電工用母線的製備方法
2023-06-08 05:33:11 1
電工用母線的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種電工用母線的製備方法。本發明包括：①上引連鑄鋁及鋁合金杆；其中，以優質鋁錠為原料，經在線除氣攪拌裝置對熔體進行攪拌、除氣，用牽引機組離合式真空上引鋁及鋁合金杆。②連續擠壓鋁及鋁合金母線。③拉伸。採用上述步驟製備的鋁及鋁合金母線，R態母線伸長率大於25%，抗拉強度大於75MPa，其中Y態母線伸長率大於4%，抗拉強度大於120Mpa，導電率不小於62%IACS。本發明具有高效、節能、成材率高、生產效率高、產品導電率高、力學性能優異等優點。
【專利說明】電工用母線的製備方法
[0001]本發明是申請號為201310061628.8、申請日為2013年2月27日、發明名稱為「一種電工用鋁及鋁合金母線的生產工藝」的發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明屬於有色金屬加工【技術領域】，尤其涉及一種電工用鋁及鋁合金母線的製備方法。
【背景技術】
[0003]母線是指在變電所中各級電壓配電裝置的連接，以及變壓器等電氣設備和相應配電裝置的連接，大都採用矩形或圓形截面的裸導線或絞線。母線的作用是匯集、分配和傳送電能。母線主要包括銅及銅合金母線、鋁及鋁合金母線兩類。隨著我國電力及相關行業迅猛發展，銅的需求也不斷增長，由於我國銅資源緊缺，加之銅價較高，國內外對鋁及鋁合金母線需求逐漸增長。與銅及銅合金母線相比，鋁及鋁合金母線具有更高的安全性和可靠性、安裝更加簡便、應用範圍廣、節能環保等優勢。鋁及鋁合金母線的傳統生產工藝是熔煉鑄造一加熱一擠壓一軋制一矯直，該工藝主要存在工藝流程長、能耗高、成材率低、生產成本高等缺點。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種電工用母線的製備方法，其工藝流程短、高效節能、導電率高、成材率高、生產成本低。
[0005]本發明採取的技術方案如下，一種電工用母線的製備方法，包括以下步驟:①上引連鑄鋁及鋁合金杆:以優質鋁錠為原料，在670°C?750°C下熔化保溫，採用上引連鑄機組，並經在線除氣攪拌裝置，對鋁及鋁合金熔體進行攪拌、除氣，用牽引機組離合式真空上引鋁及鋁合金杆。②連續擠壓鋁及鋁合金母線:以鋁及鋁合金杆為原料，採用連續擠壓機組生產招及招合金母線,連續擠壓機轉速為10?20r/min,母線寬度最大可達到400mm,母線擠出速度:8?50m/min，母線擠出後經真空防氧化管及水槽冷卻、吹乾後卷取；合理設計模具和墊片的形狀和尺寸，墊片安裝在模具的上部，墊片為凹字形。③拉伸:採用全自動液壓拉拔機，將鋁及鋁合金母線進行拉伸、精整。
[0006]採用上述步驟製備的鋁及鋁合金母線，R態母線伸長率大於25%，抗拉強度大於75MPa，其中Y態母線伸長率大於4%，抗拉強度大於120Mpa，導電率不小於62%IACS。
[0007]本發明的進一步的設置如下:
上述步驟①中，所述的在線除氣、攪拌，是通過在線除氣攪拌裝置，向鋁及鋁合金熔體內充入99.996%的氬氣或氮氣；通過受控的旋轉石墨軸和轉子，將計量的氬氣或氮氣壓入鋁及鋁合金熔體中並打散成微小氣泡，使其均勻的分散在鋁及鋁合金熔體中；氣源出口壓力0.2?0.5MPa，流量I?1.25Nm3/h ;然後用牽引機組離合式真空上引鋁及鋁合金杆，引杆速度700?1200mm/min,引杆直徑為Φ12?Φ40_。
[0008]上述步驟①中，優質鋁錠其鋁含量不小於99.65%，Fe含量為0.09%?0.14%，Si含量為0.12?0.20%，稀土含量為0.08%?0.15%。
[0009]上述步驟②中，連續擠壓機組的擠壓工作體由擠壓工作體面板、堵頭、成型室、墊片、凹字形墊片、模具和蓋板組成；墊片、凹字形墊片、模具按照自上而下的順序裝配；凹字形墊片設計為凹字形；墊片、凹字形墊片安裝在模具的上部。
[0010]上述步驟③中，所述的拉伸係數λ為1.05?1.2。
[0011]本發明採用上述方案具有如下有益效果:(1)高效、節能、成材率高、生產效率高。利用上引連鑄技術與連續擠壓技術的完美結合，生產鋁及鋁合金母線，與傳統工藝相比，生產流程縮短，減少了鑄錠加熱的工序，節省了大量的能源消耗。同時採用連續擠壓技術可以實現母線生產的連續化，減少了傳統擠壓工藝生產中存在切頭去尾的材料浪費，成材率和生產效率高。(2)採用獨特的模具和墊片設計，大幅度提高母線產品的寬度和質量。本發明通過合理設計模具墊片的形狀及厚度，提高流動的均勻性，解決了大擴展比和大寬厚比擠出工藝難題，可以生產寬度為400mm的母線。(3)導電率高、力學性能優異。通過合理優化母線的化學成分，控制Fe/Si比值，並添加稀土元素，降低雜質元素對導電率的影響，其導電率不小於62%IACS。同時鑄態的鋁及鋁合金杆經過連續擠壓，其轉變為再結晶組織，母線的內部組織緻密，力學性能優異，其中R態母線伸長率大於25%，抗拉強度大於75MPa，其中Y態母線伸長率大於4%，抗拉強度大於120MPa。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明一種電工用鋁及鋁合金母線的生產工藝流程圖；
圖2為本發明擠壓工作體結構圖；
圖3為本發明模具和墊片的結構示意圖。
[0013]上述附圖中的標記如下:擠壓工作體面板10、堵頭11、成型室12、墊片13、凹字形墊片14、模具15、蓋板16。
【具體實施方式】
[0014]本發明採用工藝方案流程如下:①上引連鑄鋁及鋁合金杆；②連續擠壓鋁及鋁合金母線拉伸。
[0015]①上引連鑄鋁及鋁合金杆。
[0016]以優質鋁錠為原料，在710°C?730°C下熔化保溫，並經在線除氣裝置，對鋁及鋁合金熔體進行攪拌、除氣，用牽引機組離合式真空上引鋁及鋁合金杆。
[0017]所述的在線除氣、攪拌，通過在線除氣攪拌裝置，向鋁及鋁合金熔體內充入99.996%的IS氣或氮氣,通過受控的旋轉石墨軸和轉子,將計量的IS氣或氮氣壓入招及招合金熔體中並打散成微小氣泡，使其均勻的分散在鋁及鋁合金熔體中；氣源出口壓力0.2?0.5MPa，流量I?1.25Nm3/h ;然後用牽引機組離合式真空上引無氧銅杆，引杆速度700?1200mm/min,引杆直徑為 Φ30ι?πι。
[0018]所述的優質鋁錠其鋁含量不小於99.65%，Fe含量為0.09%?0.14%，Si含量為0.12 ?0.20%，稀土含量為 0.08% ?0.15%。
[0019]②連續擠壓鋁及鋁合金母線。
[0020]以Φ30πιπι鋁及鋁合金杆為原料，採用連續擠壓機組生產鋁及鋁合金母線，連續擠壓機轉速為10?20r/min，母線規格到19.2 X 202mm，母線擠出速度:8?50m/min，母線擠出後經真空防氧化管及水槽冷卻、吹乾後卷取。
[0021]所述的連續擠壓鋁及鋁合金母線包括合理設計模具和墊片的形狀和尺寸，墊片安裝在模具的上部，墊片為凹字形。
[0022]本發明為了提高流動的均勻性和模具的使用壽命，提高鋁及鋁合金母線的成型性能，改進了成型室12、凹字形墊片14的結構。如圖2、圖3所示，本發明獨特的模具和成型室設計，包括擠壓工作體由擠壓工作體面板10、堵頭11、成型室12、墊片13、凹字形墊片14、模具15和蓋板16組成。墊片13、凹字形墊片14、模具15按照自上而下的順序裝配，凹字形墊片14設計為凹字形。本發明將墊片13、凹字形墊片14安裝在模具15的上部，增加了擠壓通道，合理設計凹字形墊片14的形狀，有效減小擠壓成型時邊部與中部流動速度的差異。通過上述改進，本發明生產鋁及鋁合金母線的寬度可達到400mm。
[0023]③拉伸。採用全自動液壓拉拔機，將鋁及鋁合金母線進行拉伸、精整。所述的拉伸係數λ為1.077。
【權利要求】
1.一種電工用母線的製備方法，其特徵在於包括以下步驟: ①上引連鑄鋁及鋁合金杆:以優質鋁錠為原料，採用上引連鑄機組，並經在線除氣攪拌裝置，對鋁及鋁合金熔體進行攪拌、除氣，用牽引機組離合式真空上引連鑄鋁及鋁合金杆； ②連續擠壓鋁及鋁合金母線:以鋁及鋁合金杆為原料，採用連續擠壓機組生產鋁及鋁合金母線；連續擠壓機轉速為10?20r/min,母線的寬度最大可達到400mm,母線擠出速度:8?50m/min，母線擠出後經真空防氧化管及水槽冷卻、吹乾後卷取；合理設計模具和墊片的形狀和尺寸，墊片安裝在模具的上部，墊片為凹字形； ③拉伸:採用全自動液壓拉拔機，將鋁及鋁合金母線進行拉伸、精整； 採用上述步驟製備的鋁及鋁合金母線，R態母線伸長率大於25%，抗拉強度大於75MPa，其中Y態母線伸長率大於4%，抗拉強度大於120Mpa，導電率不小於62%IACS ； 上述步驟①中，所述的在線除氣、攪拌，是通過在線除氣攪拌裝置，向鋁及鋁合金熔體內充入99.996%的氬氣或氮氣；通過受控的旋轉石墨軸和轉子，將計量的氬氣或氮氣壓入鋁及鋁合金熔體中並打散成微小氣泡，使其均勻的分散在鋁及鋁合金熔體中；氣源出口壓力0.2?0.5MPa，流量I?1.25Nm3/h ;然後用牽引機組離合式真空上引鋁及鋁合金杆，引杆速度700?1200mm/min,引杆直徑為Φ12?Φ40_。
【文檔編號】B21C37/04GK104438427SQ201410654652
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年2月27日 優先權日:2013年2月27日
【發明者】胡妍 申請人:滁州華尊電氣科技有限公司