一种高强度铝包钢线及其生产方法与流程

本发明涉及电线电缆导体技术领域，尤其涉及一种高强度铝包钢线及其生产方法。

背景技术：

铝包钢线是由一根圆钢丝外均匀连续紧密包覆一层纯铝层而组成的一种双金属导线，其具有强度高、耐热、耐腐蚀以及大容量、低损耗等特性，因此在远距离电力传输中有着无可替代的优势。现在世界各国的电力传输的架空线路基本采用铝包钢芯铝绞线，为了增加输出电容量，将线路的连续使用温度从70度提高到140度，则线路载流量可提高一倍，但高温下铝包钢线蠕变大，弧垂增大，线路对地以及交叉跨越的空气间隙距离减少，影响电网的安全；而且现有技术中的铝包钢线通常采用连续挤压包覆机，将铝杆在模腔中形成半融状态，使其同时通过钢丝两侧，在挤压力和牵引力的作用下，与钢丝复合，一起挤出模孔，形成表面覆盖有铝层的钢导线，然后再通过8～10道拉拔，得到铝包钢线成品。该方法生产成本高、效率低，并且铝层在挤压包覆时，容易在两股合流处形成接缝，使成品在弯折或拉拔后出现铝层开裂的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高强度铝包钢线，通过合理设置钢芯中元素的配比，可提高钢芯的韧性、弹性、耐磨性及抗击性能，并使钢质紧密，提高钢芯的蠕变极限，增强钢芯耐腐蚀度、延长其使用寿命，使制备的铝包钢线具有高导电率、高耐热性、低蠕变的性能。

本发明的另一目的是提供该高强度铝包钢线的生产方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强度铝包钢线，包括钢芯和包覆在钢芯外表的铝层，所述铝层的两个相对边部焊接连接，并在焊接处形成焊缝；

所述钢芯由以下方法制备：

(1)以合金钢为坯料进行真空冶炼，所述合金钢中各组分按质量百分比计为：碳0.58-0.78％、硅0.1-0.3％、锰0.2-0.4％、铬1.2-1.5％、镍1.2-1.5％、钼0.4-0.6％、稀土元素0.03-0.05％、其余为Fe；

(2)加热精轧到需要尺寸的钢丝半成品，加热温度为800-850℃；

(3)将钢丝半成品通过热处理炉进行铅浴淬火处理，热处理线温900-905℃，铅浴温度500-560℃左右，在炉时间150-200S；再在浓度为18-22％的工业合成盐酸中进行在线酸洗，去除表面氧化皮，得到索氏体含量90％以上，表面洁净的热处理半成品钢线，再通过拉丝机拉拔成所需规格的钢芯，钢芯强度达到1880-2100Mpa。

所述的高强度铝包钢线的生产方法，包括以下步骤：

(1)将钢芯进行正火处理，正火处理加热温度为880-885℃；

(2)将正火处理后的钢芯进入连续挤压包覆机的一端，并从连续挤压包覆机的另一端伸入电工铝杆，连续挤压包覆机的模腔内温度为450-550℃、压力120-150MPa，包覆速度为150-200米/分钟，连续挤压包覆机挤压出的铝包裹在钢芯表面，经冷却干燥后收线，形成铝包钢线半成品；

(3)将铝包钢线半成品通过双金属同步变形拉丝机多道次拉拔；拉拔是通过压力模和钨钢拉丝模组合，在拉丝粉润滑剂的作用下，实行钢铝的同步变形，拉拔时控制总压缩率在60-70％之间，单道次压缩率在17％以下，多道次拉拔出高强度铝包钢线；

(4)在铝包钢线外层铝层的两个相对边部进行焊接，并在焊接处形成焊缝，冷却，即得铝包钢线成品。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的高强度铝包钢线，通过合理设置钢芯中元素的配比，可提高钢芯的韧性、弹性、耐磨性及抗击性能，并使钢质紧密，提高钢芯的蠕变极限，增强钢芯耐腐蚀度、延长其使用寿命，使制备的铝包钢线具有高导电率、高耐热性、低蠕变的性能。本发明生产方法中，通过连续挤压包覆机在钢芯表面复合了一层铝，绞合和稳定化处理后形成铝包钢线，然后在铝包钢线外层铝层的两个相对边部进行焊接，并在焊接处形成焊缝，提高外层铝层结合强度，使铝层不易开裂，成品铝包钢线电气性能稳定，生产效率高，制造成本低。

附图说明

图1是本发明的截面图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，但本发明不仅限于这些实施例，在未脱离本发明宗旨的前提下，所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。

实施例1：

一种高强度铝包钢线，包括钢芯1和包覆在钢芯1外表的铝层2，所述铝层的两个相对边部焊接连接，并在焊接处形成焊缝3；

所述钢芯1由以下方法制备：

(1)以合金钢为坯料进行真空冶炼，所述合金钢中各组分按质量百分比计为：碳0.65％、硅0.2％、锰0.3％、铬1.3％、镍1.4％、钼0.5％、稀土元素0.04％、其余为Fe；

(2)加热精轧到需要尺寸的钢丝半成品，加热温度为850℃；

(3)将钢丝半成品通过热处理炉进行铅浴淬火处理，热处理线温900℃，铅浴温度550℃左右，在炉时间200S；再在浓度为20％的工业合成盐酸中进行在线酸洗，去除表面氧化皮，得到索氏体含量90％以上，表面洁净的热处理半成品钢线，再通过拉丝机拉拔成所需规格的钢芯，钢芯强度达到2000Mpa。

所述的高强度铝包钢线的生产方法，包括以下步骤：

(1)将钢芯进行正火处理，正火处理加热温度为880℃；

(2)将正火处理后的钢芯进入连续挤压包覆机的一端，并从连续挤压包覆机的另一端伸入电工铝杆，连续挤压包覆机的模腔内温度为500℃、压力150MPa，包覆速度为200米/分钟，连续挤压包覆机挤压出的铝包裹在钢芯表面，经冷却干燥后收线，形成铝包钢线半成品；

(3)将铝包钢线半成品通过双金属同步变形拉丝机多道次拉拔；拉拔是通过压力模和钨钢拉丝模组合，在拉丝粉润滑剂的作用下，实行钢铝的同步变形，拉拔时控制总压缩率在60％之间，单道次压缩率在17％以下，多道次拉拔出高强度铝包钢线；

(4)在铝包钢线外层铝层的两个相对边部进行焊接，并在焊接处形成焊缝，冷却，即得铝包钢线成品。

本发明的高强度铝包钢线，通过合理设置钢芯中元素的配比，可提高钢芯的韧性、弹性、耐磨性及抗击性能，并使钢质紧密，提高钢芯的蠕变极限，增强钢芯耐腐蚀度、延长其使用寿命，使制备的铝包钢线具有高导电率、高耐热性、低蠕变的性能。本发明生产方法中，通过连续挤压包覆机在钢芯表面复合了一层铝，绞合和稳定化处理后形成铝包钢线，然后在铝包钢线外层铝层的两个相对边部进行焊接，并在焊接处形成焊缝，提高外层铝层结合强度，使铝层不易开裂，成品铝包钢线电气性能稳定，生产效率高，制造成本低。