[发明专利]一种高导电率稀土硬铝导线及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝导线及其制备方法，尤其涉及一种高导电率稀土硬铝导线及制备方法。

背景技术

我国的架空输电导线主要是以铝为导体，钢芯为支撑构件的钢芯铝绞线，所用的铝线导电率要求为>61%IACS，电阻率在0.02790~0.028264Ω·mm²/m。为了响应国家产业长期发展“节能减排”的政策方针，国家电网公司提出了建设“资源节约型、环境友好型、新技术、新材料、新工艺”的新型智能电网。近三十年来，架空导线行业都在不断研发导电率更高的架空导线，以减少线路能耗，降低线路的运行成本。在高导电率铝架空导线的研发中，目前主要以完全退火再结晶的软铝导线为载流体，软铝线的导电率可达到63%IASC，电阻率一般在0.027151~0.027586Ω·mm²/m。然而，软铝导线虽然提高了铝线的导电率，但是也使铝线的强度及表面硬度明显降低，导致施工中展放困难，较大的表面擦伤会增大线路运行噪音、增强电磁干扰、降低起晕电压，大大削弱低阻软铝导线的低阻节能效果。因此，尽管软铝导线开发已有10年时间，至今仍未大规模推广，仅在极少数特殊线路的扩容中得到应用。而硬铝作为传输导线导体，在国际上已经使用了100多年，运行安全、可靠，并已建立了一整套施工展放，以及线路维护的工艺方法和专用工具设备。因此，如何在尽量不影响现有线路施工工艺的基础上提高导线强度、提高导电率、控制导电率下降的幅度，是各国研究者努力的方向。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能提高导电率、工艺宽容性更好的高导电率稀土硬铝导线；本发明的另一目的是提供该硬铝导线的制备方法。

技术方案：本发明所述的高导电率稀土硬铝导线，按重量百分比其组分为：铁0.0875%～0.145%，铁硅比例控制在1.7~2.5之间，硼0.01~0.12%，钆0.01~0.15%，其余为铝。本发明的硬铝导线添加了稀土钆元素，可以提高导线强度，同时，导电率下降的幅度减小。

本发明所述高导电率稀土硬铝导线的制备方法，由以下步骤组成：

(a)选配铝锭，用熔炼炉熔炼，使铝液中铁含量为0.0875%～0.145%，铁硅比例控制在1.7~2.5之间；

(b)铝锭完全熔化后，加入铝硼合金，控制铝液中硼含量为0.01~0.12%，然后加入精炼剂，搅拌、静置、净化铝熔体，清理铝液表面铝渣，过程中保持铝液温度基本上为一定值；

(c)往步骤(b)处理后的铝液中添加铝钆合金，确保铝液中钆含量为0.01~0.15%，搅拌、静置、净化铝熔体，清理铝液表面铝渣，过程中保持铝液温度基本上为一定值；

(d)步骤(c)处理后的铝液采用铁模浇铸成铝杆，待铝杆冷却至室温，用拉丝机将其拉制成硬铝单线；

(e)将步骤(d)制得的硬铝单线进行低温回复处理，温度控制在100～250℃，制得高导电率稀土硬铝导线。

所述步骤(a)中选配AL99.70A或其以上牌号的铝锭，熔炼温度720～760℃。

所述步骤(b)中铝硼合金中硼含量为1.8～2.2％，铝液中硼含量优选为0.01～0.06％，同时，

所述步骤(b)中精炼剂由15~25%的氯化钠、30~40%的氯化钾、5~12%的六氯甲烷、3~7%的氟硼酸钾、12~16%的氟铝酸钠、10~20%的木炭粉混合而成，其含量为0.1~0.5%。

所述步骤(c)中铝钆合金中钆含量为1.8～2.2%。

所述步骤(b)或(c)中采用吹入氮气或惰性气体的方式搅拌铝熔体，搅拌2～3分钟，静置3～10分钟，保持铝液温度720～760℃。

所述步骤(d)中铁模预热100℃，用其浇铸的铝杆直径为12mm。

所述步骤(d)中拉丝机的道次压缩率为25~30%，拉拔速度1~10米/分钟，拉制的硬铝单线直径为3mm。

有益效果：本发明与现有技术相比，其优点为用重稀土元素钆微合金化的方法，降低Fe、Si等杂质元素的固溶度，并通过低温时效过程中析出的铝钆金属间化合物，起析出强化作用。在保证强化效果的前提下，减小对硬铝导线导电率的影响，同时，严格控制Fe、Si含量及其比例，并经过硼化、精炼等工艺处理，可制得导线强度160Mpa、

导电率63％IACS，抗拉强度160MPa的硬铝导线。利用该导线生产的电缆，可继续使用传统的施工工艺架设；在线路运行过程中，降低线路损耗，节省施工费用。

具体实施方式