[发明专利]一种高强度、低膨胀倍容导线导芯及其制造方法

说明书

本发明涉及一种高强度、低膨胀倍容导线导芯及其制造方法，属于特种合金及其冶炼技术领域，本发明改进冶炼工艺并在基材中填加适量的C、Mn、Si、Ni、Nb、Ti、Co等元素微合金化，制造过程中采用真空感应炉、气体保护电渣、锻造、热轧、冷拔和热处理工艺，生产出的导芯成分质量百分比为：C:0.15‑0.30、Mn：0.50‑1.00、S：≤0.010、P：≤0.020、Si：0.50‑1.00、Ni：35.0‑38.0、Nb：0.80‑1.50、Ti：0.40‑1.20、Co：0.50‑1.00、余量为Fe和不可避免杂质;该特种合金制成的倍容导线导芯：抗拉强度达到≥1150Mpa，膨胀系数在温度20‑200℃时，≤3.44*10^(‑6)/℃，断后伸长率≥10％，通过本工艺生产出的导芯用于制作电力系统中使用的倍容导线，制作的倍容导线电流传输容量比现有的普通导线提高2倍以上。

技术领域

本发明涉及特种合金及其冶炼技术领域，特别涉及一种高强度、低膨胀倍容导线导芯及其制造方法。

背景技术

电力系统中，电缆芯作为电缆的承重结构单元，其抗拉强度是最基本的技术指标，该指标越强，最终做出的电缆强度也更高，现有的普通电缆芯采用钢丝线，其作为普通的电缆线路是可以适应。但是随着城镇化及城市的发展，电力需求不断增加，对电网的增容压力也随之增加，以往的做法是增加更多的电缆线路来应对电网增容压力。但是增加线路通常意味着增加用地空间、城市扩容，土地资源逐渐稀缺。采用这种方法增容的成本显著增加，而且征地难度也非常大。对现有的电网进行升级来应对电网增容压力，对电缆的升级改造是最重要的环节。普通电缆因为导电容量限制已经无法升级，且普通电缆里面的导线芯因温度升高膨胀较大，会带来的输电线变长现象，容易出现事故。

近年来， 殷钢电缆芯的逐渐发展起来，普通殷瓦合金的抗拉强度至多达600MPa左右，其满足不了高强度电缆需要。

专利号为200510029930.0公示了一种高强度因瓦合金及其合金线材的生产方法;其元素成分质量比在因瓦合金的基础上添加了w、v等成分，在特殊电缆要求情况下，此类殷钢电缆芯的性能不稳定，抗拉强度达不到特殊要求。

发明内容

本发明公开了一种高强度、低膨胀倍容导线导芯及其制造方法；通过调整元素成分质量比及传统生产工艺，获得高强度、低膨胀倍容导线导芯。

一种高强度、低膨胀倍容导线导芯，以Fe-36Ni合金为基材，添加适量的C、Mn、Si、Ni、Nb、Ti、Co等元素，所述导芯的化学成分质量百分比为： C:0.15-0.30、Mn：0.50-1.00、S≤0.010、P≤0.020、

Si：0.50-1.00、Ni：35.0-38.0、Nb：0.80-1.50、Ti：0.40-1.20、Co：0.50-1.00余量为Fe和不可避免杂质。

上述高强度、低膨胀倍容导线导芯的制造方法，调整生产工艺，并严格控制生产温度及制作步骤使最终形成的∅5.5mm导芯抗拉强度达到≥1150Mpa，膨胀系数≤3.44*10^-6/℃；其具体制造步骤为：

⑴、真空感应炉熔炼：温度在1500-1600℃下，真空环境中添加C、Mn、Si、Ni、Nb、Ti、Co等元素材料，使其成分质量百分比达到C：0.15-0.30、Mn：0.50-1.00、S：≤0.010、P：≤0.020、Si：0.50-1.00 、Ni：35.0-38.0 、Nb：0.80-1.50、Ti：0.40-1.20、Co：0.50-1.00余量为Fe和不可避免杂质；

⑵、气体保护电渣：在氩气保护气氛下，采用电渣重熔工艺，提纯钢液除去夹杂物及减少元素偏析。

⑶、锻造：在1100-1200℃的温度下，使用6T电液锤将钢坯锻压成200mm×200mm×1500mm方坯。

⑷、热轧：方坯在温度1120-1200℃环境下，采用650轧钢机加工成Φ12mm盘条