[发明专利]一种全铝合金架空导线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于输电设备技术领域，尤其涉及架空输电线材及其制备技术，具有高强度和高导电率，具体涉及一种全铝合金导线及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着我国经济的持续快速健康发展，电力行业作为国民经济的保障发展十分迅速，逐渐形成“西电东送、南北互供、全国联网”的战略格局，远距离、大容量输电线路的新建与改造也势在必行。架空输电导线及其基础设施作为输送电路的载体，在输电线路中占有十分重要的地位。

我国目前现有架空输电线路所使用的导线大部分仍旧是传统的钢芯铝绞线，存在拉重比较低、弧垂性能差、载流量小、耐腐蚀性差等非常明显的缺点。与传统的钢芯铝绞线相比，铝合金架空导线具有轻质节能、比强度高、耐腐蚀性好等非常明显的优势，因而近些年来得到了越来越多的关注。然而由于材料设计与制造技术的问题，现有铝合金导线制造技术存在难以兼顾导电率与强度的突出问题，其强度-导电率综合性能未能达到理想水平。

此外，架空输电线路的使用范围特别广泛，如何在保证产品强度的前提下，进一步提高架空导线的耐热性能，从而提高输电线路的载流量，将具有极大的经济效益与社会效益。

综上所述，针对输电网络实际使用环境与技术发展趋势的要求：首先急需解决的是现有架空导线制备技术中存在的无法兼顾导电率和强度的突出问题，即如何提供一种同时具备高强度高导电率的铝合金导线与制备方法，是科研机构与生产企业急需解决的重点课题。此外，若能同时再兼顾导线的耐热性能，将能够提高材料的使用温度，在相同导电率条件下，能够提供更大的电力输送能力，此类产品的应用将具有更好的社会推广潜力。

发明内容

本发明的目的是针对现有架空导线制备技术存在的无法兼顾导电率和强度的突出问题，提供一种获得高强度高导电率的铝合金导线及其制备方法。

本发明实现上述目的所采取的技术方案是：

一种全铝合金架空导线，由0.05-0.4wt%Mg, 0.05-0.4 wt% Si, 0.02-0.1wt% Mo, 0.05-0.1wt%Re, 0.05-0.1wt%Se, 0.05-0.3Sc wt%, 0.02-0.1 wt% Nb, 0.02-0.3Ru, 0.02-0.5 wt% Zr, 余量为Al的元素成分组成。

在室温下，本全铝合金架空导线的维氏硬度不小于100HV，室温抗拉强度不小于330Mpa，伸长率不小于7%，导电率不小于57.0% IACS，（International Annealed Copper Standard）。

由本全铝合金架空导线绞制而成的截面积为400mm²、长度为10m的输电线，通电直至输电线自身的温度上升并稳定在100℃时，其载流量不小于1400A。

制备本发明所述的全铝合金架空导线的方法，按如下步骤进行:

步骤1：合金配料，进行一次合金化熔炼：

取工业用铝、Al-Si中间合金、金属Re、Al₂(SeO₃)₃粉末、Al-Sc中间合金、金属Ru块和Al-Zr中间合金，均匀混合后装入熔炼炉熔化和保温，得到一次合金化铝合金熔体。

步骤2:球磨Mo，Nb粉，制备合金化添加剂，进行二次合金化熔炼。

步骤3:将二次合金化熔体加入一次合金熔体, 制备综合合金化熔体。

步骤4:在综合合金化熔体中加入Mg，Zr元素，进行三次合金化及变质处理。

步骤5:铝合金熔体精炼。

步骤6：通过上引法制备直径为10.0-12.0mm的铝合金杆材。

步骤7：铸态杆料退火处理。

步骤8：在室温下, 通过5-7道次, 将退火杆料冷拉拔成3.0-4.0mm线材。

步骤9：冷拉拔线材低温时效处理。

进一步说，制备本发明所述的全铝合金架空导线的方法，具体按如下步骤实现：

步骤1：取物料：90.000Kg工业用铝、0.250-2.000Kg的Al-Si中间合金、0.050-0.100Kg金属Re，0.090-0.180Kg的Al₂(SeO₃)₃粉末，2.500kg-15.000Kg的Al-Sc中间合金，0.020-0.300Kg金属Ru块，均匀混合后装入熔炼炉炉膛，加热熔炼炉的炉体使物料充分熔化后，再将温度升至700-750℃，保温1小时后，停止加热，得到一次合金化铝合金熔体。