[发明专利]软铝导体制备方法及成型装置

说明书

技术领域

本发明是对电工用软铝导体制备方法及成型装置的改进，尤其涉及一种生产效率高，型线尺寸精确和机械与电气性能一致的软铝导体制备方法及成型装置。

背景技术

人们为了提高输电铝导体的电导率，以降低传输电能过程中的损耗，通常采用由冷加工变形硬铝导体以加热退火方式(例如350℃)，改变晶粒组织状态，制成软铝导体，使铝导体导电率由61％IACS提高到约63％IACS；此外，为改善输电线路抗风能力，以及提高导体填充系数，减小导线外径，导体截面采用型线结构，可在相同导电截面下减小导线外径约25％。

现有技术软铝导体制备：基本方法为：铝杆经冷变形工艺，例如冷拉-冷轧-精整得到所需导体，再经加热(例如350℃)退火获得软铝导体，例如中国专利CN101174490公开的低弧垂软铝导线，由铝锭拉制出铝丝，再经高温退火处理得到。此种先通过冷拉、拔(轧)工艺制得所需导体，再经加热退火制备软铝导体，不仅工艺过程复杂，需经多道次冷变型工艺，生产效率相对较低，而且加热退火能耗较高，不节能；制线后加热退火是线盘整盘退火，常常会出现盘中心导体和外部导体退火不均匀，易导致晶粒组织不均匀粗大，从而造成导体强度、导电率等的不均匀，生产软铝导体质量不稳定。其次，铝导体在拉、拔(轧)冷加工过程，表面留有润滑油，退火高温易造成表面油脂碳化，退火导体表面呈黑色，影响外观。再就是，铝导体经由多道工艺过程，不可避免会出现碰伤，也会影响生产铝线质量。特别是，通过拉、拔(轧)难以获得小截面(例如10mm2以下)高精度尺寸铝导体。

中国专利CN1866413公开的铝质电磁线制造方法，工艺过程为：加工铝材、挤压成型、退火工艺处理、校直处理等。其型线采用挤压成型，挤压是用铝型材挤压机冷挤压变型，此种制备方法基本同上述现有技术，冷挤压仅是自然状态的金属体，连续通过模具型腔改变截面形状和大小，虽然连续挤压与模具摩擦有一定温升，但实际在生产过程中通过对模具施加润滑剂等加以冷却，限制温升，客观上冷挤压也不可能产生高于铝再结晶的温度，晶粒组织状态没有得到改变，因此冷挤压仅只具有变形作用，为获得软铝导体仍需通过加热退火处理，加热退火的缺陷仍然没有得到克服。

中国专利CN1744236公开的电子绝缘铜、铝圆、扁电磁线的生产方法，将电工铜、铝杆经表面清洗、送入连续挤压机线材生产设备、一次完成线材成型、静电涂装、固化、收线，即制成电子绝缘铜、铝圆、扁电磁线。连续挤压机线材生产设备，同样仅是通过模具型腔改变截面形状和大小的冷挤压，不能同时获得软铝导体。

特别是，上述通过拉、拔(轧)冷变形工艺制备铝导体，一是每道次变形量有限定值，不能由直径较大铝杆一次挤压变形得到所需导体，二是由于铝是在自然状态下通过模具变形，仅是单独改变截面大小和/或形状，并不会使铝晶粒组织状态改变获得软铝，并且冷挤压变形，导体间不能形成连续续接，由于铝杆长度有限，因此所得铝导体为非连续有限长度，不能获得大长度铝导体，也不利于导线制备。因此仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种生产效率高，制备能耗低，质量和尺寸一致性好，可获得大长度，且一步同时完成改性软铝和导体制备的软铝导体制备方法。

本发明另一目的在于提供一种用于上述方法，结构简单，能耗低，生产效率高的软铝导体制备成型装置。

本发明第一目的实现，主要改进是使铝杆连续进入并充满一个较大型腔内，通过对其持续摩擦使其升温，产生足以使铝晶粒组织状态改变，至少达到加热退火获得软铝的温度，同时在连续进料的挤压下，使改变了晶粒组织和至少呈易塑的熔软状态铝，通过模腔被连续挤出，获得所需连续长度的软铝导体。克服了现有技术必须先经多道次变形制得所需规格铝导体，再通过加热至少在铝再结晶温度(晶粒组织改变)以上退火，二步法制备软铝导体的不足，实现本发明目的。具体说，本发明软铝导体制备方法，包括制备铝导体和使铝升温退火改变晶粒组织状态得到软铝两个过程，其特征在于制备是先使铝杆通过连续进料送入、充满封闭摩擦熔软空间，并对充满空间铝以持续摩擦，使之升温到再结晶温度以上至半熔融状态，在连续进料挤压下由该熔软空间未端区的成型模具连续挤出。

本发明所说