专利名称：一种电力电缆的耐热铝合金导线的制造方法
技术领域：
一种电力电缆的耐热铝合金导线的制造方法，属输电线路设计制 造技术领域。本发明不适用于架空裸线及船用、机动车用电力电缆。
背景技术：
目前各种电力电缆多釆用铜导线，其价格昂贵。如釆用铝导线， 因铝导线的屈服强度较低，蠕变伸长率较大，长期运行或电流过载后 会发生较大蠕变，从而引起接续不良，产生安全问题。
目前在架空线路已广泛采用了耐高温(150-230'C)的铝合金棵 导线，但此类铝合金导线均是高强度的硬导线，不能用作电缆导体； 电力电缆，尤其是安装在桥梁、地铁、隧道及各类建筑物内部的电力 电缆，其导线必须具有优良的耐弯曲性能和成型性能，但具有此类特 性的铝合金导线往往导电率偏低，耐热性能(包括高温蠕变性能)较 差。
发明内容
本发明提供一种不仅具有优良的耐弯曲性能和成型性能，而且具 有较高的导电率和优良的耐热性能(包括高温蠕变性能)，在常温和 高温下均能确保电气接续稳定性的一种电力电缆的耐热铝合金导线 的制造方法。
本发明采取的技术方案是
该铝合金导线的成份和重量含量为
4镁0. 05-0. 2% ,铜0. 10-0. 50% ，铁0. 50-1. 5%，硅0. 01-0. 3 %,硼0.001-0.2% ，富铈稀土 0.01-0.3% ,锆0.05-0.20%，钇 0.05-0.20%,钴0.50-1.5%，其余为铝和不可避免的杂质。
确定铝合金成份种类及含量的依据是
铝合金导线的导电率随镁含量的增加而降低，但当镁含量低于 0.05%时，导线的耐弯曲性能变差。
铁、钴的含量如低于0.5%,则导线的耐弯曲性能变差，如高于 1.5%,则导电率降低。
为将铝合金导线的导电率和耐弯曲性能均控制在适当的范围内， 镁与铜的质量比宜小于l: 5，铁与硅的质量比宜大于6: 1。
添加硼和稀土元素是为了细化晶粒，提高导电率，改善机械性能。
添加锆和钇是为了提高铝合金导线的耐热性能，减少其在高温下 的变形率或蠕变伸长率；加入钇亦是为了不过份降低其导电率。
制造本发明铝合金导线的工艺如下
在竖炉中加热铝锭，使温度为730-78(TC，在熔铝中加入上述合 金化元素，其中稀土、硼、铁、钴以铝稀土中间合金、铝硼中间合金 和铝铁钴中间合金的形式加入，经搅拌、精炼、除渣，30分钟后作 炉前取样分析、调整，以控制元素的含量。保温炉中温度亦维持于 700-730°C。在铸机中铸成铝合金铸条。
将铝合金铸条在轧机上热轧，铸条导入热轧机时温度为450-500 °C,导出时为250-320'C。热轧过程中及热轧结東后均不予加热。
热轧完成后进行冷拉制加工，每次冷拉制加工的截面缩减率均应小于25%。当截面总缩减率达到45-55%时进行退火处理。退火温度为 300-350°C,时间为20-28小时。
退火后继续进行冷拉制加工，每次冷拉制加工的截面缩减率仍应 小于25%。在最终冷拉制之前，应进行再结晶热处理，以恢复因冷拉 制加工而损失的成型性能和耐弯曲性能。再结晶热处理的温度为 250-30(TC，时间为0. 5-3小时。此时须对材料进行分析，确证材料
已充份再结晶。
再结晶热处理后进行最终的、微量的冷拉制加工，这次冷拉制加 工的截面缩减率为5-15%，其目的是为了增强屈服强度，减少蠕变伸 长率，确保在常温和高温下本铝合金导线均具优良的电气接续性能。
将制得的铝合金导线作多股绞合并予适当紧压。 制造非耐热导线或地下电力电缆的导线时可对上述铝合金导线 的化学成份及制造工艺进行简化。如地下电力电缆的导体截面不大于 150mm2，可釆用实心的本铝合金导线。
本发明的积极效果
本发明铝合金导线具有优良的抗蠕变性能，其在常温及高温下的 蠕变伸长率远低于电工铝导线，接近于铜导线，故当本导线遇火时或 长时间过载时，能保证电气连接的稳定性。
采用本铝合金导线的电缆的耐热性能优于普通的纯铝或铝合金 导线电缆。
本铝合金导线抗拉强度优于纯铝导线，自重承载长度大于纯铝导 线及铜导线，.适宜作大跨度配线。本铝合金导线电缆的弯曲性能优于铜导线电缆，反弹性远小于铜 导线电缆，便于在较小的空间中进行安装架设。
安装在桥梁、地铁、隧道及各类建筑物的电力电缆的体积应尽可
能小，其导体的填充系数一般应高于92%，本铝合金导线的弯曲性能 及成型性能均有利于线芯压紧，有利于提高填充系数。
因此，本铝合金导线能适应各种场合对电力电缆的要求。
具体实施例方式
实施例1:
在75(TC的铝液中加入铝稀土中间合金和铝硼中间合金，使熔体 中各元素的重量含量为镁0.05%，铜0.20% ，铁0.75%,硅 0.10% ,硼0.03% ，富铈稀土 0.2%，锆0.05%，钇0.05%，钴 0.25%，其余为铝和不可避免的杂质。
制作该铝合金时在竖炉中加热铝锭，使温度为75(TC,在熔铝中 加入上述合金化元素，其中稀土、硼、铁、钴以铝稀土中间合金、铝 硼中间合金和铝铁钴中间合金的形式加入，经搅拌、精炼、除渣，30 分钟后作炉前取样分析、调整。保温炉中温度维持于730C。
在铸机中铸成截面为50mmx50mm的铝合金铸条。将4S0。C的铸 条引入热扎机，分步轧成直径为9.5mm的铝合金杆，热轧过程中及热 轧完成后均不进行加热。热轧完成后进行冷拉制加工，每次冷拉制加 工的截面缩减率约为20%。当铝合金杆直径被拉制成7. Omm时，实施 24小时、30(TC的退火处理，然后再进行冷拉制加工，分步拉制成直 径为0.5mm的导线(每次冷拉制加工的截面缩减率约为20%)，再进行1小时、30(TC的再结晶热处理，经分析确证材料已充份再结晶后， 再进行截面缩减率为5%的冷拉制加工。
将制得的铝合金导线作多股绞合并予紧压。
在常温下，在制得的本铝合金导线测得
导电率〉61。/JACS。抗拉强度为13.7kg/mm2;屈服强度为 12. 6kg/mm2;伸率为7%;
测定其耐弯曲性能时，取长度等于ioo倍半径的本铝合金导线，
以1R为半径，反复弯曲180度(以此计为l次)，经25次反复弯曲， 未发现有裂紋或损坏迹像。
为确定本铝合金导线在室温及高温时的接续性能，取直径为2mm 的本导线，施加5. 0kg/mm2的恒定应力，经测量，本导线在室温下 150小时后的蠕变伸长率为0.03%,在IO(TC下150小时后的蠕变伸 长率为0.5% (电工铝导线的相应数据为0. 1%和5%)。
因此，本发明铝合金导线在长期运行或电流过载时能确保电气连 接的稳定性。
权利要求
1.一种电力电缆耐热铝合金导线的制造方法，包括铝合金导线的合金成份、含量及制造工艺，其特征是该铝合金导线的成份和重量含量为镁0.05-0.2％，铜0.10-0.50％，铁0.50-1.5％，硅0.01-0.3％，硼0.001-0.2％，富铈稀土0.01-0.3％，锆0.05-0.20％，钇0.05-0.20％，钴0.50-1.5％，其余为铝和不可避免的杂质；制造工艺为1)在竖炉中加热铝锭，使温度为730-780℃，在熔铝中加入上述合金化元素，经搅拌、精炼、除渣，30分钟后进行炉前取样分析，在铸机中铸成铝合金铸条；2)将铝合金铸条在轧机上热轧，铸条导入轧机时温度为450-500℃，导出时为250-320℃，热轧过程中及热轧结束后均不予加热；3)热轧后进行冷拉制加工，在冷拉制加工中，每次冷拉制加工的截面缩减率均小于25％，当截面总缩减率达到45-55％时进行退火处理，退火温度为300-350℃，时间为20-28小时；4)退火后继续进行冷拉制加工，每次冷拉制加工的截面缩减率均小于25％，在最终冷拉制之前，进行0.5-3小时、250-300℃的再结晶热处理；5)再结晶热处理后再进行最终的、微量的冷拉制加工，本次冷拉制加工的截面缩减率为5-15％；6)将制成的铝合金导线作多股绞合及导体紧压。
2. 根据权利要求1所述的一种电力电缆耐热铝合金导线的制造方 法，其特征是所述的铝合金导线为绞合导线或实心导线。
全文摘要
一种电力电缆的耐热铝合金导线的制造方法，属输电线路设计制造技术领域。该铝合金导线以不同含量的镁、铜、铁、硅、硼、富铈稀土、锆、钇、钴等为合金化元素；其制作工艺如下将上述合金化元素加入竖炉的熔铝中，熔炼后铸成铸条进行热轧，然后进行冷拉制加工，在冷拉制过程中进行退火处理，在最终的冷拉制之前进行再结晶热处理，之后再进行微量的冷拉制加工。该种铝合金导线不仅具有优良的耐弯曲性能和成型性能，而且具有较高的导电率和优良的耐热性能(包括高温蠕变性能)，在常温和高温下均能确保电气连接的稳定性。
文档编号C21D1/26GK101604563SQ20091005245
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者朱爱荣, 铭 陈, 陈亿宁 申请人:郑州电缆有限公司;上海中科英华科技发展有限公司