[发明专利]铝合金管型导体及其生产工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及电工用高强度耐热铝合金材料，尤其涉及一种高强度耐热铝合金管型导体及其生产工艺。

【背景技术】

众所周知，电力是国民经济发展的基础，是人类社会可持续发展的桥梁。根据国家电力建设规划：“十一五”期间，电网设施方面，要继续推进“西电东送”三大通道建设；加强区域电网建设，推进大区电网互联，到2010年，除西藏、新疆、台湾等地区外，初步实现全国联网；推进城乡电网建设与改造，形成安全可靠的配电网络。“十二五”、“十三五”期间，特高压(±1000KV交流、±800KV直流)电网全面发展，形成以华北、华中、华东为核心，联结各大区电网、大煤电基地、大水电基地和主要负荷中心的坚强网架。到2020年特高压交流加直流输电线路的总投资约为4060亿人民币，建成特高压交流变电站53座，变电容量3.36亿千伏安，线路长度4.45万公里；建成直流输电工程38项，输电容量1.91亿千瓦，线路长度5.23万公里。特高压及跨区、跨国电网输送容量达到3.73亿千瓦。电网技术装备和运行指标达到国际先进水平”。

对于高压、超高压和特高压输变电的配电装置，管型母线是一个十分重要的部件，对变电站的安全运行起至关重要的作用。根据电力规划粗略统计，今后3年铝合金管母线需求量为23500吨/年，市场前景十分广阔。因此多年来国内、外科技工作者对提高导体的力学性能、电性能、耐热性能及其它各项物理性能都不断的在进行探讨和研究。

2006年前，我国用于高压和超高压配电装置的铝合金管母线大多采用常规的6063合金，这种铝合金具有中等强度(σb≥205Mpa)，电性能及各项物理性能可以满足使用需求。然而，采用6063合金制造的管母线的最高使用温度不能超过90℃(标准规定80℃)，一旦超过该温度长期运行时合金材料会产生蠕变。

2007年，为提高导电管母线的耐热性能，本公司研制了Al-Mg-Si-Zr合金管母线，提高了导体的使用温度，但其力学性能与6063相比并没有明显的变化。

鉴于目前全球和我国气候变化的特点，提高现有管母线强度及使用温度已成为电力部门所追求的目标。究其原因主要在于，提高管母线的强度可以提高在恶劣气候变化时管母线架空安装使用的安全性，进一步提高管母线的耐热性能，更能显著的提高载流容量，从而提高送电系统运行的可靠性，降低工程造价。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种提高自身强度及其使用温度的铝合金管型导体。

基于此，还有必要提供一种制造上述铝合金管型导体的生产工艺。

一种铝合金管型导体，采用Al-Mg-Si系铝合金制成，所述铝合金还包括铁Fe、铜Cu、锆Zr及稀土RE成分。

优选地，所述合金材料中Cu占0.10％～0.20％。

优选地，所述合金材料中RE占0.10％～0.20％。

优选地，所述合金材料中Zr占0.15％～0.25％。

优选地，所述合金材料中还包括Fe，所述合金材料中Fe占0.25％～0.40％。

优选地，所述合金材料中Si占0.40％～0.60％，Mg占0.50％～0.70％，余量为Al及不可避免的杂质。

一种生产铝合金管型导体的生产工艺，包括以下步骤：

a)按照上述铝合金成分配比熔炼铝合金，熔炼温度为750℃；

b)铸造簿壁空心锭，铸造温度为710～730℃；

c)均匀化处理铸锭，处理温度为560℃，处理时间为10h；

d)热轧同时水冷却形变热处理，热轧温度为480～520℃；

e)冷拉，加工率为10～40％；

f)淬火，淬火温度为520℃；

g)冷拉，加工率小于30％；

h)矫直；以及

i)时效热处理，温度为200℃，时间为1h。

上述铝合金管型导体采用Al-Mg-Si-Fe-Cu-Zr-RE合金，添加Fe、Cu、Zr及RE后铝合金的抗拉强度及使用温度均得到提升，大大改善了铝合金管型导体的性能。

上述铝合金管型导体的生产工艺采用形变热处理工艺，并将淬火后的冷加工率控制在一定的范围，不仅大大提高产品的抗拉强度，而且也有利于提高合金的再结晶温度，从而也提高了合金的耐热性能。

【具体实施方式】

为适应我国电力事业的高速发展，在电力系统容量迅速增长的形势下，开发具有优良综合性能的新型高强度耐热性铝合金管型导体不仅提高电网技术装备水平，而且增加电网运行的可靠性，节约大量有色金属，更具有显著的社会效益和经济效益。

研制新型的铝合金导电材料主要从以下两个方面出发：