本發(fā)明屬于輸電線路工程用導(dǎo)線設(shè)計(jì)、制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線及鋁合金芯的制造方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有架空導(dǎo)線按結(jié)構(gòu)組成的材質(zhì)分類(lèi)，主要分為加強(qiáng)芯與導(dǎo)電體材質(zhì)相同和加強(qiáng)芯與導(dǎo)電體材質(zhì)不同兩種。

加強(qiáng)芯與導(dǎo)電體材質(zhì)不同的架空導(dǎo)線主要分為以鍍鋅鋼絞線為加強(qiáng)芯的架空導(dǎo)線和以碳纖維復(fù)合芯為加強(qiáng)芯的架空導(dǎo)線。以鍍鋅鋼絞線作為加強(qiáng)芯的導(dǎo)線，由于鍍鋅鋼線與外層鋁絞線的電極電位不同，易受腐蝕；由于鋁和鋼的熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)線熱膨脹系數(shù)不同；鋼線的比重比鋁大，導(dǎo)線拉力重量比小；以鍍鋅鋼絞線作為加強(qiáng)芯的導(dǎo)線，其鋼芯截面占導(dǎo)線總截面的30％，鋼芯的導(dǎo)電率僅為9％iacs，因此絞合導(dǎo)線的導(dǎo)電率低，且鐵芯在交流電中會(huì)產(chǎn)生磁阻，增大電阻，能耗大；鋼芯鋁絞線的承力件電纜廠不能制造，需要在鋼廠和鍍鋅廠加工，增加了生產(chǎn)成本；應(yīng)用中鋼芯和鋁線必須分別用相同材質(zhì)的金具連接，增加了金具數(shù)量和安裝工具，安裝施工復(fù)雜。

碳纖維芯導(dǎo)線以碳纖維復(fù)合芯作為加強(qiáng)芯，碳纖維復(fù)合芯強(qiáng)度高，也不會(huì)產(chǎn)生磁阻。但是，由于碳纖維復(fù)合芯棒是以碳纖維為芯材、玻璃纖維為表面材料通過(guò)粘合劑組合而成的實(shí)心夾層復(fù)合材料。其中，碳纖維是以環(huán)氧樹(shù)脂為基體、碳纖維絲為增強(qiáng)體組合而成的復(fù)合材料；玻璃纖維是以環(huán)氧樹(shù)脂為基體，玻璃纖維絲為增強(qiáng)體組合而成的復(fù)合材料。因此，碳纖維復(fù)合芯是絕緣體，導(dǎo)電率為0％iacs；且以環(huán)氧樹(shù)脂等有機(jī)材料為基體的碳纖維芯的老化性能和抗紫外線性能不穩(wěn)定，連接性能也不穩(wěn)定，在線路服役過(guò)程中存在安全隱患，至今尚無(wú)合理有效的試驗(yàn)和檢測(cè)方法證明其失效機(jī)理和壽命年限。兩者相比:前者高強(qiáng)度、低延伸率，后者低強(qiáng)度、高延伸率，兩者之間的線膨脹系數(shù)相差近10倍。碳纖維芯的價(jià)格昂貴，其連接和施工安裝維修更加復(fù)雜，且配套金具價(jià)格非常高昂。

加強(qiáng)芯與導(dǎo)電體材質(zhì)相同的架空導(dǎo)線主要為鋁合金芯鋁絞線或全鋁合金絞線。鋁合金芯鋁絞線采用lha1或lha2型鋁-鎂-硅合金圓線絞合線芯作為加強(qiáng)芯，由于鋁-鎂-硅合金圓線的抗拉強(qiáng)度為295mpa-325mpam，為了架空線設(shè)計(jì)要求，其加強(qiáng)芯截面需做到很大，增加了材料成本和生產(chǎn)安裝成本，最大的不足是同時(shí)降低了拉力重量比。而全鋁合金導(dǎo)線由ha1或ha2型鋁-鎂-硅合金圓線直接絞合而成，無(wú)加強(qiáng)芯，但是鋁-鎂-硅合金圓線的最大導(dǎo)電率僅為53％iacs，因此該導(dǎo)線能耗大，不經(jīng)濟(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線及鋁合金芯的制造方法。

本發(fā)明的實(shí)施例采用多元素進(jìn)行合金化，利用sc、zr、nd、nd、nb、ce、y、li、sr等元素，配合創(chuàng)新性工藝控制，形成具有多組元、高彌散納米級(jí)復(fù)合析出相的合金組織，制造超高強(qiáng)度鋁合金材料，并制造成超高強(qiáng)度鋁合金芯；采用耐腐蝕性能優(yōu)異、蠕變抗力大，并且在長(zhǎng)度方向上具有優(yōu)異的強(qiáng)度和導(dǎo)電性能的超高強(qiáng)度鋁合金芯同時(shí)作為加強(qiáng)芯承力件和導(dǎo)電體；在超高強(qiáng)度鋁合金芯外層絞合電工鋁線或超高強(qiáng)度鋁合金線，外層導(dǎo)體的形狀可以是z型、t型、s型、鎖扣型、圓形中一種或任意組合。

超高強(qiáng)度鋁合金芯與外層鋁質(zhì)導(dǎo)線或鋁合金導(dǎo)線或超高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線的組合，可以在提高導(dǎo)線有效電流的同時(shí)，大幅增加導(dǎo)線的拉力重量比；避免了因電極電位不同引起的電化學(xué)腐蝕，從而避免了因鋼芯腐蝕而引起的失效，采用特殊的結(jié)構(gòu)形成封閉的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)線的耐腐蝕性能更加優(yōu)異。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線包括超高強(qiáng)度鋁合金芯以及外層導(dǎo)體；所述超高強(qiáng)度鋁合金芯包括按重量百分比的以下成分：硅si0.2％-0.6％，鐵fe0.2％-0.4％，銅cu:0.5％-1.0％，鈧sc0.001％-0.5％，鋯zr0.05％-0.8％，鎂mg0.5％-1.2％，釹nd0.001％-0.01％，鈮nb0.001％-0.005％，鈰ce0.001％-0.1％，鐿y0.001％-0.01％，鋰li0.01％-0.3％，鋅zn1.0％-3％，硼b0.01％-0.06％，鈦ti0.02％-0.05％，釩v0.01％-0.015％，鍶sr0.001％-0.005％，余量為鋁al。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述超高強(qiáng)度鋁合金芯由單根或多根直徑為1mm-5.5mm的超高強(qiáng)度鋁合金線絞制構(gòu)成；所述超高強(qiáng)度鋁合金線的抗拉強(qiáng)度為480mpa-980mpa，延伸率為5％-8％，導(dǎo)電率為45％iacs-58％iacs。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述外層導(dǎo)體由超高強(qiáng)度鋁合金芯相同材質(zhì)的超高強(qiáng)度鋁合金線或者其它熱處理型鋁合金線(例如，電工鋁線或者lha2鋁線)絞制而成，其中，超高強(qiáng)度鋁合金線的抗拉強(qiáng)度為480mpa-980mpa，導(dǎo)電率為45％iacs-58％，其它材質(zhì)的熱處理鋁型合金線的最小抗拉強(qiáng)度為160mpa，導(dǎo)電率為55％iacs-62％iacs。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述外層導(dǎo)體截面為圓形，所述外層導(dǎo)體的直徑為1.0mm-5.5mm。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述外層導(dǎo)體截面為異型，所述外層導(dǎo)體的截面積為5mm²-25mm²。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，異型截面呈z型、t型、s型或鎖扣型。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種超高強(qiáng)度鋁合金芯的制造方法，包括：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中l(wèi)i占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g-50g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.2％-0.6％，鐵fe0.2％-0.4％，銅cu0.5％-1.0％，鈧sc0.001％-0.5％，鋯zr0.05％-0.8％，鎂mg0.5％-1.2％，釹nd0.001％-0.01％、鈮nb0.001％-0.005％、鈰ce0.001％-0.1％，鐿y0.001％-0.01％，鋰li0.01％-0.3％，鋅zn1.0％-3％，硼b0.01％-0.06％，鈦ti0.02％-0.05％，釩v0.01％-0.015％，鍶sr0.001％-0.005％，余量為al，進(jìn)行配料，準(zhǔn)備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態(tài)快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內(nèi)溫度為1300℃，利用高溫液態(tài)鋁快速傳熱熔化技術(shù)，使鋁錠在熱動(dòng)力大的高溫區(qū)快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內(nèi)，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤(rùn)后全表面接觸，發(fā)生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動(dòng)式保溫爐中，保溫至750℃-790℃，用電磁攪拌進(jìn)行15min的攪拌，同時(shí)向鋁熔體中通入氮?dú)夂铜h(huán)保精煉劑進(jìn)行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內(nèi)的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進(jìn)行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結(jié)晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場(chǎng)對(duì)鋁合金熔體產(chǎn)生震蕩作用，結(jié)晶器使鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行加熱，使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態(tài)定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結(jié)晶器出口設(shè)置可調(diào)循環(huán)冷卻劑(例如，液氨或者液氮)封閉管道冷卻器，調(diào)節(jié)冷卻劑循環(huán)流速為0.05l/h-0.1l/h，控制冷卻劑封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結(jié)晶器出口的溫度梯度保持125k/mm-220k/mm，使得由電磁震蕩結(jié)晶器處理后的半液態(tài)鋁合金熔體在冷卻器的作用下以0.58mm/s-12mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿外殼的牽引下使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)部半液態(tài)鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時(shí)，鋁合金桿在燃?xì)飧邷剌椛浼訜峁苤猩郎氐?80℃-550℃，然后以30m/min的速率通過(guò)冷卻水槽，將合金桿冷卻到60℃-65℃。

步驟九：連續(xù)擠壓制成導(dǎo)體

利用conform擠壓機(jī)將鋁合金桿連續(xù)擠壓成連續(xù)長(zhǎng)度的φ6.0mm的線坯；

步驟十：自然時(shí)效處理

將連續(xù)長(zhǎng)度的φ6.0mm的線坯在自然環(huán)境下放置12h-24h；

步驟十一：冷軋

將φ6.0mm的線坯冷軋成φ4.0mm-φ5.0mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制到一定直徑的單線，或者將冷軋后的鋁合金線拉制成預(yù)定的形狀的單線；

步驟十三：雙時(shí)效處理

對(duì)拉制后的鋁合金線立即進(jìn)行雙時(shí)效處理；雙時(shí)效處理時(shí)，1級(jí)人工時(shí)效處理為(175℃-185℃)×16h，2級(jí)人工時(shí)效處理為(113℃-125℃)×(36-72)h；

步驟十四：絞制

將雙時(shí)效處理后的鋁合金線絞制，得到超高強(qiáng)度鋁合金芯。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超高強(qiáng)度鋁合金材料具有優(yōu)異的合金組織，耐腐蝕性能優(yōu)異、蠕變抗力大，并且在長(zhǎng)度方向上具有優(yōu)異的強(qiáng)度和導(dǎo)電性能，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超高強(qiáng)度鋁合金芯同時(shí)作為加強(qiáng)芯承力件和導(dǎo)電體。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線，采用超高強(qiáng)度鋁合金芯同時(shí)作為加強(qiáng)芯承力件和導(dǎo)電體，由此避免了磁損，大幅降低導(dǎo)線本身的發(fā)熱，可以在提高導(dǎo)線有效電流的同時(shí)，提高導(dǎo)線的拉力重量比，并增加線路載流量。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線，避免了因電極電位不同引起的電化學(xué)腐蝕，從而避免了因鋼芯腐蝕而引起的失效，采用特殊的結(jié)構(gòu)形成封閉的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)線的耐腐蝕性能更加優(yōu)異，大幅提高線路服役壽命和線路安全性能。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線，大的拉力重量比可增加線路架設(shè)的檔距，節(jié)約土地資源和配套設(shè)施，大幅降低線路造價(jià)；在避免了磁損、大幅降低導(dǎo)線本身發(fā)熱的同時(shí)，具有優(yōu)異的有效電流，增加了線路的節(jié)能特性；同時(shí)大的拉力重量比和優(yōu)異的耐腐蝕性能，提高導(dǎo)線運(yùn)行可靠性，增加導(dǎo)線的使用壽命；因而從線路的全生命周期成本和效益角度比較，其造價(jià)最小、運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線，由于取消了鍍鋅鋼線作為導(dǎo)線的承力件，避免了鍍鋅鋼線制作過(guò)程中需要鍍鋅而引起環(huán)境污染。

在本發(fā)明完成之前，尚未見(jiàn)到用與本發(fā)明制備方法相同的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線產(chǎn)品，也未見(jiàn)到有與本發(fā)明相同的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線的制備方法在文獻(xiàn)中有記載。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實(shí)施例，而非對(duì)本發(fā)明的限制。

圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的鎖扣式超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線的剖面圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，通過(guò)以下幾個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的鎖扣式超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線的剖面。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的一種超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線，包括超高強(qiáng)度鋁合金芯a2以及外層導(dǎo)體a1。從圖1可以看到外層導(dǎo)體采用了兩層鎖扣結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)層鎖扣結(jié)構(gòu)與外層鎖扣結(jié)構(gòu)的排列方向相反。

對(duì)于超高強(qiáng)度鋁合金芯a2的制作工藝/過(guò)程/步驟將在以下實(shí)施例中作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

超高強(qiáng)度鋁合金芯的制造過(guò)程如下：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中l(wèi)i占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.45％，鐵fe0.4％，銅cu0.7％，鈧sc0.05％，鋯zr0.15％，鎂mg0.8％，釹nd0.005％、鈮nb0.003％、鈰ce0.05％，鐿y0.008％，鋰li0.3％，鋅zn3％，硼b0.05％，鈦ti0.02％，釩v0.01％，鍶sr0.001％，余量為al，進(jìn)行配料，準(zhǔn)備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態(tài)快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內(nèi)溫度為1300℃，利用高溫液態(tài)快速傳熱熔化技術(shù)，使鋁錠在熱動(dòng)力大的高溫區(qū)快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內(nèi)，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤(rùn)后全表面接觸，發(fā)生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動(dòng)式保溫爐中，保溫至780℃，用電磁攪拌進(jìn)行15min的攪拌，同時(shí)向鋁熔體中通入氮?dú)夂铜h(huán)保精煉劑進(jìn)行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內(nèi)的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進(jìn)行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結(jié)晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場(chǎng)對(duì)鋁合金熔體產(chǎn)生震蕩作用，結(jié)晶器使鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行加熱，使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態(tài)定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結(jié)晶器出口設(shè)置可調(diào)循環(huán)液氨封閉管道冷卻器，調(diào)節(jié)液氮循環(huán)流速為0.08l/h，控制液氨(氮)封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結(jié)晶器出口的溫度梯度保持150k/mm，使由電磁震蕩結(jié)晶器處理后的半液態(tài)鋁合金熔體在冷卻器的作用下以2mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿外殼的牽引下使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)部半液態(tài)鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時(shí)，鋁合金桿在燃?xì)飧邷剌椛浼訜峁苤猩郎氐?20℃，然后以30m/min的速率通過(guò)冷卻水槽，將合金桿冷卻到60℃-65℃。

步驟九：連續(xù)擠壓制成導(dǎo)體

利用conform擠壓機(jī)將鋁合金桿連續(xù)擠壓成連續(xù)長(zhǎng)度的φ6.0mm的線坯；

步驟十：自然時(shí)效處理

將連續(xù)長(zhǎng)度的φ6.0mm的鋁桿在自然環(huán)境下放置20h；

步驟十一：冷軋

將φ6.0mm的鋁合金桿冷軋成φ4.0mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制成直徑為2.83mm的圓線；

步驟十三：雙時(shí)效處理(熱處理)

對(duì)拉制后的鋁合金線立即進(jìn)行雙時(shí)效處理；雙時(shí)效處理時(shí)，1級(jí)人工時(shí)效處理為(175℃-185℃)×16h，2級(jí)人工時(shí)效處理為(113℃-125℃)×36h；

步驟十四：絞制

將熱處理后2.83mm的超高強(qiáng)度鋁合金線絞制，得到超高強(qiáng)度鋁合金芯。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，超高強(qiáng)度鋁合金芯由19根直徑為2.83mm的超高強(qiáng)度鋁合金線絞制而成；所述超高強(qiáng)度鋁合金線的抗拉強(qiáng)度為850mpa，延伸率為6％，導(dǎo)電率為48％iacs。

外層導(dǎo)體的制造方法包括制造抗拉強(qiáng)度為160mpa、導(dǎo)電率為62％iacs的鎖扣型截面電工鋁導(dǎo)體，此時(shí)，異型截面鋁合金導(dǎo)體的截面積為15mm²。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，某一輸電線路，采用jl/g2a-630/45鋼芯鋁絞線作為外層導(dǎo)體，其總拉斷力為156550n，直徑為33.80mm，拉力重量比為7.68，直流電阻為0.0459ω/km，70℃載流量為1052a。采用上述制造的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線(其型號(hào)可標(biāo)注為630/120)，其總拉斷力為202800n，直徑為31.6mm，拉力重量比為10.22，直流電阻為0.03962ω/km，70℃載流量為1398a。

實(shí)施例2：

超高強(qiáng)度鋁合金芯的制造過(guò)程如下：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中l(wèi)i占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.4％，鐵fe0.2％，銅cu0.8％，鈧sc0.02％，鋯zr0.09％，鎂mg1.1％，釹nd0.008％、鈮nb0.001％、鈰ce0.02％，鐿y0.002％，鋰li0.1％，鋅zn1.5％，硼b0.04％，鈦ti0.02％，釩v0.01％，鍶sr0.002％，余量為al，進(jìn)行配料，準(zhǔn)備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態(tài)快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內(nèi)溫度為1300℃，利用高溫液態(tài)快速傳熱熔化技術(shù)，使鋁錠在熱動(dòng)力大的高溫區(qū)快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內(nèi)，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤(rùn)后全表面接觸，發(fā)生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動(dòng)式保溫爐中，保溫至760℃，用電磁攪拌進(jìn)行15min的攪拌，同時(shí)向鋁熔體中通入氮?dú)夂铜h(huán)保精煉劑進(jìn)行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內(nèi)的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進(jìn)行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結(jié)晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場(chǎng)對(duì)鋁合金熔體產(chǎn)生震蕩作用，結(jié)晶器使鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行加熱，使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態(tài)定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結(jié)晶器出口設(shè)置可調(diào)循環(huán)液氨封閉管道冷卻器，調(diào)節(jié)液氮循環(huán)流速為0.09l/h，控制液氨(氮)封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結(jié)晶器出口的溫度梯度保持180k/mm，使由電磁震蕩結(jié)晶器處理后的半液態(tài)鋁合金熔體在冷卻器的作用下以3mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿的外殼牽引下使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)部半液態(tài)鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時(shí)，鋁合金桿在燃?xì)飧邷剌椛浼訜峁苤猩郎氐?50℃，然后以30m/min的速率通過(guò)冷卻水槽，將合金桿冷卻到70℃。

步驟九：連續(xù)擠壓制成導(dǎo)體

利用conform擠壓機(jī)將鋁合金桿連續(xù)擠壓成連續(xù)長(zhǎng)度的φ6.0mm的線坯；

步驟十：自然時(shí)效處理

將連續(xù)長(zhǎng)度的φ6.0mm的線坯在自然環(huán)境下放置15h；

步驟十一：冷軋

將φ6.0mm的線坯冷軋成φ4mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制到直徑為2.86mm的圓線；

步驟十三：雙時(shí)效處理(熱處理)

對(duì)拉制后的鋁合金線立即進(jìn)行雙時(shí)效處理；雙時(shí)效處理時(shí)，1級(jí)人工時(shí)效處理為(175℃-185℃)×16h，2級(jí)人工時(shí)效處理為(113℃-125℃)×36h。

步驟十四：絞制

將熱處理后的2.86mm的超高強(qiáng)度鋁合金線絞制，得到超高強(qiáng)度鋁合金芯。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述超高強(qiáng)度鋁合金芯由7根直徑為2.86mm的超高強(qiáng)度鋁合金線絞制構(gòu)成；所述超高強(qiáng)度鋁合金線的抗拉強(qiáng)度為600mpa，延伸率為6％，導(dǎo)電率為50％iacs。

外層導(dǎo)體的制造方法包括制造抗拉強(qiáng)度為350mpa、最導(dǎo)電率為55％iacs的鎖扣型截面的lha2型鋁合金導(dǎo)體，此時(shí)，異型截面鋁合金導(dǎo)體的截面積為14.3mm²。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，某一輸電線路，采用jlha1-630鋁合金絞線作為外城導(dǎo)體，其總拉斷力為198860n，直徑為32.4mm，拉力重量比為11.4，直流電阻為0.0532ω/km，70℃載流量為974a。采用上述制造的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線(其型號(hào)可標(biāo)注為630/45)，其總拉斷力為247500n，直徑為25.59mm，拉力重量比為13.86，直流電阻為0.0464ω/km，70℃載流量為1043a。

實(shí)施例3：

超高強(qiáng)度鋁合金芯的制造過(guò)程如下：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中l(wèi)i占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.2％，鐵fe0.25％，銅cu0.7％，鈧sc0.005％，鋯zr0.15％，鎂mg0.8％，釹nd0.003％、鈮nb0.002％、鈰ce0.003％，鐿y0.002％，鋰li0.3％，鋅zn1.0％，硼b0.01％，鈦ti0.02％，釩v0.01％，鍶sr0.002％，余量為al，進(jìn)行配料，準(zhǔn)備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態(tài)快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內(nèi)(爐氣)溫度為1300℃，利用高溫液態(tài)快速傳熱熔化技術(shù)，使鋁錠在熱動(dòng)力大的高溫區(qū)快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內(nèi)，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤(rùn)后全表面接觸，發(fā)生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動(dòng)式保溫爐中，保溫至760℃，用電磁攪拌進(jìn)行15min的攪拌，同時(shí)向鋁熔體中通入氮?dú)夂铜h(huán)保精煉劑進(jìn)行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內(nèi)的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進(jìn)行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結(jié)晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場(chǎng)對(duì)鋁合金熔體產(chǎn)生震蕩作用，結(jié)晶器使鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行加熱，使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態(tài)定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結(jié)晶器出口設(shè)置可調(diào)循環(huán)液氨封閉管道冷卻器，調(diào)節(jié)液氮循環(huán)流速為0.09l/h，控制液氨(氮)封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結(jié)晶器出口的溫度梯度保持180k/mm，使由電磁震蕩結(jié)晶器處理后的半液態(tài)鋁合金熔體在冷卻器的作用下以3mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿的外殼牽引下使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)部半液態(tài)鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時(shí)，鋁合金桿在燃?xì)飧邷剌椛浼訜峁苤猩郎氐?30℃，然后以30m/min的速率通過(guò)冷卻水槽，將合金桿冷卻到65℃。

步驟九：連續(xù)擠壓制成導(dǎo)體

利用conform擠壓機(jī)將鋁合金桿連續(xù)擠壓成連續(xù)長(zhǎng)度的φ6mm的線坯；

步驟十：自然時(shí)效處理

將連續(xù)長(zhǎng)度的φ6mm的線坯在自然環(huán)境下放置18h；

步驟十一：冷軋

將φ6mm的線坯冷軋成φ4.0mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制到直徑為3.69mm的圓線；

步驟十三：雙時(shí)效處理(熱處理)

對(duì)拉制后的鋁合金線立即進(jìn)行雙時(shí)效處理；雙時(shí)效處理時(shí)，1級(jí)人工時(shí)效處理為(175℃-185℃)×16h，2級(jí)人工時(shí)效處理為(113℃-125℃)×36h。

步驟十四：絞制

將熱處理后3.69mm的鋁合金線絞制，得到超高強(qiáng)度鋁合金芯。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，超高強(qiáng)度鋁合金芯由7根直徑為3.69mm的超高強(qiáng)度鋁合金線絞制構(gòu)成；所述超高強(qiáng)度鋁合金線的抗拉強(qiáng)度為620mpa，延伸率為5％，導(dǎo)電率為49％iacs。

外層導(dǎo)體的制造方法包括制造強(qiáng)度為160mpa、導(dǎo)電率為62％iacs的鎖扣型截面電工鋁導(dǎo)體，而異型截面電工鋁導(dǎo)體的截面積為14.3mm²。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，某一輸電線路，采用復(fù)合材料芯軟鋁型線絞線jlrx1/f1a-630/45-305作為外層導(dǎo)體，其總拉斷力為129100n，直徑為30.5mm，拉力重量比為7.2，直流電阻為0.0445ω/km，70℃載流量為1054a。經(jīng)計(jì)算，采用超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線(其型號(hào)可標(biāo)注為630/75)，其總拉斷力為147300n，直徑為30.4mm，拉力重量比為7.9，直流電阻為0.04034ω/km，70℃載流量為1125a。需要說(shuō)明的是，盡管在以上列舉的實(shí)施例中，外層導(dǎo)體選用了與超高強(qiáng)度鋁合金芯不同的材料，在其它實(shí)施例中外層導(dǎo)體還可選用與超高強(qiáng)度鋁合金芯相同的材質(zhì)。

實(shí)施例4：

超高強(qiáng)度鋁合金芯的制造過(guò)程如下：

步驟一：鋁中間合金顆粒的制備

制備鋁中間合金錠，其中，按重量百分比，鋁硅中間合金錠中si占5％，鋁鐵中間合金錠中fe占20％，鋁銅中間合金錠中cu占20％，鋁鈧中間合金錠中sc占20％，鋁鋯中間合金錠中zr占10％，鋁鎂中間合金錠中mg占10％，鋁釹中間合金錠中nd占10％，鋁鈮中間合金錠中nb占10％，鋁鈰中間合金錠中ce占10％，鋁鐿中間合金錠中yi占10％，鋁鋰中間合金錠中l(wèi)i占10％，鋁鋅中間合金錠中zn占10％，鋁硼中間合金錠中b占2.5％，鋁鈦中間合金錠中ti占20％，鋁釩中間合金錠中v占20％，鋁鍶中間合金錠中sr占10％；并將鋁中間合金錠制成重量為20g的鋁中間合金顆粒；

步驟二：配料

按重量百分比：硅si0.2％，鐵fe0.2％，銅cu0.5％，鈧sc0.002％，鋯zr0.01％，鎂mg0.5％，釹nd0.002％、鈮nb0.001％、鈰ce0.002％，鐿y0.002％，鋰li0.1％，鋅zn1％，硼b0.01％，鈦ti0.01％，釩v0.01％，鍶sr0.002％，余量為al，進(jìn)行配料，以準(zhǔn)備鋁錠和鋁中間合金顆粒；

步驟三：高溫液態(tài)快速熔化

采用具有大容量前爐的熔化爐，爐內(nèi)溫度為1300℃，利用高溫液態(tài)快速傳熱熔化技術(shù)，使鋁錠在熱動(dòng)力大的高溫區(qū)快速吸收熱量，軟化后滾落到大容量前爐鋁溶體內(nèi)，利用鋁溶體與半熔融鋁錠的浸潤(rùn)后全表面接觸，發(fā)生快速熱量傳遞，使鋁錠快速熔化；

步驟四：保溫、精煉

將熔化后的鋁熔體流入真空傾動(dòng)式保溫爐中，保溫至760℃，用電磁攪拌進(jìn)行15min的攪拌，同時(shí)向鋁熔體中通入氮?dú)夂铜h(huán)保精煉劑進(jìn)行精煉；

步驟五：合金化

采用高壓氣槍將鋁中間合金顆粒射入到保溫爐內(nèi)的鋁熔體中，電磁攪拌10min，然后進(jìn)行除氣處理，靜置30min，除氣除渣，再靜置15min；

步驟六：連鑄、電磁震蕩結(jié)晶

采用功率為30kw的工頻交變電磁場(chǎng)對(duì)鋁合金熔體產(chǎn)生震蕩作用，結(jié)晶器使鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)結(jié)晶器進(jìn)行加熱，使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)鋁合金熔體的溫度保持在660℃-675℃；

步驟七：水平半液態(tài)定向凝固成型法得到鋁合金桿

電磁震蕩結(jié)晶器出口設(shè)置可調(diào)循環(huán)液氨封閉管道冷卻器，調(diào)節(jié)液氮循環(huán)流速為0.09l/h，控制液氨(氮)封閉管道冷卻器末端到電磁震蕩結(jié)晶器出口的溫度梯度保持200k/mm，使由電磁震蕩結(jié)晶器處理后的半液態(tài)鋁合金熔體在冷卻器的作用下以4mm/s的凝固速度迅速凝固成鋁合金桿外殼，并在前段已凝固鋁合金桿的外殼牽引下使電磁震蕩結(jié)晶器內(nèi)部半液態(tài)鋁合金迅速形成固體，得到φ9.5mm鋁合金桿；

步驟八：固溶處理

在線固溶處理時(shí)，鋁合金桿在燃?xì)飧邷剌椛浼訜峁苤猩郎氐?30℃，然后以30m/min的速率通過(guò)冷卻水槽，將合金桿冷卻到70℃。

步驟九：連續(xù)擠壓制成導(dǎo)體

利用conform擠壓機(jī)將鋁合金桿連續(xù)擠壓成連續(xù)長(zhǎng)度的φ6.0mm的線坯；

步驟十：自然時(shí)效處理

將連續(xù)長(zhǎng)度的φ6.0mm的線坯在自然環(huán)境下放置15h；

步驟十一：冷軋

將φ6.0mm的線坯冷軋成φ4mm的鋁合金線；

步驟十二：拉制

將冷軋后的鋁合金線拉制到直徑為3.63mm的圓線；

步驟十三：雙時(shí)效處理(熱處理)

對(duì)拉制后的鋁合金線立即進(jìn)行雙時(shí)效處理；雙時(shí)效處理時(shí)，1級(jí)人工時(shí)效處理為(175℃-185℃)×16h，2級(jí)人工時(shí)效處理為(113℃-125℃)×36h。

步驟十四：絞制

將熱處理后的2.86mm的超高強(qiáng)度鋁合金線絞制，得到超高強(qiáng)度鋁合金芯。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述超高強(qiáng)度鋁合金芯由7根直徑為3.63mm的超高強(qiáng)度鋁合金線絞制構(gòu)成；所述超高強(qiáng)度鋁合金線的抗拉強(qiáng)度為530mpa，延伸率為6％，導(dǎo)電率為58％iacs。

外層導(dǎo)體的制造方法包括制造抗拉強(qiáng)度為530mpa、導(dǎo)電率為58％iacs得圓形超高強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)體，此時(shí)，圓形截面鋁合金導(dǎo)體的直徑為3.63mm。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，某一輸電線路，采用jlha1-630鋁合金絞線作為外層導(dǎo)體，其總拉斷力為198860n，直徑為32.7mm，拉力重量比為11.4，直流電阻為0.0532ω/km，70℃載流量為974a。采用上述制造的超高強(qiáng)度鋁合金芯架空導(dǎo)線(其型號(hào)可標(biāo)注為630)，其總拉斷力為333900n，直徑為32.7mm，拉力重量比為20.03，直流電阻為0.0472ω/km，70℃載流量為1118a。

以上所述的具體實(shí)施方式，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(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，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)。