[发明专利]一种大截面铝线生产工艺及采用该铝线的复合导线

说明书

本发明公开了一种大截面铝线生产工艺及采用该铝线的复合导线。工艺按照制得铝杆——铝杆拉成硬铝线胚——对硬铝线胚进行高温时效得到软铝线——冷却——拉丝的工艺得到等效直径在2.5～6.0mm的圆形或型线，20℃导体电阻率≤0.027585Ω·mm²/m，抗张强度120～130MPa，伸长率≥6.0％，导电率≥62.5％IACS；所述硬铝线胚为拉拔成绞线用的铝丝所用的圆形硬铝杆。本发明的工艺采用先拉成硬铝线胚，时效，冷却后再次拉丝的方式，虽然增加了一道拉丝工序，但总体生产效率仍然较高，铝丝性能稳定，工艺控制难度相对较低，可得到20℃导体电阻率≤0.027585Ω·mm2/m，抗张强度120～130MPa，伸长率≥6.0％的铝丝。

技术领域

本发明涉及一种大截面铝线生产工艺及采用该铝线的复合导线。

背景技术

目前复合材料芯导线多采用软铝、硬铝等材质作为导体，在特高压输电线路中存在一些弊端：软铝导线铝丝强度在60～95MPa之间，运输时易磕碰损伤，架线时铝丝易松股、起灯笼，铝丝在受到外力时容易产生塑性变形；硬铝导电率为61％IACS，特高压工程载流量大，损耗多，铝丝伸长率一般≤2％，与复合芯之间的匹配度较差，只能发挥复合芯拉断力发挥75～85％之间。

现有半硬态铝线技术(如201610453464.7《一种复合芯半硬态铝绞线及其制造方法》和201710711341.3《一种大截面碳纤维复合芯半硬铝导线》)均为直接拉丝后进行长时间的时效处理，这种时效处理需要在250℃左右进行时效处理4～6h，时效工艺波动在2h内，工艺控制难度大，如果时效温度波动超过±5℃，铝丝性能就很难掌控，而且盘具外层和内层铝丝性能差别较大，稳定性不高，强度在110～125MPa之间，甚至盘具外端铝丝强度＜110MPa；伸长率在4～10％，盘具外端铝丝伸长率较大，盘具底端伸长率较小，控制不好甚至达不到4％，在进行拉断力试验时铝丝难以同时发挥最大拉力，伸长率较小铝丝会先断裂。或者如201610739439.5《一种中间态高导电铝单线及其制造方法》采用挤铝工艺，铝线坯挤压速度在10～15m/min，生产效率较低，由于铝杆配方之间存在一定差异，伸长率无法控制在6％以上。

发明内容

本发明的目的是提供一种大截面铝线的生产工艺和采用这种大截面铝线的复合导线。

实现本发明目的的技术方案是一种大截面铝线的生产工艺，按照制得铝杆——铝杆拉成硬铝线胚——对硬铝线胚进行高温时效得到软铝线——冷却——拉丝的工艺得到等效直径在2.5～6.0mm的圆形或型线，20℃导体电阻率≤0.027585Ω·mm²/m，抗张强度120～130MPa，伸长率≥6.0％，导电率≥62.5％IACS；所述硬铝线胚为拉拔成绞线用的铝丝所用的圆形硬铝杆。

所述铝杆拉成硬铝线胚的拉丝速度8～15m/s，硬铝线胚直径在3.5～8.5mm，20℃导体电阻率≤0.02780Ω·mm²/m，抗张强度为110～170MPa。

所述对硬铝线胚进行高温时效得到软铝线，时效温度≥280℃，时效时间1h，制得软态铝线，软态铝单线的性能控制在20℃导体电阻率≤0.02730Ω·mm2/m，抗张强度60～95MPa，伸长率≥20％。

所述制得铝杆中，将铝杆的性能控制在直径为9.50mm，20℃导体电阻率≤0.02760Ω·mm²/m，抗张强度为85～105MPa，伸长率9～12％。

所述制得铝杆的方法为：将99.85％铝锭通过熔炼、成分配置、连铸连轧工序形成强度为85～120MPa、直径￠9.5mm的铝杆；其中各成分质量百分数控制在：Fe：0.145～0.165％、稀土：0.035～0.04％、Si≤0.025％、V<0.007％、Ti<0.0025％、Mn<0.002％、Cr<0.0015％、Zn<0.008％、Ni<0.008％，其余为铝和不可避免的杂质。