[发明专利]一种低蠕变铝包钢架空导线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种架空导线及其制备方法，特别是耐高温，低蠕变的铝包钢架空导线。

背景技术

随着各国经济社会的高速发展，用电量的日益增加，增加输出容量，降低输电损耗，提高蠕变性能成为全球输电线路领域研究探索的三大目标，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，目前有一种新钢种“殷钢”，属于铁镍合金的一种，其成分为镍36%，铁63.8%，碳0.2%。这种材料最大的特点就是随温度的变形极小，适合于制作对温度变形有严格要求的零件。由于其化学成分中含有36%的金属元素镍，既提高强度，又有很好的蠕变性能，作成“铝包殷钢”的低蠕变钢芯，但由于镍元素稀缺，价格昂贵，“铝包殷钢”每吨十几万元人民币，是普通铝包钢芯的十倍以上，限制了其大范围应用的可能。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供一种价格实惠且具有高导电率、高耐热性、低蠕变的架空导线已经制造该导线的方法。

 为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种低蠕变铝包钢架空导线，包括含0.65%-0.9%C的高碳钢芯线和包覆在高碳钢芯线外表的工业纯铝层，所述高碳钢中还包括铬0.8-2.0%、钼0.2-0.6%和稀土元素0.02-0.06%，按重量百分数计算。

一种制备权利要求1所述架空导线的制备方法，所述制造步骤为：

(a)在高碳钢中添加铬0.8-2.0%、钼0.2-0.6%和稀土元素0.02-0.06%进行真空冶炼；

(b)按照正常程序轧制成钢丝；

(c)钢丝加热至900-980度奥氏体化处理后，在450℃-550℃熔融的铅液中进行等温冷却，并控制其组织细化到60-90nm，且均匀化；

(d) 采用连续挤压包覆工艺：控制包覆模腔内的温度至420-500度，压力至350-500Mpa，使铝达到塑性流动状态后均匀致密包覆在钢丝上；

(e)采用压力模拉拔技术，实现双金属同步变形。

本发明：提高了产品晶界扩散激活能，提高材料的蠕变极限，具有高导电率、高耐热性、低蠕变等特性，而且增加的元素用量少且价格适中。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：本发明涉及一种低蠕变铝包钢架空导线，包括含0.70%C的高碳钢芯线和包覆在高碳钢芯线外表的工业纯铝层，在高碳钢的熔炼中添加铬1.0%、钼0.45%和稀土元素0.05%，按重量百分数计算。本产品提高产品晶界扩散激活能，提高材料的蠕变极限，避免了采用大量的镍元素稀缺资源，降低了产品的价格，节约能源。

制备上述架空导线的方法所需步骤为：

（a）按照上述要求配料；

（b）在高碳钢中添加铬1.0%、钼0.45%和稀土元素0.05%进行真空冶炼，避免冶炼中杂质元素和气体在晶界偏聚，减少气体和杂质，强化晶界；

（c）按照正常程序轧制成钢丝；

（d）钢丝加热到950度奥氏体化处理后，在510度熔融的铅液中进行等温冷却，并控制其组织细化到80nm，且均匀化；这样可以提高产品晶界扩散激活能，提高材料的蠕变极限。

（e）采用连续挤压包覆工艺：控制包覆模腔内的温度至450度，压力至460Mpa，使铝达到塑性流动状态后直接均匀致密包覆在钢丝上，上述过程完全属于物理成型，不污染环境，节能减排，生产效率高；

（f）采用压力模拉拔技术，实现双金属同步变形。

实施例2：本发明涉及一种低蠕变铝包钢架空导线，包括含0.80 %C的高碳钢芯线和包覆在高碳钢芯线外表的工业纯铝层，在高碳钢的熔炼中添加铬1.5%、钼0.5%和稀土元素0.03%，按重量百分数计算。

制备上述架空导线的方法所需步骤为：

（a）按照上述要求配料；

（b）在高碳钢中添加铬1.5%、钼0.6%和稀土元素0.03%进行真空冶炼；减少气体和杂质，强化晶界；

（c）按照正常程序轧制成钢丝；

（d）钢丝加热到920度奥氏体化处理后，在480度熔融的铅液中进行等温冷却，并控制其组织细化到70nm，且均匀化；

（e）采用连续挤压包覆工艺：控制包覆模腔内的温度至480度，压力至420Mpa，使铝达到塑性流动状态后直接均匀致密包覆在钢丝上；

（f）采用压力模拉拔技术，实现双金属同步变形。

经过性能的试验研究，本产品的拉伸强度达到1100Mpa, 预计产品10年的蠕变量小于1/1000，完全达到并超过电网设计的要求，但本产品的价格只要约9000元/吨左右，完全适应我国范围大、用量大和镍元素稀缺的国情。