本發(fā)明涉及一種智能電網(wǎng)用高導(dǎo)電高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線的制造方法，屬于電力傳輸領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，在許多國(guó)家和地區(qū)，電力供給已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵因素，新建、改建線路的需求非常旺盛。尤其在發(fā)展中國(guó)家，如非洲、拉美、東南亞等地區(qū)，輸電線路建設(shè)嚴(yán)重不足或落后，用電問題比較嚴(yán)峻，像非洲的用電人口僅有24％左右，架空輸電線路的建設(shè)將是未來很具規(guī)模的工程，架空導(dǎo)線的需求量也將持續(xù)增長(zhǎng)。
高強(qiáng)度鋁合金絞線具有電阻損耗低、弧垂性能好，耐腐蝕等特點(diǎn)，可節(jié)約電能、塔材和土地資源，提高線路運(yùn)行壽命，既可用于一般架空輸配電線路，也能用于1000米左右大跨越輸電線路。
目前，國(guó)內(nèi)外常用的鋁合金線的抗拉強(qiáng)度315～325MPa，導(dǎo)電率52.5％，絞合導(dǎo)線的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能較常規(guī)鋼芯鋁絞線優(yōu)勢(shì)并不很大。因此，國(guó)內(nèi)外架空輸電線路仍以鋼芯鋁絞線為主。鋁合金線的導(dǎo)電率每提升1％IACS，絞合導(dǎo)線即可減少線路損耗3％以上，具有十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益。如何進(jìn)一步提高鋁合金導(dǎo)線的拉斷力，降低直流電阻，增強(qiáng)鋁合金導(dǎo)線的性能優(yōu)勢(shì)，降低線路施工成本，節(jié)能降耗，擴(kuò)大其使用范圍，對(duì)架空輸電線路的建設(shè)意義重大。為此，將鋁合金線的導(dǎo)電率和強(qiáng)度同時(shí)顯著提高，絞合后得到高導(dǎo)電高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線，相對(duì)于常規(guī)鋼芯鋁絞線的性能優(yōu)勢(shì)會(huì)十分明顯，能大大促進(jìn)該產(chǎn)品的應(yīng)用，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
盡管當(dāng)前有研究將鋁合金線性能得到提升，但是其或是使用純度較高的鋁錠(99.8％及以上)，性價(jià)比難以提升；或是采用特殊的工藝手段，難以符合工業(yè)化生產(chǎn)的條件。為此，需要研究在不增加成本的情況下，以可以工業(yè)化實(shí)現(xiàn)的路徑來提高鋁合金線的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)電性能和力學(xué)性能更加突出的高導(dǎo)電高強(qiáng)度鋁合金絞線的制造方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種智能電網(wǎng)用高導(dǎo)電高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線的制造方法，包括以下步驟：
步驟一：使用帶有在線凈化系統(tǒng)的鋁合金連鑄連軋機(jī)組加工制得過飽和鋁合金桿，鋁合金桿的性能應(yīng)滿足：抗拉強(qiáng)度170～200MPa，伸長(zhǎng)率≥13％，20℃直流電阻率≤0.03400Ω·mm2/m；
步驟二：對(duì)過飽和鋁合金桿進(jìn)行自然時(shí)效，自然時(shí)效后鋁合金桿性能應(yīng)滿足：抗拉強(qiáng)度165～195MPa，伸長(zhǎng)率≥15％，20℃直流電阻率≤0.03370Ω·mm2/m；
步驟三：將步驟二得到的鋁合金桿冷拉為鋁合金線，拉制的鋁合金線性能應(yīng)滿足：抗拉強(qiáng)度≥310MPa，20℃直流電阻率≤0.032450Ω·mm2/m；
步驟四：將鋁合金線放入連續(xù)時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行人工時(shí)效強(qiáng)化處理，時(shí)效后單線性能應(yīng)滿足：抗拉強(qiáng)度≥345MPa，伸長(zhǎng)率≥5.0％，20℃直流電阻率≤0.031750Ω·mm2/m，導(dǎo)電率≥54.3％；
步驟五：將多根步驟四得到的單線同心絞合，絞合后高強(qiáng)度鋁合金單線性能應(yīng)滿足：抗拉強(qiáng)度≥340MPa，伸長(zhǎng)率≥5.0％，20℃直流電阻率≤0.031927Ω·mm2/m，導(dǎo)電率≥54.0％IACS。
所述步驟一制得過飽和鋁合金桿的方法為：將99.7％鋁錠及鋁合金錠進(jìn)行成分配比熔煉，添加成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為，Mg：0.66％～0.75％；Si：0.62％～0.70％；Fe：0.25％～0.30％；Y≥0.001％；Ti+V+Mn+Cr≤0.02％，每噸鋁合金溶液加入3～4kg鋁硼合金錠；合金添加順序?yàn)殇X硅合金——鋁鐵合金——鋁釔合金——鋁硼合金錠，30～40min后加入鎂錠，精煉30min，扒渣后靜置35～50min；合金熔煉溫度750～800℃；熔煉后在流槽中通過爐外除氣過濾系統(tǒng)，并使氫含量不高于0.18ml/100g，澆鑄溫度700～720℃，入軋溫度510～530℃；澆鑄時(shí)調(diào)各區(qū)節(jié)冷卻水流量，使錠坯斷面呈等軸狀晶粒。
所述步驟二中，進(jìn)行自然時(shí)效的方法為：將步驟一得到的過飽和鋁合金桿置于室溫下進(jìn)行72～120h的自然時(shí)效。
所述步驟三中，鋁合金桿冷拉為鋁合金線的方法為：使用非滑動(dòng)鋁合金拉絲機(jī)拉制出鋁合金線，拉絲速度10～15m/s，出線模為納米涂層模。
所述步驟四中，對(duì)鋁合金線進(jìn)行人工連續(xù)時(shí)效強(qiáng)化處理的方法為：時(shí)效溫度150℃～160℃，時(shí)效時(shí)間5～10h，熱處理后出爐自然冷卻不少于16h。
所述步驟五中，絞合方法為：將鋁合金圓線同心絞合1-5層；或者以鋁合金圓線為芯，外層絞合1～5層梯形線或Z型線。
采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果：本發(fā)明使用普通99.7％的鋁錠，通過優(yōu)化產(chǎn)品成分，調(diào)整硼化次序，并改進(jìn)相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)工藝，從而獲得導(dǎo)電性能和力學(xué)性能更為優(yōu)異的導(dǎo)線，提高了產(chǎn)品的使用價(jià)值，促進(jìn)了產(chǎn)品的應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
(具體實(shí)例1)：
(1)按照質(zhì)量百分比，Mg：0.68％；Si：0.65％；Fe：0.28％；Y：0.0008％；Ti+V+Mn+Cr：0.015％進(jìn)行合金熔煉，合金熔煉溫度760℃；稀土優(yōu)化、硼化30min，精煉30min，扒渣后靜置40min；
(2)靜置后連鑄連軋鋁合金桿，澆鑄溫度700℃，入軋溫度515℃；
(3)連鑄連軋獲得的鋁合金桿在室溫下自然時(shí)效84h；通過自然時(shí)效使鋁合金桿軋制應(yīng)力得到一定釋放，并形成強(qiáng)化相少量析出的GP區(qū)。
(4)自然時(shí)效后的鋁合金桿拉制φ3.50mm鋁合金圓線，拉絲速度15m/s；
(5)將鋁合金圓線進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí)效溫度155℃，時(shí)效6.5h。
(6)人工時(shí)效鋁合金線圓線按照1+6+12+18+24四層一次性同心絞合為圓線同心絞高導(dǎo)電高強(qiáng)度鋁合金絞線。
(具體實(shí)例2)：
(1)按照質(zhì)量百分比，Mg：0.72％；Si：0.69％；Fe：0.25％；Y：0.001％；Ti+V+Mn+Cr：0.018％進(jìn)行合金熔煉，合金熔煉溫度780℃；稀土優(yōu)化、硼化35min，精煉30min，扒渣后靜置50min；
(2)靜置后連鑄連軋鋁合金桿，澆鑄溫度710℃，入軋溫度525℃；
(3)連鑄連軋獲得的鋁合金桿在室溫下自然時(shí)效96h；
(4)自然時(shí)效后的鋁合金桿拉制φ3.07mm鋁合金圓線和等效直徑φ4.43mm鋁合金“Z”型線，拉絲速度10m/s；
(5)將鋁合金圓線進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí)效溫度158℃，時(shí)效8h。
(6)人工時(shí)效鋁合金線圓線按照1+6絞合，外層同心絞合10+16“Z”型線得到型線同心絞高導(dǎo)電高強(qiáng)度鋁合金絞線。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述智能電網(wǎng)用高導(dǎo)電高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例代表而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。