[发明专利]高强度球墨铸铁电杆及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电力输送技术领域，尤其涉及高压电杆技术。

背景技术

现有技术中的球墨铸铁电杆多采用普通球墨铸铁材质，其抗拉强度为420MPa、屈服强度280MPa，延伸率为10％，遇到极其恶劣冰雪天气，电杆易被冰雪压弯，造成电力中断，而且普通球墨铸铁电杆需要一定的壁厚才能到达所需的承载能力，从而导致普通球墨铸铁的重量增加和成本的提高。

发明内容

根据上述提出的普通球墨铸铁电杆的承载能力低，杆壁厚，重量大和成本高的技术问题，而提供一种高强度球墨铸铁电杆及其制备工艺。

本发明采用的技术手段如下：

一种高强度球墨铸铁电杆的制备工艺，具有如下步骤：

①铸杆前准备：配料，铁水的熔炼，合金元素的添加和球化处理；

A1：所述配料为采用的原料包括铸造生铁或高炉铁水，质量百分比为90-95％，和废钢，质量百分比为5-10％；

即所述配料为采用的原料包括铸造生铁和废钢，各原料的质量百分比为：铸造生铁：90-95％，废钢：5-10％；或所述配料为采用的原料包括高炉铁水和废钢，各原料的质量百分比为：高炉铁水：90-95％，废钢：5-10％；

A2：所述铁水的熔炼为按所述各原料的质量百分比称取原料，并依次添加到中频电炉内，启动电源将炉温升至1470-1500℃对所述原料进行熔炼；

A3：所述合金元素的添加为根据产品的性能添加Cu、Mo、Ni、V，添加后的铁水中各元素质量百分比为：

C：3.4-3.8％，Si：1.2-2.6％，Mn：0.3-0.5％，Cu：0.15-0.5％，Mo：0.3-1.0％，Ni：1-2％，V：0.3-0.5％，P：≤0.06％,S：≤0.025％,Mg：0.03-0.06％，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

Cu能促进石墨化和珠光体的形成提高铸件的强度和硬度，当加入量过低时，铸件的强度提高不明显，当加入量过高时，铸件的脆性转变温度提高，冲击韧性降低；

Mo能提高铸件强度，当加入量过高时，铸件的延伸率和冲击韧性降低；

Ni能提高铸件的强度和冲击韧性，加入量过高时，铸件的硬度过高，不易于加工；

V能提高铸件的抗拉强度和屈服强度，当加入量过高时，铸件的硬度升高而延伸率降低；

A4：采用炉前光谱分析仪检测炉内金属成分，将检测结果符合工艺要求的铁水进行球化处理；

A5：所述球化处理为采用喂丝球化工艺或冲入法球化工艺对铁水进行球化，所述球化剂的质量为经过步骤A3后得到的铁水质量的1.3％，

所述喂丝球化工艺是将符合工艺要求的铁水倒入到铁水包中，然后将球化用芯丝喂入铁水中，

所述冲入法球化工艺是将球化剂预先放入铁水包内，然后将符合工艺要求的铁水冲入铁水包里；

所述球化剂中各元素质量百分比为：

Ba：4-6％，Si：65-70％，Ca：2-2.5％，Al：＜2％，Mn：＜0.4％，Cr：＜0.4％，P：＜0.04％，S：＜0.02％，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

②铸杆工序：浇注和孕育处理；

孕育剂的加入量为经过球化处理后的铁水质量的0.1-0.25％；

所述浇注和孕育处理为将所述球化处理后的铁水浇注到水冷模具里迅速凝固成锥型铸杆，浇注时向铁水中瞬时添加所述孕育剂；

孕育剂中各元素质量百分比：Si：55-65％，Ba：12-16％，Ca：2-3％，C：4-6％，Al：3-3.5％，Mn：＜0.4％，Cr：＜0.4％，P：＜0.04％，S：＜0.02％，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

③热处理：将铸杆从模具中取出，运往热处理炉进行热处理；铸杆在热处理炉内，由炉链推动滚动前进，铸杆依次经过加热段、保温段、急冷段，缓冷段的加热区域和缓冷段的冷却区域，完成热处理；其中，加热段将铸杆加热到900-950℃，保温段的保温温度为720-760℃，铸杆的热处理总时间为45-60min。

本发明还提供了一种采用上述一种高强度球墨铸铁电杆的制备工艺制备的高强度球墨铸铁电杆，其特征在于：所述高强度球墨铸铁电杆包括多个顺次插接的塔杆，所述塔杆为圆锥台形空心柱体，所述圆锥台形空心柱体的锥度为1000:11-26；所述高强度球墨铸铁电杆的顶端设有塔帽。

进一步地，所述圆锥台形空心柱体壁厚为5-10mm。

本发明具有以下优点：