[发明专利]架空导线用高导电率耐热铝合金单丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种架空导线用高导电率耐热铝合金单丝及其制备方法，其中，所述架空导线用高导电率耐热铝合金单丝按重量百分比计，包括如下组分：B：0.001～0.02％，Zr：0.005～0.04％，Cu：0.001～0.05％，La：0.001～0.10％，Si：0.001～0.06％，Fe：0.001～0.12％，(V+Ti+Cr+Mn)≤0.0085％，余量为铝和不可避免的微量杂质，配合本发明的制备方法制备的铝合金单丝导电率≥61.0％IACS，抗拉强度≥180MPa，延伸率＞2.3％，耐热温度≥150℃(230℃加热1h后强度残余率大于90％)。

技术领域

本发明属于电力行业输电线路架空导线技术领域，涉及一种导电率≥61.0％IACS，抗拉强度≥180MPa，延伸率＞2.3％，耐热温度≥150℃(230℃加热1h后强度残余率大于90％)的架空导线用高导电率耐热铝合金单丝及其制备方法。

背景技术

为了缓解电力资源和电力负荷分布严重失衡问题，国家相继启动特高压等重大输电工程，随着输电容量和距离增加，输电线路向大容量、高效率方向发展，对铝合金输电导体材料的力电性能、耐热性能等服役性能提出了越来越高的要求。普通钢芯铝绞线导电率约61％IACS，允许连续运行温度约70℃。现役的耐热铝合金导线的导电率为60％IACS，允许连续运行温度可达120℃以上，耐热性好、载流量高，可长期在高温高负荷下运行，在走廊狭窄的高压输电线路及线路增容改造项目中均有较多应用，已成为提高线路输送能力、节省建设成本的有效途径。与国外相比，国产耐热铝合金导线采用的耐热铝合金材料，其20℃的导电率≤60％IACS(International Annealing Copper Standard，国际退火铜标准)，输电线损较高，且制造时大多采用纯度较高的电工铝原料进行生产，同时一般需添加价格昂贵的Er、Y、Sc等稀土元素进行微合金化改性，生产使用成本较高，一定程度上制约了其大规模发展及应用。

自1949年Harringtond首先发现在铝材中添加Zr能提高铝材耐热性能以来，国内外研究学者对耐热铝合金导线开展了大量研究。国际上，至20世纪末，耐热铝合金导线在日本、美国及加拿大等国家广泛采用。其中日本古河、住友、维世佳等公司的耐热铝合金导线开发处于世界领先水平，导电率在55％～60％IACS，导线长期使用温度提高至150℃～230℃，但其导电率随耐热温度的提高降低明显，输电线损进一步增大。国内高导电率耐热铝合金导线制造工艺方面与普通导线类似，相关线缆厂家均是以耐热铝合金杆为原料进行拉拔、绞制生产，设备和技术均无明显差异，其耐热铝合金导线产品的导电率仍以60％IACS为主，较普通钢芯铝绞线61％IACS低1％IACS，另外，较高线损问题在耐热铝合金导线应用推广的同时也越来越受到电力部门的重视。

因此，如何在保证较高载流量的前提下，提高耐热铝合金的导电率、降低线损并有效控制成本成为当前耐热铝合金导线亟待解决的关键技术问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于电力行业中架空导线用导电率高、强度高的耐热铝合金单丝材料，解决常规60％IACS耐热铝合金导线导电率低、输电线损大、抗拉强度小、安全裕度低、制备成本高的问题。主要采用控制B、Zr、Cu、La微合金化元素的含量，开发出具有导电率≥61.0％IACS(20℃)，抗拉强度≥180MPa，延伸率＞2.3％，耐热温度≥150℃(230℃加热1h后强度残余率大于90％)的耐热铝合金单丝。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种架空导线用高导电率耐热铝合金单丝，按重量百分比计，包括如下组分：

B：0.001～0.02％，Zr：0.005～0.04％，Cu：0.001～0.05％，La：0.001～0.10％，Si：0.001～0.06％，Fe：0.001～0.12％，(V+Ti+Cr+Mn)≤0.0085％，余量为铝和不可避免的微量杂质。