CN107227420A - 一种合金电线及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合金电线及其制备方法，涉及电线制造领域，该电线包括以下原料单质：Al、Si、Ti、Cu、Mo、Co、Cr、Mg、Ni、C、Nb和W。其制备方法是先对原料进行熔炼处理，制得合金熔液；再将合金熔液浇铸制成棒材；之后对棒材进行退火处理，得合金体；接着将合金体置于挤出机中进行挤出处理，得电线毛料；最后将所述电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即可。本发明的合金电线抗拉强度高、延伸率好、能耐腐蚀耐高温，使用寿命长，相比传统的铝合金电线具有更高的导电率，且制备简单，适宜大规模量产。

Description

一种合金电线及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线制造领域，具体涉及一种合金电线及其制备方法。
背景技术
目前为了降低电线电缆的成本，或者为了适用更多的使用环境，需要对传统的铜芯电线进行改进或者替换。现有技术中有用铝合金替代铜合金，这种铝合金具有密度小、强度高、塑性好等优点,同时又因其具有良好的导电性能、导热性及抗热性，可广泛应用于电工行业。
随着科学技术和社会经济的飞速发展,电气化铁路向高速、重载方向发展,,对铝合金输电线的各项性能提出了越来越高的要求，不仅要有优异的导电性能,还要具备良好的抗拉强度、延伸率、耐高温性、耐腐蚀性等优点。因此急需开发一种新型高性能的合金输电线。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种合金电线及其制备方法，该种合金电线抗拉强度高、延伸率好、能耐腐蚀耐高温，使用寿命长，相比传统的铝合金电线具有更高的导电率，且制备简单，适宜大规模量产。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种合金电线，包括以下按重量份计的原料：Al100-120份、Si2.4-4.6份、Ti0.5-1.7份、Cu0.2-0.8份、Mo0.3-0.9份、Co0.3-0.9份、Cr0.6-1.2份、Mg0.8-2.0份、Ni0.5-1.3份、C1.4-3.2份、Nb0.2-1.0份和W0.3-0.8份。
进一步地，所述合金电线包括以下按重量份计的原料：Al105-115份、Si3.0-4.0份、Ti0.8-1.4份、Cu0.4-0.6份、Mo0.5-0.7份、Co0.5-0.7份、Cr0.8-1.0份、Mg1.2-1.6份、Ni0.7-1.1份、C2.0-2.6份、Nb0.4-0.6份和W0.4-0.6份。
更进一步地，所述合金电线包括以下按重量份计的原料：Al110份、Si3.5份、Ti1.1份、Cu0.5份、Mo0.6份、Co0.6份、Cr0.9份、Mg1.4份、Ni0.9份、C2.3份、Nb0.5份和W0.5份。
上述的一种合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份配比称取原料单质；
(2)对原料进行熔炼处理，制得合金熔液；
(3)将合金熔液浇铸制成φ60-100mm合金棒材；
(4)浇铸后对所述合金棒材进行退火处理，得半熔融状态的合金体；
(5)退火后将所述合金体置于挤出机中进行挤出处理，挤出压力为580-620MPa，挤出温度为380-420℃，得电线毛料；
(6)最后将所述电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即可。
进一步地，在步骤(2)中，所述原料是通过熔炼炉熔炼成合金熔液的，其熔炼温度为920-1180℃，升温速率为35-45℃/min，熔炼时间为1-2h。
进一步地，在所述熔炼炉中充入氮气或者氩气作为保护气体。
进一步地，在步骤(4)中，所述退火处理是将合金棒材加热至580-620℃，保温40-50min后再以冷却速率为10℃/min降温至420℃。
进一步地，在步骤(6)中，第一次拉拔合金电线直径为8-12mm，第二次拉拔合金电线直径为1-3mm。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的合金电线制备简单，延伸率好，便于加工生产，适宜大规模量产，且耐腐蚀耐高温，使用寿命长，经检测在工作环境为250℃状态下和交流电压1500V以上或直流电压在2000V以上的高压下正常工作3年以上；
(2)本发明的合金电线抗拉强度高、导电率好；经检测其抗拉强度可达524-543Mpa，相比传统的铝合金电线提高了28-37％，导电率可达82.4-83.2％IACS，相比传统的铝合金电线提高了21-28％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种合金电线，称取以下原料单质：Al100kg、Si2.4kg、Ti0.5kg、Cu0.2kg、Mo0.3kg、Co0.3kg、Cr0.6kg、Mg0.8kg、Ni0.5kg、C1.4kg、Nb0.2kg和W0.3kg。
上述的一种合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先对原料输送至熔炼炉中，并在熔炼炉中充入氮气作为保护气体，之后以升温速率为35℃/min开始熔炼，直至达到熔炼温度为920℃后保持该温度熔炼1h，制得合金熔液；
(2)将合金熔液浇铸制成φ60mm合金棒材；
(3)浇铸后对所述合金棒材进行退火处理：将合金棒材加热至580℃，保温40min后再以冷却速率为10℃/min降温至420℃，得半熔融状态的合金体；
(4)退火后将所述合金体置于挤出机中进行挤出处理，挤出压力为580MPa，挤出温度为380℃，得电线毛料；
(5)最后将所述电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即制得本发明的合金电线，其中，第一次拉拔合金电线直径为8mm，第二次拉拔合金电线直径为1mm。
实施例2
一种合金电线，称取以下原料单质：Al105kg、Si3.0kg、Ti0.8kg、Cu0.4kg、Mo0.5kg、Co0.5kg、Cr0.8kg、Mg1.2kg、Ni0.7kg、C2.0kg、Nb0.4kg和W0.4kg。
上述的一种合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先对原料输送至熔炼炉中，并在熔炼炉中充入氩气作为保护气体，之后以升温速率为38℃/min开始熔炼，直至达到熔炼温度为980℃后保持该温度熔炼1.2h，制得合金熔液；
(2)将合金熔液浇铸制成φ70mm合金棒材；
(3)浇铸后对所述合金棒材进行退火处理：将合金棒材加热至590℃，保温42min后再以冷却速率为10℃/min降温至420℃，得半熔融状态的合金体；
(4)退火后将所述合金体置于挤出机中进行挤出处理，挤出压力为590MPa，挤出温度为390℃，得电线毛料；
(5)最后将所述电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即制得本发明的合金电线，其中，第一次拉拔合金电线直径为9mm，第二次拉拔合金电线直径为2mm。
实施例3
一种合金电线，称取以下原料单质：Al110kg、Si3.5kg、Ti1.1kg、Cu0.5kg、Mo0.6kg、Co0.6kg、Cr0.9kg、Mg1.4kg、Ni0.9kg、C2.3kg、Nb0.5kg和W0.5kg。
上述的一种合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先对原料输送至熔炼炉中，并在熔炼炉中充入氮气作为保护气体，之后以升温速率为40℃/min开始熔炼，直至达到熔炼温度为1050℃后保持该温度熔炼1.5h，制得合金熔液；
(2)将合金熔液浇铸制成φ80mm合金棒材；
(3)浇铸后对所述合金棒材进行退火处理：将合金棒材加热至600℃，保温45min后再以冷却速率为10℃/min降温至420℃，得半熔融状态的合金体；
(4)退火后将所述合金体置于挤出机中进行挤出处理，挤出压力为600MPa，挤出温度为400℃，得电线毛料；
(5)最后将所述电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即制得本发明的合金电线，其中，第一次拉拔合金电线直径为10mm，第二次拉拔合金电线直径为3mm。
实施例4
一种合金电线，称取以下原料单质：Al115kg、Si4.0kg、Ti1.4kg、Cu0.6kg、Mo0.7kg、Co0.7kg、Cr1.0kg、Mg1.6kg、Ni1.1kg、C2.6kg、Nb0.6kg和W0.6kg。
上述的一种合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先对原料输送至熔炼炉中，并在熔炼炉中充入氮气作为保护气体，之后以升温速率为42℃/min开始熔炼，直至达到熔炼温度为1120℃后保持该温度熔炼1.8h，制得合金熔液；
(2)将合金熔液浇铸制成φ90mm合金棒材；
(3)浇铸后对所述合金棒材进行退火处理：将合金棒材加热至610℃，保温48min后再以冷却速率为10℃/min降温至420℃，得半熔融状态的合金体；
(4)退火后将所述合金体置于挤出机中进行挤出处理，挤出压力为610MPa，挤出温度为410℃，得电线毛料；
(5)最后将所述电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即制得本发明的合金电线，其中，第一次拉拔合金电线直径为11mm，第二次拉拔合金电线直径为2mm。
实施例5
一种合金电线，称取以下原料单质：Al120kg、Si4.6kg、Ti1.7kg、Cu0.8kg、Mo0.9kg、Co0.9kg、Cr1.2kg、Mg2.0kg、Ni1.3kg、C3.2kg、Nb1.0kg和W0.8kg。
上述的一种合金电线的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先对原料输送至熔炼炉中，并在熔炼炉中充入氩气作为保护气体，之后以升温速率为45℃/min开始熔炼，直至达到熔炼温度为1180℃后保持该温度熔炼2h，制得合金熔液；
(2)将合金熔液浇铸制成φ100mm合金棒材；
(3)浇铸后对所述合金棒材进行退火处理：将合金棒材加热至620℃，保温50min后再以冷却速率为10℃/min降温至420℃，得半熔融状态的合金体；
(4)退火后将所述合金体置于挤出机中进行挤出处理，挤出压力为620MPa，挤出温度为420℃，得电线毛料；
(5)最后将所述电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即制得本发明的合金电线，其中，第一次拉拔合金电线直径为12mm，第二次拉拔合金电线直径为3mm。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

Claims (8)

1.一种合金电线，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：Al100-120份、Si2.4-4.6份、Ti0.5-1.7份、Cu0.2-0.8份、Mo0.3-0.9份、Co0.3-0.9份、Cr0.6-1.2份、Mg0.8-2.0份、Ni0.5-1.3份、C1.4-3.2份、Nb0.2-1.0份和W0.3-0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种合金电线，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：Al105-115份、Si3.0-4.0份、Ti0.8-1.4份、Cu0.4-0.6份、Mo0.5-0.7份、Co0.5-0.7份、Cr0.8-1.0份、Mg1.2-1.6份、Ni0.7-1.1份、C2.0-2.6份、Nb0.4-0.6份和W0.4-0.6份。
3.根据权利要求1所述的一种合金电线，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：Al110份、Si3.5份、Ti1.1份、Cu0.5份、Mo0.6份、Co0.6份、Cr0.9份、Mg1.4份、Ni0.9份、C2.3份、Nb0.5份和W0.5份。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的合金电线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述重量份配比称取原料单质；
(2)对原料进行熔炼处理，制得合金熔液；
(3)将合金熔液浇铸制成φ60-100mm合金棒材；
(4)浇铸后对所述合金棒材进行退火处理，得半熔融状态的合金体；
(5)退火后将所述合金体置于挤出机中进行挤出处理，挤出压力为580-620MPa，挤出温度为380-420℃，得电线毛料；
(6)最后将所述电线毛料通过拉拔机进行两次拉拔处理即可。
5.根据权利要求4所述的一种合金电线的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述原料是通过熔炼炉熔炼成合金熔液的，其熔炼温度为920-1180℃，升温速率为35-45℃/min，熔炼时间为1-2h。
6.根据权利要求5所述的一种合金电线的制备方法，其特征在于，在所述熔炼炉中充入氮气或者氩气作为保护气体。
7.根据权利要求4所述的一种合金电线的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述退火处理是将合金棒材加热至580-620℃，保温40-50min后再以冷却速率为10℃/min降温至420℃。
8.根据权利要求4所述的一种合金电线的制备方法，其特征在于，在步骤(6)中，第一次拉拔合金电线直径为8-12mm，第二次拉拔合金电线直径为1-3mm。
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