[发明专利]一种高导电率耐热铝合金单丝及制备方法

说明书

一种高导电率耐热铝合金单丝，成分组成包括Al、B、Zr、Dy、Y元素以及杂质元素Fe、Si、Cr、Mn、V、Ti，各成分组份的质量百分比为：B：0.002～0.03％，Zr：0.002～0.03％，Dy：0.005～0.05％，Y：0.005～0.03％，Si：0.001～0.06％，Fe：0.001～0.10％，(V+Ti+Cr+Mn)≤0.007％，余量为铝和不可避免的微量杂质。一种制备高导电率耐热铝合金单丝的方法，熔炼、精炼；浇铸：铝合金液经Al₂O₃泡沫陶瓷过滤装置过滤除杂后浇铸到高强度钢质模具内；制杆：将耐热铝合金锭在500～510℃保温1.5小时后，在轧机上轧制成；拉丝：拉丝温度为30～40℃，变形量为15～20％，拉丝模具为聚晶金刚石模具。本发明的优点：简化了高导电率耐热铝合金单丝材料的制备流程，导电率≥61.8％IACS，抗拉强度≥172MPa，延伸率≥2.0％，耐热温度为150℃。

技术领域

本发明涉及电力行业架空输电线路用导线技术领域，导电率≥61.8％IACS，抗拉强度≥172MPa，延伸率≥2.0％，耐热温度为150℃的架空导线用高导电率耐热铝合金单丝材料，特别涉及一种高导电率耐热铝合金单丝及制备方法。

背景技术

能源资源与电力负荷分布严重失衡，对架空输电线路用导线的大容量、低损耗电能输送技术水平提出了更高的要求。随着全球能源互联网的逐步构建，大跨越、大高差区域将越来越多，迫切需要大量能输送大电流并在较高温度运行服役的架空输电导线。

现役架空输电线路用导线为普通钢芯铝绞线，其所用的硬铝导体材料20℃的导电率不小于61％IACS(International Annealing Copper Standard,国际退火铜标准)，但其耐热性较差(长期运行温度一般为90℃以下)、载流量低。耐热铝合金导线是一种性能良好的增容导线，可在不更换杆塔的条件下，直接采用更换耐热铝合金导线的方式提高线路输送容量，省去了征地、拆建塔程序，并大幅度缩短了工期。对于新建线路，耐热铝合金导线则具有降低铁塔排位、降低弧垂、增大挡距、减少铁塔数量且节省输电走廊的优点。此外，耐热铝合金导线可有效提升输电线路的短时过负荷(如N-1故障)承受能力，保障新能源送出架空输电线路的安全可靠运行。目前国内外市场中耐热铝合金导线产品以导电率为60％IACS、长期运行耐热温度为150℃的耐热铝合金导线为主，导电率水平较61％IACS普通钢芯铝绞线低1％IACS，每公里输电损耗增加约0.5～1.0万kW小时/年，较大限制了耐热铝合金导线的推广应用。近年来，利用纳米稀土添加剂对现有耐热铝合金导体材料进行掺杂改性，可在保证较高载流量的同时，进一步提高耐热铝合金材料的导电率，减少输电线损，成为目前耐热铝合金导体材料研究的热点。

发明内容

本发明目的在于开发出一种用于电力行业中架空输电导线用高导电率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的技术难题。采用控制B、Zr、以及Dy、Y微合金化元素的添加量，开发出具有61.8％IACS(20℃)以上导电率，抗拉强度≥172MPa，延伸率≥2.0％，耐热温度为150℃，230℃加热1小时后强度残余率大于90％的高导电率耐热铝合金单丝材料。

本发明提供了一种高导电率耐热铝合金单丝，其中：所述的高导电率耐热铝合金单丝，成分组成包括Al、B、Zr、Dy、Y元素以及杂质元素Fe、Si、Cr、Mn、V、Ti，各成分组份的质量百分比为：B：0.002～0.03％，Zr：0.002～0.03％，Dy：0.005～0.05％，Y：0.005～0.03％，Si：0.001～0.06％，Fe：0.001～0.10％，V+Ti+Cr+Mn≤0.007％，余量为铝和不可避免的微量杂质；

本发明采用的各微合金化元素的作用及机理如下：