[发明专利]一种铝包覆的碳纤维导线

摘要

本发明公开了一种铝包覆的碳纤维导线，所述碳纤维导线包括内层和外层，其中，内层包括一根或多根碳纤维芯棒和包覆在所述碳纤维芯棒外侧的铝层，外层由多根截面为梯形的软铝型线环绕绞合在内层周围而成。与现有技术相比，本发明的有益效果是(1)本发明因有铝包覆层对碳纤维芯棒的保护，可使用普通液压型耐张线夹对包覆后的芯棒进行压接；(2)本发明使用的碳纤维芯棒的抗拉强度≥2600MPa，较传统碳纤维芯棒提高7％以上；(3)本发明使用铝包覆层，使该层的填充率达到100％；(4)本发明在同外径的前提下，较传统碳纤维导线铝的截面积7％以上，导线电阻降低6％以上，损耗相应降低6％以上。

主权项

一种铝包覆的碳纤维导线，其特征在于，所述碳纤维导线包括内层和外层，其中，内层包括一根或多根碳纤维芯棒和包覆在所述碳纤维芯棒外侧的铝层，外层由多根截面为梯形的软铝型线环绕绞合在内层周围而成，所述铝层的截面为圆环形，其厚度为2mm‑6mm，所述碳纤维芯棒的截面为圆形，所述外层的厚度为1mm‑5mm，所述软铝型线采用导电率为63％IACS的铝杆通过挤铝设备高温挤压而成，其最大截面积换算成圆面积时，圆的直径≤6mm，所述碳纤维导线的加工工艺包括加工生产铝层所用的铝杆的工艺和将铝杆和碳纤维芯棒复合在一起的工艺；其中，加工生产铝层所用的铝杆的工艺，包括如下步骤：(1)将两根待加工铝杆盘放在铝杆放线架上，铝杆通过铝杆导轨盒进行导向；(2)对铝杆进行第一次校直；(3)对第一次校直后的铝杆进行物理和化学清洗，去除铝杆表面的杂质；(4)对铝杆进行第二次校直，保证铝杆无缠绕、无弯曲；(5)将校直后的铝杆通过铝杆转向装置导向将铝杆和碳纤维芯棒复合在一起的工艺中；其中，将铝杆和碳纤维芯棒复合在一起的工艺，包括如下步骤：(6)将碳纤维芯棒放在放线架上，然后，将其拉出后穿过导向装置；(7)对碳纤维芯棒进行第一次校直；(8)经过步骤(5)的两个铝杆和校直后的碳纤维芯棒同时进入挤压机构，在高温400℃以上、压力270MPa以上的密封模腔内通过成型模具将铝杆挤成铝管；将碳纤维芯棒从成型模具进口处送入铝管中，从而完成铝管包覆碳纤维芯棒的初步工作，此处的铝管为无缝管体；(9)对包覆铝管后的碳纤维芯棒进行冷却；(10)对包覆铝管后的碳纤维芯棒进行第一次干燥；(11)对包覆铝管后的碳纤维芯棒的长度进行测量；(12)通过牵引设备和拉拔设备将挤出的包覆铝管后的碳纤维芯棒拉拔为需要的外径尺寸，去除铝层和碳纤维芯棒之间的间隙，以达到铝层和碳纤维芯棒的紧密结合；(13)进行第二次干燥，然后进行长度测量；(14)收入收线架，所述成型模具包括壳体、成型腔、第一堵块、第一模具、进铝杆孔、第二模具、第二堵块，所述壳体内设置有成型腔，所述成型腔为横向设置的圆筒形结构，壳体的上端面设置有两个进铝杆孔，两根铝杆分别从两个进铝杆孔内进入到成型腔内，碳纤维芯棒依次穿过成型腔内设置的第一堵块、第一模具、第二模具、第二堵块，第一堵块和第二堵块均与成型腔螺纹密封连接，第一模具包括大直径端和锥形端，其中锥形端的孔的直径与碳纤维芯棒的直径一致，第二模具与第一模具之间设置有间隙，第二模具的孔的直径大于锥形端孔的直径，且第二模具与第一模具相对的端面上设置有与第二模具孔相连的弧形槽，高温熔化的铝杆通过第一模具与第二模具之间的间隙进入第二模具内，通过第二模具以及第二堵块的产品为包覆铝管后的碳纤维芯棒。