一種抗拉伸高壓電線及其加工工藝的製作方法
2024-01-21 01:00:15 1
本發明涉及電力工程中的電線領域，具體涉及一種抗拉伸高壓電線及其加工工藝。
背景技術：
傳統的高壓電線一般為銅、鋁或銅鋁合金材料製成，銅材成本高，鋁材易氧化，銅鋁複合材料導電率及強度均較低，且長期使用外包銅與中心鋁容易剝離，形成故障。另外，傳統的空氣式高壓防護等級只能達到ip40。鋁矽合金的延展性較好、質輕、低膨脹係數、耐高溫腐蝕，通過加入其它如銅、鎂等金屬元素後，不但能夠提高強度，還能提高材料的導電率，適合作為電線的主體基材，鍍層後大大提高了高壓的性能。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種抗拉伸高壓電線及其加工工藝，該電線具有優良的延展性、拉伸強度、屈服強度，耐候性和耐腐蝕性。
本發明解決技術問題採用如下技術方案：
一種抗拉伸高壓電線，包括由鋁矽合金製成的電線主體，所述電線主體由以下重量百分比的原料組成：矽3～6%、銅1.5～2.6%、鎂0.6～1.8%、鈦1.5～3.5%、鉻0.08～0.25%、鈰0.05～0.16%，餘量為鋁及不可避免的雜質。
優選地，所述電線主體由以下重量百分比的原料組成：矽4%、銅2.2%、鎂1.5%、鈦2.8%、鉻0.13%、鈰0.09%，餘量為鋁及不可避免的雜質。
上述高壓電線的加工工藝，包括如下步驟：
（1）將鋁錠投入石墨坩堝中加熱至全部熔化後，加入冰晶石覆蓋熔體液面；
（2）將熔體繼續升溫至1150～1250℃，敞開冰晶石，加入烘烤至320～350℃的其他金屬元素，採用石墨棒攪拌均勻，得到混合物料a；
（3）將物料a進行除渣除氣處理，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面後，過濾除去雜質，液體倒入模具中得到鋁矽合金形材；
（4）對鋁矽合金形材使用高壓水噴射去毛刺，幹法擠壓成型得到電線主體基材；
（5）電線主體基材進行衝孔、折邊、焊接處理後，進行表面鍍層處理得到抗拉伸高壓電線。
優選地，所述步驟（1）鋁錠加熱熔化的條件為670～690℃加熱30～40min。
優選地，所述步驟（1）加入冰晶石前將熔體溫度升至750～760℃。
優選地，所述步驟（2）石墨棒的攪拌速度為20～40rpm/min。
優選地，所述步驟（4）高壓水噴射去毛刺的水壓為10～20mpa。
優選地，所述步驟（5）表面鍍層使用的為銀層或錫層。
優選地，所述步驟（5）製得的高壓電線的導電率大於55%iacs，拉伸強度大於220mpa，屈服強度大於150mpa。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
（1）本發明的高壓電線，其電線主體以鋁、矽為主要的合金成分，加入了銅、鎂、鈦、鉻、鈰等多種金屬元素，採用高溫熔化、除渣除氣、去毛刺、擠壓成型電線的主體基材，基材再通過衝孔、折邊、焊接、鍍層的處理得到該高壓電線，不僅兼具了鋁矽合金優良的耐磨性、耐熱性和鋁銅合金高強、高韌、易成形等優點，具有優良的延展性、拉伸強度、屈服強度，耐候性和耐腐蝕性。
（2）本發明的電線加工工藝熔鑄溫度合理，擠壓技術成熟，能耗較低，適合大規模生產。
具體實施方式
以下結合具體實施例對發明作進一步詳細的描述。
實施例1
一種抗拉伸高壓電線，包括由鋁矽合金製成的電線主體，所述電線主體由以下重量百分比的原料組成：矽4%、銅2.2%、鎂1.5%、鈦2.8%、鉻0.13%、鈰0.09%，餘量為鋁及不可避免的雜質。
上述高壓電線的加工工藝，包括如下步驟：
（1）將鋁錠投入石墨坩堝中670℃加熱40min至全部熔化後，將熔體溫度升至750℃，加入冰晶石覆蓋熔體液面。
（2）將熔體繼續升溫至1180℃，敞開冰晶石，加入烘烤至330℃的其他金屬元素，採用石墨棒以20～40rpm/min攪拌均勻，得到混合物料a。
（3）將物料a進行除渣除氣處理，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面後，過濾除去雜質，液體倒入模具中得到鋁矽合金形材。
（4）對鋁矽合金形材使用12mpa高壓水噴射去毛刺，幹法擠壓成型得到電線主體基材。
（5）電線主體基材進行衝孔、折邊、焊接處理後，進行表面鍍層處理得到抗拉伸高壓電線。高壓電線的導電率大於55%iacs，拉伸強度大於220mpa，屈服強度大於150mpa。
實施例2
一種抗拉伸高壓電線，包括由鋁矽合金製成的電線主體，所述電線主體由以下重量百分比的原料組成：矽3%、銅1.8%、鎂1.4%、鈦2.3%、鉻0.08%、鈰0.07%，餘量為鋁及不可避免的雜質。
上述高壓電線的加工工藝，包括如下步驟：
（1）將鋁錠投入石墨坩堝中675℃加熱36min至全部熔化後，將熔體溫度升至755℃，加入冰晶石覆蓋熔體液面。
（2）將熔體繼續升溫至1200℃，敞開冰晶石，加入烘烤至340℃的其他金屬元素，採用石墨棒以20～40rpm/min攪拌均勻，得到混合物料a。
（3）將物料a進行除渣除氣處理，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面後，過濾除去雜質，液體倒入模具中得到鋁矽合金形材。
（4）對鋁矽合金形材使用16mpa高壓水噴射去毛刺，幹法擠壓成型得到電線主體基材。
（5）電線主體基材進行衝孔、折邊、焊接處理後，進行表面鍍層處理得到抗拉伸高壓電線。高壓電線的導電率大於55%iacs，拉伸強度大於220mpa，屈服強度大於150mpa。
實施例3
一種抗拉伸高壓電線，包括由鋁矽合金製成的電線主體，所述電線主體由以下重量百分比的原料組成：矽5%、銅2.2%、鎂1.2%、鈦2.8%、鉻0.18%、鈰0.11%，餘量為鋁及不可避免的雜質。
上述高壓電線的加工工藝，包括如下步驟：
（1）將鋁錠投入石墨坩堝中690℃加熱30min至全部熔化後，將熔體溫度升至760℃，加入冰晶石覆蓋熔體液面。
（2）將熔體繼續升溫至1200℃，敞開冰晶石，加入烘烤至340℃的其他金屬元素，採用石墨棒以20～40rpm/min攪拌均勻，得到混合物料a。
（3）將物料a進行除渣除氣處理，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面後，過濾除去雜質，液體倒入模具中得到鋁矽合金形材。
（4）對鋁矽合金形材使用18mpa高壓水噴射去毛刺，幹法擠壓成型得到電線主體基材。
（5）電線主體基材進行衝孔、折邊、焊接處理後，進行表面鍍層處理得到抗拉伸高壓電線。高壓電線的導電率大於55%iacs，拉伸強度大於220mpa，屈服強度大於150mpa。
實施例4
一種抗拉伸高壓電線，包括由鋁矽合金製成的電線主體，所述電線主體由以下重量百分比的原料組成：矽4%、銅2.3%、鎂1.4%、鈦3.2%、鉻0.25%、鈰0.08%，餘量為鋁及不可避免的雜質。
上述高壓電線的加工工藝，包括如下步驟：
（1）將鋁錠投入石墨坩堝中685℃加熱40min至全部熔化後，將熔體溫度升至756℃，加入冰晶石覆蓋熔體液面。
（2）將熔體繼續升溫至1230℃，敞開冰晶石，加入烘烤至345℃的其他金屬元素，採用石墨棒以20～40rpm/min攪拌均勻，得到混合物料a。
（3）將物料a進行除渣除氣處理，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面後，過濾除去雜質，液體倒入模具中得到鋁矽合金形材。
（4）對鋁矽合金形材使用20mpa高壓水噴射去毛刺，幹法擠壓成型得到電線主體基材。
（5）電線主體基材進行衝孔、折邊、焊接處理後，進行表面鍍層處理得到抗拉伸高壓電線。高壓電線的導電率大於55%iacs，拉伸強度大於220mpa，屈服強度大於150mpa。
實施例5
一種抗拉伸高壓電線，包括由鋁矽合金製成的電線主體，所述電線主體由以下重量百分比的原料組成：矽6%、銅2.3%、鎂1.5%、鈦3.2%、鉻0.15%、鈰0.15%，餘量為鋁及不可避免的雜質。
上述高壓電線的加工工藝，包括如下步驟：
（1）將鋁錠投入石墨坩堝中690℃加熱30min至全部熔化後，將熔體溫度升至760℃，加入冰晶石覆蓋熔體液面。
（2）將熔體繼續升溫至1250℃，敞開冰晶石，加入烘烤至340℃的其他金屬元素，採用石墨棒以20～40rpm/min攪拌均勻，得到混合物料a。
（3）將物料a進行除渣除氣處理，待雜氣和渣滓完全浮出熔體液面後，過濾除去雜質，液體倒入模具中得到鋁矽合金形材。
（4）對鋁矽合金形材使用18mpa高壓水噴射去毛刺，幹法擠壓成型得到電線主體基材。
（5）電線主體基材進行衝孔、折邊、焊接處理後，進行表面鍍層處理得到抗拉伸高壓電線。高壓電線的導電率大於55%iacs，拉伸強度大於220mpa，屈服強度大於150mpa。
實施例6
性能測試：對上述實施例1～5的電線進行了導電率、拉伸輕度、屈服強度的測試，其中，對照組1採用的是純鋁製成的電線，對照組2採用的是純銅製成的電線。具體數據如表1所示。
表1.電線性能測試結果
由表1可以看出，與純鋁、純銅製得的電線相比，本發明實施例的電線導電率、拉伸輕度、屈服強度得到了較大的提高，適合大規模生產。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。