一种超柔软铝合金电缆导体及其制备方法与流程

本发明属于合金材料及电力传输，尤其涉及一种超柔软铝合金电缆导体及其制备方法。

背景技术：

1、超柔软铝合金电缆导体是一种高延伸、高柔韧、以及超强的单线弯曲性能的特种铝合金电缆导体，具有优异导电性能以及弯折性能，可以降低输电线路损耗问题，主要应用在中低压、光伏、居民、工程、风能等领域。

2、现役的8030型铝合金导体，其紧压后的8030铝合金单线断后伸长率在10％左右，弯曲次数在15次左右，弯折次数达不到25次要求，性能偏低导致导体的柔软性差；抗拉强度仅为100mpa左右，单线抗拉强度无法保证，这在铝合金导体在实际应用中存在一定的隐患。

3、因此，目前亟需一种柔软性好、抗拉强度高的铝合金绞线以减少损耗的同时提高实际应用中的可靠性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种超柔软铝合金电缆导体及其制备方法，通过优化铝合金杆成分设计和导体生产工艺来解决铝合金导体拆股单线抗拉强度低、弯折性能差的问题。

2、本发明的第一个目的是提供一种超柔软铝合金电缆导体的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、通过连铸连轧工艺制备得到铝合金杆；所述铝合金杆的化学成分组成及其质量百分比为：si 0.07％-0.1％、fe 0.70％-0.80％、cu 0.22％-0.30％、mg0.03％-0.04％、b 0.001％-0.005％、zn 0.003％-0.005％、la和ce之和为0.01％-0.02％，余量为al和其他不可避免的杂质；

4、s2、对s1所述的铝合金杆进行拉丝，得到铝合金单线；所述拉丝的配模延伸系数为1.25-1.27，保证铝合金单线表面光洁，无发黑、起皮等不良现象；

5、s3、对若干s2所述的铝合金单线进行紧压绞合，得到绞合导体；所述紧压绞合的整体紧压系数为0.87-0.89；

6、s4、对s3所述的绞合导体进行退火，得到所述的超柔软铝合金电缆导体。

7、在本发明的一个实施例中，在s1中，所述铝合金杆的制备包括以下步骤：

8、s11：对铝锭进行熔化，加入铝硼中间合金进行硼化处理，得到硼化铝液；

9、s12：对s11所述的硼化铝液一次精炼，后加入铝中间合金锭进行合金化处理，得到合金铝液；

10、s13：对s12所述的合金铝液二次精炼，经除气和除渣，得到待浇铸铝液；

11、s14：对s13所述的待浇铸铝液进行浇铸和轧制，得到铝合金杆。

12、在本发明的一个实施例中，在s12中，所述一次精炼是在氮气和颗粒精炼剂条件下，800℃-850℃精炼20min-30min，然后静置20min-30min。

13、在本发明的一个实施例中，在s13中，所述二次精炼是在氩气和无钠精炼剂条件下，800℃-850℃精炼20min-30min，然后静置40min-60min。

14、在本发明的一个实施例中，在s14中，所述浇铸的工艺参数为：浇铸温度为740℃-770℃，浇铸速度为4t/h-5t/h，冷却速度为10℃/s-20℃/s，前端一区冷却水水温为10℃-20℃，其余区域冷却水水温为25℃-35℃，出坯温度为450℃-500℃，从而获得内部晶粒细小的铸坯。

15、在本发明的一个实施例中，在s14中，所述轧制的工艺参数为：标称直径为9mm-10mm，进轧温度为580℃-630℃，终轧温度为300℃-400℃，收杆温度为250℃-300℃。

16、在本发明的一个实施例中，在s2中，所述铝合金单线为圆线或型线。

17、在本发明的一个实施例中，在s3中，紧压绞合过程中，外层紧压系数为0.88-0.89，内层紧压系数为0.86-0.87。紧压系数过大会降低绞合后单线的弯折性能，紧压系数太小会导致内屏嵌入缝隙过大，局部放电后造成击穿现象。

18、在本发明的一个实施例中，在s3中，紧压系数＝实测导体单米称重截面/{(实测导体外径)2*π/4}。

19、在本发明的一个实施例中，在s4中，所述退火的温度360℃-370℃，时间为9h-10h，以提升超柔软铝合金电缆导体导电率及单线电阻率、伸长率及弯折性能。

20、本发明的第二个目的是提供一种所述的方法制备的超柔软铝合金电缆导体。

21、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

22、(1)本发明所述的制备方法探寻合金化学成分组成及其质量百分比的分配比平衡点，根据si+fe+cu等合金锭成分配比使铝合金单线的抗拉强度和伸长率及绞后铝合金单线反复弯曲性能有较高的匹配性。

23、(2)本发明所述的制备方法通过优化铝合金杆成分设计和导体生产工艺，有效提高超柔软铝合金电缆导体的导电率、单线伸长率和弯折性能等综合力学性能以及运行安全性，在节能降耗等方面具有显著的优势。

24、(3)本发明所述的超柔软铝合金电缆导体产品单线弯折次数高、伸长率高、抗拉强度、具有更高安全性、不易发生施工过程断股等风险，为我国架空输电线路建设节能化设计提供新的选择。

技术特征：

1.一种超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，在s1中，所述铝合金杆的制备包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，在s12中，所述一次精炼是在氮气和颗粒精炼剂条件下，800℃-850℃精炼20min-30min，然后静置20min-30min。

4.根据权利要求2所述的超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，在s13中，所述二次精炼是在氩气和无钠精炼剂条件下，800℃-850℃精炼20min-30min，然后静置40min-60min。

5.根据权利要求2所述的超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，在s14中，所述浇铸的工艺参数为：浇铸温度为740℃-770℃，浇铸速度为4t/h-5t/h，冷却速度为10℃/s-20℃/s，前端一区冷却水水温为10℃-20℃，其余区域冷却水水温为25℃-35℃，出坯温度为450℃-500℃。

6.根据权利要求2所述的超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，在s14中，所述轧制的工艺参数为：标称直径为9mm-10mm，进轧温度为580℃-630℃，终轧温度为300℃-400℃，收杆温度为250℃-300℃。

7.根据权利要求1所述的超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，在s2中，所述铝合金单线为圆线或型线。

8.根据权利要求1所述的超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，在s3中，紧压绞合过程中，外层紧压系数为0.88-0.89，内层紧压系数为0.86-0.87。

9.根据权利要求1所述的超柔软铝合金电缆导体的制备方法，其特征在于，在s4中，所述退火的温度360℃-370℃，时间为9h-10h。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的方法制备的超柔软铝合金电缆导体。

技术总结本发明涉及一种超柔软铝合金电缆导体及其制备方法。本发明的制备方法包括以下步骤：S1、通过连铸连轧工艺制备得到铝合金杆；铝合金杆的化学成分组成及其质量百分比为：Si 0.07％‑0.1％、Fe 0.70％‑0.80％、Cu 0.22％‑0.30％、Mg 0.03％‑0.04％、B 0.001％‑0.005％、Zn 0.003％‑0.005％、La和Ce之和为0.01％‑0.02％，余量为Al和其他不可避免的杂质；S2、对铝合金杆进行拉丝，得到铝合金单线；拉丝的配模延伸系数为1.25‑1.27；S3、对若干铝合金单线进行紧压绞合，得到绞合导体；紧压绞合的整体紧压系数为0.87‑0.89；S4、对绞合导体进行退火，得到超柔软铝合金电缆导体，具有优异的导电率、单线伸长率和弯折性能等综合力学性能以及运行安全性，在节能降耗等方面具有显著的优势。技术研发人员：施鑫,朱红良,候岩,崔佳字,孙乐雨,孟祥辉,丁启凡,杨立军,黎汉林,田胤发受保护的技术使用者：江苏亨通电力特种导线有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18