[发明专利]架空导线用合金钢芯线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种架空导线用合金钢芯线及其制备方法，其中，所述架空导线用合金钢芯线按重量计，由如下组分组成：C：0.02～0.2wt％，Si：0.02～0.15wt％，Mn：0.02～0.2wt％，P≤0.008wt％，S≤0.008wt％，Ni：30～35wt％，Mo：0.1～1wt％，V：0.05～2wt％，Cr：0.05～2wt％，Y：0.05～2wt％，余量为Fe和不可避免的其他杂质。该架空导线用合金钢芯线具有优异的综合性能，抗拉强度≥1250MPa，伸长率≥2.0％，线膨胀系数≤2.5×10^‑6/℃(20～230℃)，导电率≥16％IACS，采用相对低成本的Cr、Y元素部分替代价格昂贵的Ni、Mo元素，降低了材料制备成本。

技术领域

本发明涉及架空导线用合金钢芯线，具体涉及一种抗拉强度≥1250MPa，伸长率≥2.0％，线膨胀系数≤2.5×10^-6/℃(20～230℃)，导电率≥16％IACS的架空导线用合金钢芯线及其制备方法。

背景技术

架空导线用普通钢芯材料，热膨胀系数高、弧垂大、导电率低，高温下无法长期运行，导致普通钢芯铝绞线的最高允许连续运行温度低，一般为70℃～90℃以下，一定程度上限制了其使用。殷钢芯线材料是采用铁镍(镍约占36％～40％)合金材料制成，具有热膨胀系数小、导热系数低、韧塑性好等特点，是一种理想的低弧垂、耐高温架空导线用芯线材料。普通钢芯的线膨胀系数为11.5×10^-6/℃，铝线的线膨胀系数为23×10^-6/℃，而殷钢芯的线膨胀系数一般为3.7×10^-6/℃，是普通钢芯的1/3，是铝线的1/6。殷钢芯耐热铝合金绞线的迁移点温度约为80～100℃，在工作温度位于迁移点温度以下时，殷钢芯耐热铝合金绞线线膨胀系数为18×10^-6/℃；当工作温度位于迁移点温度以上时，由于耐热铝合金线和殷钢芯的线膨胀系数的差异，导线的机械荷载全部转移到殷钢芯上，耐热铝合金线不再承受导线的张力，此时殷钢芯的线膨胀系数即为殷钢芯耐热铝合金绞线的线膨胀系数，因此殷钢芯耐热铝合金绞线在较高的温度状态下工作时，其弛度增加量很小，是一种低弛度导线。同时，殷钢芯耐热铝合金绞线的最高允许连续运行温度可以达到200℃以上，与普通钢芯铝绞线相比，殷钢芯耐热铝合金绞线具有“同径同弧倍容”的特性，是提高输送容量的有效途径之一。

传统的殷钢(因瓦合金)材料强度低，一般通过添加合金元素来提高其性能。目前架空导线用殷钢芯主要为铁-镍-钼(Fe-Ni-Mo)系殷钢材料，因此也称作镍钼合金钢。近年来，随着镍钼钢芯技术的发展，镍钼钢芯耐热铝合金导线产品越来越受到关注和应用。但是，目前国内外生产使用的镍钼钢芯用镍钼合金钢，制备过程中需要添加较高含量且价格昂贵的镍、钼、钴等合金元素来改善性能，同时制备工艺相对复杂，导致镍钼合金钢盘条及其芯线产品的性能稳定性难以很好控制、生产制造成本相对较高，产品的抗拉强度、线膨胀系数及导电率等综合性能指标水平低，一定程度上制约了其大规模推广应用。

因此，开发一种高综合性能、低成本的合金钢材料及其芯线产品，以满足输电线路增容改造和大容量输电技术发展的需求，成为亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种架空导线用合金钢芯线及其制备方法，以解决现有架空导线用普通钢芯材料存在的问题。

本发明一方面提供了一种架空导线用合金钢芯线，按重量计，由如下组分组成：C：0.02～0.2wt％，Si：0.02～0.15wt％，Mn：0.02～0.2wt％，P≤0.008wt％，S≤0.008wt％，Ni：30～35wt％，Mo：0.1～1wt％，V：0.05～2wt％，Cr：0.05～2wt％，Y：0.05～2wt％，余量为Fe和不可避免的其他杂质。