[其他]电缆护套用多元铅合金和生产方法

说明书

一种用于电缆护套的铅基多元合金，其成份为锡０．２～２．０％、锑０．３～０．７％、铜０．０２～０．０６％（重量）和余量铅。该合金的生产方法是利用旧电缆的铅护套中自然携带的合金元素，省去电解精炼，经熔炼、配比、搅拌、保温等过程，使合金元素的分子进行热扩散，形成具有良好特性的弥散强化型合金。本发明能提高电缆护套使用寿命、减薄护套厚度、节约能源、降低材料消耗、减轻尘毒污染，具有较大的社会技术经济效益。

本发明属于用于电缆护套的弥散强化型铅基多元合金，系利用旧电缆铅套的自然成分冶炼配制而成。

耐振动性能是考核电缆护套质量的重要技术参数，如敷设于架空杆路和沿铁路、桥梁等振动环境时，其耐振性能对电缆寿命影响很大。不同合金成分的护套材料在相同敷设条件下，使用年限相差一倍以上。长期以来，一直使用铅锑铜三元合金作为铅包电缆的护套材料，由于该合金耐振动疲劳性能较差，用于振动环境时，产生龟裂漏气障碍很多，寿命只有十几年，严重影响通信联络和电力输送。

为了提高铅护套质量，通常采用研制性能优良的耐振抗蠕变强的多元合金来实现。如美国的F-3合金，其成分是铅-砷-锡-铋;美国的“碲”合金，其成分是铅-碲-砷-锡-铋。这些合金的生产方法通常是把溶质元素制成中间合金后再加入到溶剂液中，冶炼配制而成。但这些合金元素很难均匀地加入到合金中去，而且有的元素，如砷产生剧毒，稀有金属又货源短缺，因此未能普遍推广应用。

本发明的一个目的是提供一种新的耐振抗蠕变强的、成本低的电缆护套用的多元铅合金，

本发明的另一个目的是提供一种上述多元铅合金的生产方法。

本发明提出的用于电缆护套的呈弥散强化型的铅基多元合金，其特征在于该合金组成成分中含有锡0.2～2.0%，锑0.3～0.7%，铜0.02～0.06%（重量比）。这种铅基多元合金系利用旧电缆的铅护套中自然含有的合金元素，经过冶炼配制而成。其生产过程中省去费能耗料的电解精炼纯铅工序，并使原材料中的自然成分-合金元素在基体中得到均匀分布，实现提高性能、节约能源、降低消耗以及减轻尘毒对环境污染等综合性技术经济效益。

本发明的多元铅合金比现行铅锑铜合金多一个锡元素。锡在该合金中，与锑组成SnSb化合物（硬质点），比铅锑铜合金的pbsb固溶体β相有更大的强化作用。锡分布于晶界处能阻止再结晶，提高合金的硬度和耐蚀性，又有固熔强化α相的作用，便有害的大块状β′相相对减小，提高附加元素的利用率，并改善耐蚀性。锡又与铜形成Cu〈`;;3`〉Sn针状金属化合物，可阻止比重偏析，有利于形成均匀的合金组织。SnSb金属间化合物、即弥散强化相呈较理想的分布状态：尺寸小、分布均匀，使合金的强度和韧性适度，产生较好的抗振和耐蠕变性能。

这种多元铅基合金的生产方法，包括撤旧电缆的分类、剥皮、配料、冶炼、化验、铸锭等全部工序。首先将各种旧电缆通过剥皮看成缆包带上的标志进行分类堆放，对于外国电缆铅皮在无标志时应取样化验其合金成分。至于少量难于区别或易混杂在一起的各种铅缆也无关紧要，因为铅合金中常见的合金元素：锡、锑、铜、铋、银、镁、砷、碲、钙等均可与铅形成合金，有利于提高合金性能。分类后进行剥皮加工，即把铅护套从电缆上剥离。在加工处理时，碰到焊锡接口、端头及障碍焊接处，均应剪下单独堆放。接着是配料冶炼，分成三部分同时或逐个进行均可：（1）用小锅熔化少量焊锡，并利用焊锡熔点低的特性，将各种带焊锡的接口、端头等在已熔化的焊锡锅内涮下焊锡。铸锭后的焊锡条就作为下一步配制多元合金的中间合金。（2）用可熔一吨铅的铁锅先熔化200公斤旧铅护套做底料，熔炼温度范围400℃～550℃，然后将不便于剥皮的小直径电缆和短段大直径电缆等投入锅内涮下铅皮。当铅护套熔化至400℃±50℃时常见的钢带、铝箔、铜线等杂质金属因其熔点高、比重小而悬浮在液面上，应将这些杂质浮渣捞出以保证合金成分稳定。当温度升高至380℃～450℃时，用电动机械搅拌器搅拌金属液体，历时10～30分钟，促使合金元素得到充分的混合。然后，取样化验，向漩涡中按比例投入焊锡条及相应材料来调整合金成分，例如：加硫除铜，加碱除锡等。成分合格后，保温350℃～450℃，时间为2～6小时，使合金元素在热状态下进行扩散，分布均匀，形成特性良好的弥散强化型合金。（3）与（2）做法相同，只是熔铅锅大一些，有2～3吨容量，投入料是剥下来的铅皮。