CN110428924A - 一种架空导线用铝包镍钼合金钢线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种架空导线用铝包镍钼合金钢线及其制备方法，该架空导线由绞制的铝包镍钼合金加强芯线和导线外层组成，芯线包括按质量百分比计的下述组份：C:0.15～0.3％、Si:0.1～0.2％、Mn:0.2～0.3％、P:≤0.01％、S:≤0.01％、Ni：33～38％、Mo：0.5～1.2％、Cr:0.2～0.8％、V:0.2～0.4％、Be:0.3～0.8％，余量为Fe和不可避免的杂质，本发明提供的铝包镍钼合金钢线韧塑性和导电性优异，变形适应性强，本发明的制备方法简单便捷，可广泛用于生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金钢线及其制备方法，具体涉及一种架空导线用铝包镍钼合金钢线及其制备方法。
背景技术
随着电需求的增加，电传输容量和线路具有了更高的要求。传输线路可输送的功率取决于载流能力(载流量)，线路的载流量受限于承载电流的导线的最高安全操作温度，超过该温度可对导线或传输线路的其它组件造成损害。
低弛度的铝包殷钢芯耐热铝合金导线，能够长期在高温下运行，具有“同径同弧倍容”的特性，可充分利用原有线路路径和杆塔资源，节约空间和土地资源，通过更换输电导线即可实现输电容量增加一倍以上，能够确保线路用电高峰期间电力的安全传输。然而铝包殷钢芯线韧塑性低、变形适应性差、导电率差的特点严重制约了在架空导线中的发展。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种架空导线用铝包镍钼合金钢线及其制备方法，其目的是提高导线的韧塑性、耐腐蚀性和导电率。
本发明提供的技术方案如下：
一种架空导线用铝包镍钼合金钢线，所述架空导线由绞制的铝包镍钼合金加强芯线和导线外层组成，所述芯线包括按质量百分比计的下述组份：
C:0.15～0.3％、Si:0.1～0.2％、Mn:0.2～0.3％、P:≤0.01％、S:≤0.01％、Ni：33～38％、Mo：0.5～1.2％、Cr:0.2～0.8％、V:0.2～0.4％、Be:0.3～0.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，所述芯线包括按质量百分比计的下述组份：
C:0.2～0.3％、Si:0.15～0.2％、Mn:0.2～0.25％、P:≤0.009％、S:≤0.009％、Ni：35～38％、Mo：0.5～1.0％、Cr:0.5～0.8％、V:0.3～0.4％、Be:0.5～0.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，所述铝包镍钼合金钢线的抗拉强度≥1100MPa，伸长率≥1.2％，扭转次数≥45次，20℃下的导电率≥14％IACS。
上述的一种架空导线用铝包镍钼合金钢线的制备方法包括：
1)用高频感应炉加热所述芯线至270～400℃；
2)在模腔温度350～400℃的连续挤压机上用电工圆铝杆包覆所述芯线表面；
3)将步骤2)所得产物用拉丝机冷拔至φ＝3～3.5mm得所述铝包镍钼合金钢线。
进一步的，步骤1)之前还包括：芯线的制备步骤，具体包括：
a)在真空冶炼炉中熔化铁后再熔化剩余组分，并于1500～1680℃精炼0.5h，浇注成电渣锭；
b)重熔上述电渣锭，制成钢坯锭；
c)将上述钢坯锭制成盘圆；
d)次冷拉拔上述盘圆制成所述芯线。
进一步的，所述步骤a)中，在真空冶炼前对原料的预处理包括烘烤干燥。
进一步的，所述步骤c)包括：
1)在1000～1200℃下保温所述钢坯锭1h；
2)锻造所得钢坯锭成方锭，始锻温度≥1000℃，终锻温度≥750℃；
3)在1000～1150℃下保温所述方坯0.5～1h；
4)用高速轧机热轧所得方坯得φ＝8～10mm的盘圆，初轧温度≥1000℃，终轧温度≥850℃。
进一步的，所述步骤d)包括：
1)扒皮处理所述盘圆；
2)在1000～1100℃的氩气氛中，固溶处理上述扒皮所得盘圆；
3)次冷拉拔上述固溶处理所得盘圆至φ＝5～6.0mm；
4)在600～680℃的氩气氛中热处理上述次冷拉拔所得盘圆2～5h，再继续冷拉拔至φ＝4～4.5mm。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明提供的铝包镍钼合金钢线，通过优化各合金元素配比与制备方法，增强了其韧塑性和导电性，其扭转次数≥45，在20摄氏度下，导电性≥14％，韧塑性能和导电性能优异。
(2)本发明提供的铝包镍钼合金钢线的抗拉强度≥1100MPa，伸长率≥1.2％，抗拉性能良好，变形适应性优异，可广泛应用于输电线路。
(3)本发明提供的铝包镍钼合金钢线的制备方法操作简便，可控度高，适于生产使用。
具体实施方式
下面对本发明提供的技术方案作清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部。
表1.实施例提供的镍钼合金钢线配比
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Mo | Cr | V | Be | Fe和杂质 |
| 实施例1 | 0.3 | 0.2 | 0.3 | 0.01 | 0.01 | 38 | 1.2 | 0.5 | 0.2 | 0.5 | 余量 |
| 实施例2 | 0.15 | 0.15 | 0.2 | 0.008 | 0.009 | 35 | 1.0 | 0.8 | 0.4 | 0.8 | 余量 |
| 实施例3 | 0.2 | 0.1 | 0.25 | 0.006 | 0.008 | 36 | 0.8 | 0.8 | 0.3 | 0.7 | 余量 |
| 实施例4 | 0.28 | 0.2 | 0.3 | 0.009 | 0.007 | 33 | 1.0 | 0.7 | 0.4 | 0.8 | 余量 |
| 实施例5 | 0.22 | 0.17 | 0.27 | 0.01 | 0.008 | 37 | 0.5 | 0.2 | 0.4 | 0.3 | 余量 |
实施例1、2
铝包镍钼合金钢线制备步骤包括：
1)烘烤干燥原材料；
2)采用真空冶炼，铁熔化后再加入其它合金元素至其全部熔化；
3)在1680℃下精炼0.5h后浇注成电渣锭；
4)重熔电渣，制成钢坯锭；
5)在1100℃下保温1h锻造成方坯，始锻温度为1000℃，终锻温度为750℃；
6)在1100℃下保温0.5h，用高速轧机把方坯热轧成φ9mm盘圆，初轧温度为1000℃，终轧温度为850℃；
7)扒皮处理盘圆后，在1000℃的氩气氛中进行固溶处理，经过8道次冷拉拔至φ5.0mm；
8)在650℃的氩气氛中热处理4h，保持光亮，继续冷拉拔到φ4mm；
9)用高频感应炉加热钢线至270℃；
10)用模腔温度保持在400℃的连续挤压机将纯度为99.5％电工圆铝杆包覆在钢线表面，铝层厚度按照Q/GDW11139-2013标准规定的要求进行设计；
11)用拉丝机，经过8道次，将铝包镍钼合金钢线直径冷拔至3mm。
实施例3、4
铝包镍钼合金钢线制备步骤包括：
1)烘烤干燥原材料；
2)采用真空冶炼，铁熔化后再加入其它合金元素至其全部熔化；
3)在1500℃下精炼0.5h后浇注成电渣锭；
4)重熔电渣，制成钢坯锭；
5)在1200℃下保温1h锻造成方坯，始锻温度为1100℃，终锻温度为780℃；
6)在1150℃下保温0.5h，用高速轧机把方坯热轧成φ8mm盘圆，初轧温度为1050℃，终轧温度为880℃；
7)扒皮处理盘圆后，在1000℃的氩气氛中进行固溶处理，经过4道次冷拉拔至φ6.0mm；
8)在680℃的氩气氛中热处理2h，保持光亮，继续冷拉拔到φ4.5mm；
9)用高频感应炉加热钢线至400℃；
10)用模腔温度保持在350℃的连续挤压机将纯度为99.5％电工圆铝杆在包覆在钢线表面，铝层厚度按照Q/GDW11139-2013标准规定的要求进行设计；
11)用拉丝机，经过4道次，将铝包镍钼合金钢线直径冷拔至3.5mm。
实施例5
铝包镍钼合金钢线制备步骤包括：
1)烘烤干燥所有原材料；
2)采用真空冶炼，铁熔化后再加入其它合金元素至其全部熔化；
3)在1550℃下精炼0.5h后浇注成电渣锭；
4)重熔电渣，制成钢坯锭；
5)在1150℃下保温1h锻造成方坯，始锻温度为1150℃，终锻温度为800℃；
6)在1000℃下保温1h，用高速轧机把方坯热轧成φ10mm盘圆，初轧温度为1100℃，终轧温度为900℃；
7)扒皮处理盘圆后，在1050℃的氩气氛中进行固溶处理，经过6道次冷拉拔至φ5.5mm；
8)在670℃的氩气氛中热处理3h，保持光亮，继续冷拉拔到φ4.2mm；
9)用高频感应炉加热钢线至350℃；
10)用模腔温度保持在380℃的连续挤压机将纯度为99.5％电工圆铝杆在包覆在钢线表面，铝层厚度按照Q/GDW11139-2013标准规定的要求进行设计；
11)用拉丝机，经过6道次，将铝包镍钼合金钢线直径冷拔至3.2mm。
表2.实施例提供的铝包镍钼合金钢线的性能
| 元素 | 抗拉强度/MPa | 伸长率/％ | 扭转/次 | 导电率/IACS |
| 实施例1 | 1182 | 1.21 | 45 | 14.1％ |
| 实施例2 | 1176 | 1.28 | 48 | 14.3％ |
| 实施例3 | 1108 | 1.32 | 52 | 14.3％ |
| 实施例4 | 1113 | 1.27 | 50 | 14.2％ |
| 实施例5 | 1138 | 1.30 | 46 | 14.2％ |
表2说明，本发明提供的架空导线用铝包镍钼合金钢线的强度高，韧塑性和导电性优异，变形适应性强。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种架空导线用铝包镍钼合金钢线，所述架空导线由绞制的铝包镍钼合金加强芯线和导线外层组成，其特征在于，所述芯线包括按质量百分比计的下述组份：C:0.15～0.3％、Si:0.1～0.2％、Mn:0.2～0.3％、P:≤0.01％、S:≤0.01％、Ni：33～38％、Mo：0.5～1.2％、Cr:0.2～0.8％、V:0.2～0.4％、Be:0.3～0.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种架空导线用铝包镍钼合金钢线，其特征在于，所述芯线包括按质量百分比计的下述组份：
C:0.2～0.3％、Si:0.15～0.2％、Mn:0.2～0.25％、P:≤0.009％、S:≤0.009％、Ni：35～38％、Mo：0.5～1.0％、Cr:0.5～0.8％、V:0.3～0.4％、Be:0.5～0.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的一种架空导线用铝包镍钼合金钢线，其特征在于，所述铝包镍钼合金钢线的抗拉强度≥1100MPa，伸长率≥1.2％，扭转次数≥45次，20℃下的导电率≥14％IACS。
4.如权利要求1～3所述的一种架空导线用铝包镍钼合金钢线的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)用高频感应炉加热所述芯线至270～400℃；
2)在模腔温度350～400℃的连续挤压机上用电工圆铝杆包覆所述芯线表面；
3)将步骤2)所得产物用拉丝机冷拔至φ＝3～3.5mm得所述铝包镍钼合金钢线。
5.如权利要求4所述的一种架空导线用铝包镍钼合金钢线的制备方法，其特征在于，步骤1)之前还包括：芯线的制备步骤，具体包括：
a)在真空冶炼炉中熔化铁后再熔化剩余组分，并于1500～1680℃精炼0.5h，浇注成电渣锭；
b)重熔上述电渣锭，制成钢坯锭；
c)将上述钢坯锭制成盘圆；
d)次冷拉拔上述盘圆制成所述芯线。
6.如权利要求5所述的一种架空导线用铝包镍钼合金钢线的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，在真空冶炼前对原料的预处理包括烘烤干燥。
7.如权利要求5所述的一种架空导线用铝包镍钼合金钢线的制备方法，其特征在于，所述步骤c)包括：
1)在1000～1200℃下保温所述钢坯锭1h；
2)锻造所得钢坯锭成方锭，始锻温度≥1000℃，终锻温度≥750℃；
3)在1000～1150℃下保温所述方坯0.5～1h；
4)用高速轧机热轧所得方坯得φ＝8～10mm的盘圆，初轧温度≥1000℃，终轧温度≥850℃。
8.如权利要求5所述的一种架空导线用铝包镍钼合金钢线的制备方法，其特征在于，所述步骤d)包括：
1)扒皮处理所述盘圆；
2)在1000～1100℃的氩气氛中，固溶处理上述扒皮所得盘圆；
3)次冷拉拔上述固溶处理所得盘圆至φ＝5～6.0mm；
4)在600～680℃的氩气氛中热处理上述次冷拉拔所得盘圆2～5h，再继续冷拉拔至φ＝4～4.5mm。
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