[发明专利]一种不锈钢包碳纤维单线及其对应的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及特种导线结构技术领域，具体为一种不锈钢包碳纤维单线，本发明还提供了该不锈钢包碳纤维单线的制作工艺。

背景技术

钢线具有很好的抗拉强度，目前，最高的抗拉强度已经达到1870MPa,但其抗气候性能不好，用钢线镀锌，或用铝包覆钢线以提高其抗腐蚀性能，制作架空导线，拉索等，通过一定的技术处理，但其本体重量很大，为此，人们一直在寻找一种既有高的抗拉强度，又具有良好耐候性能，轻便的、容易施工，安全的线材。

专利文献已经公开了多种高强特性的复合材料，特别是碳纤维芯棒直接取代镀锌钢绞线制作架空导线，取得了良好的效果。但目前使用的碳纤维芯棒为实心结构，芯棒硬而易脆，不抗压，弯曲性能差，芯棒生产过程或施工过程有裂纹等隐含缺陷,不容易检测出来，导致的结果是线路掉线，全线断电，发生严重安全事故，电力建设单位为此而不敢大面积推广使用这种实心结构的碳纤维导线。

文献公开一种绞合结构的架空导线用碳纤维芯受力单元，改善了碳纤维芯棒的弯曲性能，但因其绞合单线的单根外径小，现有的保护碳纤维的外层采用玻璃纤维缠绕包覆，其厚度极小，不能使碳纤维免受阳光辐射影响；而且试验显示，碳纤维中的碳原子会透过玻璃纤维层，与外部导电层的铝发生渗透作用，导致作为导电单元的铝线表面起保护作用的、化学性能稳定的氧化膜被迅速破坏，在空气中铝线本体快速氧化，铝线的导电性能劣化，铝线本体发黑、开裂、脆化，逐步失去铝金属的机械电气特性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种不锈钢包碳纤维单线，其具有高抗拉强度、又具有良好耐候性能，轻便、容易施工且安全。

一种不锈钢包碳纤维单线，其特征在于：其包括碳纤维棒，所述碳纤维棒的直径为1.7mm～4.0mm，所述碳纤维棒的外环面包覆有不锈钢层，所述不锈钢层为圆形管状结构，所述碳纤维棒的外周部紧贴所述不锈钢层的内壁。

其进一步特征在于：

所述不锈钢层由不锈钢带圆整后形成，所述不锈钢带的厚度为0.1mm～0.2mm，所述不锈钢带无磁性；

所述不锈钢带的材质为奥氏体不锈钢，其主要组分为：含Cr重量百分比为：18.0％～24.0％；含Ni重量百分比为：12.0％～16.0％；含Mo重量百分比为：2.0％～3.0％；含C重量百分比≤0.45％；Si、P、Mn等杂质元素含量不超过1％，其余为Fe；

所述碳纤维棒的材质要求为T-700碳纤维原丝含量重量百分比不低于85％、环氧树脂固化剂等含量在10％～15％、碳纤维棒无玻璃纤维包覆，碳纤维棒表面圆整密实。

一种由不锈钢包碳纤维单线绞合形成的绞合芯结构，其特征在于：多根不锈钢包碳纤维单线按照1+6、1+6+12、1+6+12+18、1+6+12+18+24或者1+6+12+18+24+30的结构绞合形成碳纤维导线的绞合芯。

由于不锈钢包碳纤维单线外径小，弯曲直径小，因而相对大直径单线而言其单线具有良好弯曲特性；采用多根不锈钢包碳纤维单线绞合时，受力单元弯曲时，不锈钢包碳纤维单线可以相对滑移，绞合芯弯曲性能十分良好，克服了实心碳纤维硬、脆的缺陷。

多根绞合结构的受力单元中，假如其中一根不锈钢包碳纤维单线在某点有缺陷，比如，断裂导致抗拉强度损失，不会导致整个绞合的受力单元失去抗拉作用，多根不锈钢包碳纤维单线在同一处出现缺陷的概率是很低的，因而，绞合结构受力单元的安全性能解决了单根实心碳纤维棒的不足。

一种不锈钢包碳纤维单线的制作工艺，其特征在于：采用0.1mm～0.2mm不锈钢带，圆整后包覆于直径为1.7mm～4.0mm碳纤维棒，并使用氩弧焊焊接不锈钢板接口，紧压，抛光制作出不锈钢包碳纤维复合单线。

其进一步特征在于：

其具体步骤如下：

a、将不锈钢带按计算宽度剪切，去边，去污处理，预热；

b、将碳纤维棒表面用热风清洁处理，预热干燥；

c、预热后的不锈钢带、碳纤维棒以相同速度同步进入成型模具，使不锈钢带包覆在碳纤维棒上，模具处出口连接氩弧焊设备系统，对不锈钢带连续加工焊接；

d、对焊接处做抛光处理并检测焊缝，卷绕收取单线。