一種鋁合金桿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于合金制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉛合金桿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全國電力的高速發(fā)展，對線路輸電能力的要求越來越高。在國家提倡建設(shè)"資 源節(jié)約型、環(huán)境友好型和新技術(shù)、新材料、新工藝"的"兩型Η新"電網(wǎng)建設(shè)方針的指導(dǎo)下，涌 現(xiàn)出一批新型導(dǎo)線，尤其是節(jié)能類導(dǎo)線，如鋼芯高導(dǎo)電率鉛絞線、鉛合金芯鉛絞線、中強(qiáng)度 全鉛合金絞線等。送些產(chǎn)品在國家電網(wǎng)公司試點(diǎn)工程的推動(dòng)下，市場用量日趨增大。
[0003] 我國導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)GB/T1179-2008《圓線同必絞架空導(dǎo)線》中，有兩種型號的鉛合金均 屬高強(qiáng)度類合金，型號分別為LHA1和LHA2,對應(yīng)導(dǎo)電率為52. 5%IACS和53%IACS，與鋼 芯鉛絞線采用的LY9型硬鉛線的導(dǎo)電率61 %IACS相比，在相同導(dǎo)線截面時(shí)，其直流電阻要 增大15 %左右，在通過相同電流時(shí)，其電阻損耗也相應(yīng)增大15 %左右。但若采用LHA3和 LHA4型中強(qiáng)度鉛合金，即可將導(dǎo)電率提高至58. 5%IACS和59. 0%IACS，在此情況下，在相 同導(dǎo)線截面時(shí)，其直流電阻的增大約4.0%左右，在通過相同電流時(shí)，其電阻損耗也只增大 4%左右。由此看來，中強(qiáng)度鉛合金比高強(qiáng)度鉛合金在電阻損耗方面占據(jù)了更大優(yōu)勢。送也 是國標(biāo)GB/T1179-2008《圓線同必絞架空導(dǎo)線》中雖然沒有中強(qiáng)度鉛合金之說，但中強(qiáng)度鉛 合金在裸架空導(dǎo)線市場上卻占據(jù)了一席之地。
[0004]中強(qiáng)度鉛合金一般是W全鉛合金絞線的形式出現(xiàn)在裸架空導(dǎo)線市場上，送是因?yàn)?中強(qiáng)度鉛合金絞線與目前普遍采用的鋼芯鉛絞線相比，有如下特點(diǎn)：
[0005] -、加工制造方面
[0006]中強(qiáng)度全鉛合金絞線和全鉛絞線生產(chǎn)工藝流程相同，均為同質(zhì)材料同必絞制，生 產(chǎn)工藝簡便，成本低，效率高。
[0007] 二、設(shè)計(jì)方面
[0008] 1.弧垂特性好。中強(qiáng)度全鉛合金絞線的總拉斷力與其單位重量之比為9. 4km，而 常用鋼芯鉛絞線為7~8km，因而弧垂特性好，可降低線路建設(shè)投資。
[0009] 2.延伸率大。按標(biāo)準(zhǔn)值（非熱處理型伸長率2%~3%，熱處理型伸長率>3. 5%) 為鉛線的2-3倍，因而中強(qiáng)度合鉛合金絞線具有優(yōu)良的過載能力及疲勞特性。
[0010] 3.高溫特性好。據(jù)加拿大Alcan公司介紹，在8(TC持續(xù)運(yùn)行不產(chǎn)生強(qiáng)度損失，在更 高溫度下運(yùn)行，強(qiáng)度損失也很少，而且高溫運(yùn)行起到人工時(shí)效作用，提高電導(dǎo)率2%~5 %。
[0011] 4.荷載方面，與相同直徑的鋼芯鉛絞線相比，水平荷載、縱向強(qiáng)力相當(dāng)，垂直荷載 減少10%。
[0012] 5.與相同直徑的鋼芯鉛絞線相比，在外部條件相同時(shí)（分裂數(shù)、分裂間距、對地距 離、相間距離等），其地面電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、無線電干擾、可聽噪聲等也相同。
[001引H、施工方面
[0014]1.接續(xù)金具簡單。中強(qiáng)度全鉛合金絞線由同種材料絞成，故僅需1個(gè)接續(xù)管，施工 方便。其屈服強(qiáng)度約為鉛線的1.5倍，壓縮型接續(xù)不易產(chǎn)生導(dǎo)線鼓包或燈籠現(xiàn)象。對耐強(qiáng) 跳線可減少壓接工作量，提高施工效率。
[0015] 2.表面耐損傷。中強(qiáng)度全鉛合金線的硬度（布氏硬度為85皿）為鉛線的2倍，但 重量比同直徑鋼芯鉛絞線輕，施工放線時(shí)可減少導(dǎo)線表面擦傷，提高施工質(zhì)量。而且可減少 運(yùn)行時(shí)電暈損失及無線電干擾水平。
[001引 四、運(yùn)行方面
[0017] 1.電能損失少。雖然中強(qiáng)度鉛合金絲的直流電阻率比硬鉛線約高4.0%左右，但 由于同直徑時(shí)，中強(qiáng)度全鉛合金絞線的導(dǎo)電截面積較鋼芯鉛絞線大，所W2(TC直流電阻要 稍低于鋼芯鉛絞線。而鋼芯鉛絞線的鋼芯要產(chǎn)生磁滯損失和潤流損失，中強(qiáng)度全鉛合金 絞線無鋼芯，其交流電阻要比鋼芯鉛絞線低，故電能損失減少，特別是大容量輸電時(shí)降耗明 思。
[0018]2.耐腐蝕。對大氣腐蝕具有天然抵抗能力，而且又避免了鉛線與錐鋒鋼線之間的 電化腐蝕，導(dǎo)線運(yùn)行壽命長。
[0019] 3.中強(qiáng)度全鉛合金絞線外層鉛合金線的受力較鋼芯鉛絞線外層鉛線的受力相對 值要小，耐受振動(dòng)的性能要好。
[0020] 基于上述優(yōu)點(diǎn)，中強(qiáng)度全鉛合金絞線現(xiàn)已在國外得到廣泛應(yīng)用。特別在歐洲，女口 法國的輸電線路50%W上采用中、高強(qiáng)度全鉛合金絞線，其在德國和北歐的國家（瑞典、 挪威、冰島等）的應(yīng)用也很普遍，美國也有應(yīng)用；但見諸于文獻(xiàn)的關(guān)于其運(yùn)行情況的資料很 少。根據(jù)上海中天鉛線有限公司提供的其近幾年了解到的海外招投標(biāo)信息，近幾年來，中強(qiáng) 度全鉛合金絞線在南美、非洲、印度等國家和地區(qū)應(yīng)用量增長較快，少則幾公里多則數(shù)千公 里，電壓等級從66kV至500kV。我國在220kV及±500kV少量線路上也采用了中強(qiáng)度全鉛 合金絞線。
[0021] 中強(qiáng)度鉛合金線的關(guān)鍵技術(shù)即為爐前配方和烙鑄社工藝參數(shù)控制，目前進(jìn)入市 場的中強(qiáng)度鉛合金線主要為鉛鎮(zhèn)娃合金，例如發(fā)明專利CN102766788A自然時(shí)效處理的中 強(qiáng)度鉛鎮(zhèn)娃合金桿和合金線的制備方法，發(fā)明專利CN103451498A-種架空導(dǎo)線用中強(qiáng)度 鉛合金線，發(fā)明專利CN103556016A-種中強(qiáng)度高導(dǎo)電率電工鉛導(dǎo)線材料及其制備方法， CN103820685AN導(dǎo)電率60%IACS中強(qiáng)度鉛合金線及其制備方法，均屬鉛鎮(zhèn)娃系合金；送類 合金有一個(gè)共同特點(diǎn)，生產(chǎn)的中強(qiáng)度鉛合金線雖然性能可達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，但成品率 只能達(dá)到90%左右，有10%左右廢品產(chǎn)生。廢品產(chǎn)生的主要原因是由于中強(qiáng)度鉛合金桿工 藝性能波動(dòng)引起斷線，W及電性能波動(dòng)引起電阻率超標(biāo)，如此高的廢品率不僅降低了中強(qiáng) 度鉛合金線的生產(chǎn)效率，而且加大了中強(qiáng)度鉛合金線的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種鉛合金 桿及其制備方法，鉛合金桿的合金組成中增加了測和稀±，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中鉛合金 桿中的元素波動(dòng)、工藝性能波動(dòng)，引起的拉絲斷線率高、時(shí)效后電阻率波動(dòng)的情況。
[0023]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種鉛合金桿，該鉛合金桿的合金 的組成包括；鎮(zhèn)的質(zhì)量百分比為0. 45%~0. 60%，娃的質(zhì)量百分比為0. 35%~0. 45%，鐵 的質(zhì)量百分比為0. 25 %~0. 40 %，測的質(zhì)量百分比為0. 01 %~0. 15 %，稀±的質(zhì)量百分比 為0. 02%~0. 03%，余量為鉛。
[0024] 本發(fā)明還提供一種鉛合金桿的制備方法，包括W下步驟：
[00幼 （1)巧[|備鉛液
[0026] 將9200~9492質(zhì)量份的99. 7%重烙鉛錠烙化，得到烙化的鉛液；99. 7%重烙鉛 錠指的是重烙鉛錠中鉛的質(zhì)量百分含量不低于99. 7%。
[0027] (2)烙煉鉛合金液
[0028] 將所述烙化的鉛液放入保溫爐內(nèi)，向保溫爐中加入136~286質(zhì)量份的AWelO鉛 鐵中間合金，20~30質(zhì)量份的AlRelO鉛稀±中間合金，33~50質(zhì)量份的A1B3鉛測中間合 金，274~374質(zhì)量份的AlSi10鉛娃中間合金，加熱至740~76(TC，再加入45~60質(zhì)量份 的99. 95%的鎮(zhèn)錠；在730~75(TC下保溫靜置20~40分鐘，得到鉛合金液；其中，AlFelO 鉛鐵中間合金指的是鉛鐵中間合金中的鐵的質(zhì)量百分含量為9%~ll%，AlRelO鉛稀±中 間合金指的是鉛稀±中間合金中稀±的質(zhì)量百分含量為9%~11%，A1B3鉛測中間合金指 的是鉛測中間合金中測的質(zhì)量百分含量為2. 5%~3. 5%，AlSilO鉛娃中間合金指的是鉛 娃中間合金中娃的質(zhì)量百分含量為9%~11%，99. 95%的鎮(zhèn)錠指的是鎮(zhèn)錠中鎮(zhèn)的質(zhì)量百 分含量不低于99. 95%。
[0029] 優(yōu)選的是，所述步驟似中當(dāng)所述保溫爐內(nèi)的鉛液達(dá)到50 %時(shí)，將136~286質(zhì)量 份的AWelO鉛鐵中間合金，20~30質(zhì)量份的AlRelO鉛稀±中間合金，33~50質(zhì)量份的 A1B3鉛測中間合金，274~374質(zhì)量份的AlSi10鉛娃中間合金分批投入保溫爐內(nèi)；當(dāng)烙化 的鉛液全部放入保溫爐后，將爐溫升至740~76(TC，再停止加熱，用框式送鎮(zhèn)器將45~60 質(zhì)量份的99. 95%的鎮(zhèn)錠送入保溫爐內(nèi)，攬拌。
[0030] 因?yàn)殒?zhèn)錠和其它金屬中間合金不同，鎮(zhèn)錠的烙點(diǎn)較低，只有649°C，過早加入鎮(zhèn)錠 容易產(chǎn)生燒損，導(dǎo)致最終合金元素配比達(dá)不到要求。而當(dāng)保溫爐烙化的鉛液放滿后再加入 鎮(zhèn)錠，因鎮(zhèn)錠的烙點(diǎn)低，很容易迅速烙化，還可W降低鎮(zhèn)錠的燒損。當(dāng)升溫至740~76(TC 時(shí)，可加速鎮(zhèn)錠快速烙化，框式送鎮(zhèn)器進(jìn)入鉛液內(nèi)，可在幾分鐘內(nèi)烙化鎮(zhèn)錠。
[0031] (3)德鑄得到鉛合金鑄條；
[0032] (4)社制得到鉛合金桿。
[0033] 優(yōu)選的是，所述步驟（2)中所述再加入45~60質(zhì)量份的99. 95 %的鎮(zhèn)錠之后還包 括；步驟（a)凈化處理
[0034] 向所述保溫爐內(nèi)加入爐料總質(zhì)量0.3%~0.4%的精煉劑，進(jìn)行精煉，然后化渣。
[0035] 優(yōu)選的是，所述步驟（2)中所述在730~75(TC下保溫靜置20~40分鐘之后還包 括；步驟化）除氣處理
[0036] 將靜置后的所述鉛合金液進(jìn)入除氣箱，除去所述鉛合金液中的氨氣，并吸附氧化 夾渣。
[0037] 優(yōu)選的是，所述重烙鉛錠的質(zhì)量百分比組成：0.07%《化《0. 16%，0. 04% 《81《0.08%，0.0001%《〇1《0.01%，0《11+￥+]\111+化《0.02%，其余雜質(zhì)含量 《0. 03 %,其余為鉛；
[0038]所述AWelO鉛鐵中間合金的質(zhì)量百分比組成；9%《化《11 %，0. 08 % 《Si《0. 2%，0. 001%《Cu《0. 1%，0《Ti+V+Mn+Cr《0. 1%，其余雜質(zhì)含量《0. 03%, 其余為鉛；
[0039] 所述A1B3鉛測中間合金的質(zhì)量百分比組成；2. 5 %《B《3. 5 %，0. 14 % 《化《0. 4%，0. 08%《Si《0. 2%，0. 001%《Cu《0. 1%，其余雜質(zhì)含量《0. 03%，其 余為鉛；
[0040]所述AlSi10鉛娃中間合金的質(zhì)量百分比組成；0.07%《化《0.20%，9% 《Si《11%，0. 001%《Cu《0. 1%，0《Ti+V+Mn+Cr《0. 1%,其余雜質(zhì)含量《0. 03%, 其余為鉛；
[0041] 所述99.95%鎮(zhèn)錠的質(zhì)量百分比組成；0《化《0.003%，0《51《0.005%， 0《化《0. 002%，0《Ti+V+Mn+化《0. 02%，其余雜質(zhì)含量《0. 02%，其余為鎮(zhèn)；
[0042] 所述AlRelO鉛稀±中間合金的質(zhì)量百分比組成；9%《Re《11%，0. 09% 《化《0. 25%，0. 08%《Si《0. 2%，0. 000!%《Cu《0. 01%，其余雜質(zhì)含量《0. 03%, 其余為鉛。
[0043] 優(yōu)選的是，所述AlRelO鉛稀±中間合金中的RelO為各種稀±元素的總和，主要為 銅系元素，其中的各稀±元素的質(zhì)量百分含量；4. 9%《Ce《5. 5%、3. 5%《La《4. 1%、 0. 3%《Pr《0. 7%、其它混合稀±元素0. 3%~0. 7%。
[0044] 優(yōu)選的是，所述步驟（3)中的所述德鑄得到鉛合金鑄條前還包括步驟（C)將所述 鉛合金液采用陶瓷濾板過濾。
[00