奥氏体无磁钢按重量百分比含有锰20％～26％，铬2％～10％，铝1％～4％，碳0.18％～0.24％，稀土元素0.1％～0.2％，硫≤0.04％，磷≤0.04％，其余量为铁。
作为再优选，按重量百分比所述的奥氏体无磁钢中锰的含量为20％～22％，铬的含量为3％～4％，铝的含量为1％～1.5％，碳的含量为0.2％～0.22％。
作为优选，奥氏体无磁钢中还含有硅0.17％～0.37％。
作为优选，所述的复合稀土元素为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇中的一种或多种。
作为再优选，所述的复合稀土元素为镨和钕中的一种或2种。
本发明由于采用了以上的技术方案，只对节能防振锤的线夹体材料进行了改进，采用了奥氏体无磁钢，隔断了磁回路，消除或减少了电能损耗。
本发明所采用的奥氏体无磁钢的主要化学成分的作用分析如下(1)锰、铝、铬，锰是主要合金元素，扩大奥氏体相区，稳定奥氏体组织，提高合金强度。碳一定时，随含锰量增加，钢的组织逐渐从珠光体到马氏体并进一步转变为奥氏体，但是钢的加工硬化能力提高。控制好锰的含量，可以保证铸态完全的奥氏体组织和稳定的奥氏体，使得经过适当变形后不致引发大量的形变马氏体出现。
除了脱氧要求加入少量的铝外，铝元素为非碳化物形成元素，一般均匀分布在基体中阻碍碳原子在奥氏体中的扩散，稳定碳化物，同时易使奥氏体形成有序固溶体，增强γ-Fe原子的化学结合力，使γ-Fe原子移动激活力提高，增强奥氏体的稳定性，抑制Fe-Mn基合金中γ-ε转变，这对控制加工过程中由于形变马氏体引起的磁导率和加工硬度非常重要。
铝和铬可以提高材料的耐腐蚀能力，在Fe-Mn基合金中加入铝或铬，可以提高材料的耐大气腐蚀性能，特别是铬的加入使材料的耐腐蚀能力大大的提高。
(2)碳、硅，碳既促进形成单相奥氏体组织，又可使固溶强化，降低材料的最大磁导率和磁饱和度。从Fe-Mn二元相图可知，常温时只有锰含量相当高(超过30％)时才能得到单相奥氏体。而在二元合金中加入碳后，构成的Fe-Mn-C三元合金在含有约1.0％的碳时，锰加入量只要9％～15％就可得到单相奥氏体组织。但当碳含量较高时，铸态组织中碳化物数量增加，在奥氏体晶界上形成连续和半连续网状碳化物，大大削弱了晶间强度和钢的塑性、韧性，严重时甚至使钢的韧性降低为零。经固溶处理后虽可使部分碳化物溶入奥氏体，但因钢的碳含量高而必须提高固溶处理的温度或延长热处理的保温时间。综合考虑碳元素的利弊，采取适当提高碳含量，允许组织中有少量的碳化物存在，这样就可以使锰的加入量降低，而且可以使得到的奥氏体的稳定性提高。
硅可固溶于奥氏体中，固溶强化。在钢里加入少量的硅，提高材料的电阻率，以减少涡流。但是，硅可以降低碳在奥氏体中的溶解度，硅含量高时，铸态组织中的碳化物数量增加，而且硅在高锰钢结晶时有促使粗大枝晶形成的作用，并使钢的晶粒粗化，降低材料机械性能。试验中选择碳含量0.18％～0.24％，硅含量在0.17％～0.37％为佳。
(3)硫、磷，硫、磷在通常范围内对铸钢的磁性影响不大，但含量较高时，由于大量共晶体的产生，会使磁导率有所提高，同时形成的磷共晶、硫化物等杂质会降低材料力学性能，因此应严格控制S≤0.04％，P≤0.04％为宜。
(4)复合稀土元素，可以细化晶粒、细化磁畴，降低涡流损耗，复合稀土元素在奥氏体锰钢中具有较大的偏析系数，可加剧合金凝固时的成分过冷现象，促进树枝晶的发展、熔断、游离和增殖，提高其结晶形核率，有效地细化奥氏体晶粒。由于复合稀土元素的内吸附作用，阻碍了碳原子的扩散，使奥氏体晶界上不易形成网状碳化物，其晶体界上碳化物数量减少，碳化物形状为团块状，因而铸态组织中奥氏体内固溶的碳量相对增加，且分布较为均匀，微观组织的致密度增加，显微缺陷减少。解决了中温区产生低塑性的技术难题。
本发明的奥氏体无磁钢的性能和效果如下(1)电工性能磁导率≤1.5μH/m；电阻率≥12MΩ/m。
(2)力学性能抗拉强度达到800MPa；屈服强度达到675MPa；延伸率达到41％；布氏硬度小于193HB。各项指标均符合GB/T2315-2000《电力金具标称破坏载荷系列形式尺寸及联结方式》的规定。
(3)金相组织本发明的碳化物应弥散分布于奥氏体组织中，材料在成型加工中和以后的服役过程中保持奥氏体组织的稳定性，尽量防止了产生形变马氏体，避免磁导率的上升。
(4)切削加工性能本发明的无磁钢能在普通机床上进行切削加工，可以在冲床上冲压成型，加工性能好。
(5)经济成本上述的无磁钢生产成本低，是铝合金金具成本的50％，比原有的Q235钢只提高10％，而且钢材的原料来源广泛，生产工艺简单。
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为图1的A-A向示意图。
图3为图1中压板的结构示意图。
图4为图3的左视图。
图5为图1中压板附件的结构示意图。
图6为图5的左视图。
图7为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作一个详细的说明。
实施例1如图1、图2所示的一种节能防振锤，包括重锤7、钢铰线8、压板1和压板附件2，重锤7固定在钢铰线8的两端，压板1和压板附件2设在钢铰线8中部。在重锤7与钢铰线8之间设有套管9，在重锤7下方设有漏水孔17。
如图3、图4所示，压板1下部弯曲形成与钢铰线8相适配的挂钩，压板1上部凹陷形成与输电线10相适配的压线槽13；压板1在压线槽13上方中部延伸设有一小块连接舌11。
如图5、图6所示，压板附件2上部凹陷形成压线槽16，压板1与压板附件2上的压线槽13、16组成输电线10的安装口15。在压板附件2的压线槽16上方设有与连接舌11相适配的连接口14，压板附件2的下方设有紧固螺栓5的安装口15，压板1与压板附件2上方通过连接舌11与连接口14相连接，压板1与压板附件2下方通过紧固螺栓5相连接。紧固螺栓5上设有螺母6，螺母6上方设有弹性垫片3。弹性垫片3内设有垫圈4。
上述的压板1和压板附件2均采用奥氏体无磁钢材料。
奥氏体无磁钢的组份如下锰20％，铝1％，铬3％，碳0.2％，复合稀土元素0.1％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，复合稀土元素为镨和钕，其余量为铁。
实施例2如图7所示的一种节能防振锤，包括重锤7、钢铰线8、压板1和压板附件2，重锤7固定在钢铰线8的两端，压板1和压板附件2设在钢铰线8中部。压板1和压板附件2通过上、下紧固螺栓5相连接。
上述的压板1和压板附件2均采用奥氏体无磁钢材料。
奥氏体无磁钢的组份如下锰22％，铬3％，铝1.5％，碳0.21％，复合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量为铁。
实施例3奥氏体无磁钢的组份如下锰22％，铬3％，铝1.5％，碳0.19％，复合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量为铁。
防振锤的结构如实施例1。
实施例4奥氏体无磁钢的组份如下锰20％，铬3％，铝1.5％，碳0.21％，复合稀土元素0.2％，硫＜0.04％，磷＜0.04％，其余量为铁。
防振锤的结构如实施例1。
权利要求
1.一种节能防振锤，包括重锤(7)、钢铰线(8)、线夹体，重锤(7)固定在钢铰线(8)的两端，线夹体设在钢铰线(8)中部，其特征在于线夹体采用奥氏体无磁钢材料。
2.如权利要求
1所述的一种节能防振锤，其特征在于线夹体由压板(1)和压板附件(2)组成，压板(1)和压板附件(2)采用奥氏体无磁钢材料，并通过紧固螺栓(5)固定在一起。
3.如权利要求
2所述的一种节能防振锤，其特征在于压板(1)下部弯曲形成与钢铰线(8)相适配的挂钩(12)；压板(1)上部凹陷形成与输电线(10)相适配的压线槽(13)，压板(1)在压线槽(13)上方延伸设有一小块连接舌(11)，所述的压板附件(2)上部凹陷形成压线槽(16)，压板(1)与压板附件(2)上的压线槽(13)、(16)组成输电线(10)的安装口，并在压板附件(2)的压线槽(16)上方设有与连接舌(11)相适配的连接口(14)，压板附件(2)的下方设有紧固螺栓(5)的安装口(15)，压板(1)与压板附件(2)上方通过连接舌(11)与连接口(14)相连接，压板(1)与压板附件(2)下方通过紧固螺栓(5)相连接。
4.如权利要求
1或2或3所述的一种节能防振锤，其特征在于所述的奥氏体无磁钢按重量百分比含有锰20％～26％，铬2％～10％，铝1％～4％，碳0.18％～0.24％，稀土元素0.1％～0.2％，硫≤0.04％，磷≤0.04％，其余量为铁。
5.如权利要求
4所述的一种节能防振锤，其特征在于按重量百分比所述的奥氏体无磁钢中锰的含量为20％～22％，铬的含量为3％～4％，铝的含量为1％～1.5％，碳的含量为0.2％～0.22％。
6.如权利要求
4所述的一种节能防振锤，其特征在于奥氏体无磁钢中还含有硅0.17％～0.37％。
7.如权利要求
4所述的一种节能防振锤，其特征在于所述的复合稀土元素为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇中的一种或多种。
8.如权利要求
7所述的一种节能防振锤，其特征在于所述的复合稀土元素为镨和钕中的一种或2种。
专利摘要
本发明涉及一种电力金具，尤其涉及一种节能防振锤。一种节能防振锤，包括重锤、钢铰线、线夹体，重锤固定在钢铰线的两端，线夹体设在钢铰线中部，其中线夹体采用奥氏体无磁钢材料。本发明由于采用了以上的技术方案，只对节能防振锤的线夹体材料进行了改进，采用了奥氏体无磁钢，隔断了磁回路，消除或减少了电能损耗。
文档编号C22C38/38GK1996690SQ200610048911
公开日2007年7月11日 申请日期2006年1月5日
发明者骆忆祖 申请人:凤凰金具有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan