專利名稱：新型合金導(dǎo)體、其制備工藝及相關(guān)電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)體材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及合金導(dǎo)體材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，是指一種 新型合金導(dǎo)體其制備工藝及相關(guān)電纜，該新型合金導(dǎo)體的性能大大地超過一般的鋁，能代替 銅，廣泛應(yīng)用于各種型號、各種用途、各種規(guī)格的電纜之中。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，電纜工業(yè)已是機(jī)械行業(yè)中僅次于汽車行業(yè)的第二大產(chǎn)業(yè)， 在國際上也僅次于美國成為全球第二大電線電纜生產(chǎn)國。我國電纜用銅量一般占全國總用銅 量的65%~70%。近年來用銅、鋁量節(jié)節(jié)上升。06年電纜產(chǎn)品中所用的銅量為350萬噸，用 鋁量為110萬噸。在110萬噸鋁錠分為兩塊。 一塊是90萬噸用在做鋼芯鋁絞線之類的架空導(dǎo) 線， 一塊是20萬噸用在做電纜線芯。而在06年之前，我國的電纜線芯用鋁量不足IO萬噸， 由于06年銅價的大幅上揚(yáng)，電纜線芯用鋁量才上升到近20萬噸，僅占當(dāng)年用銅量的5.7%。 這種狀況， 一是反映了我國電纜工業(yè)技術(shù)落后，二是反映了我們對電纜產(chǎn)品認(rèn)識不足，三是 對銅寶貴資源的一種盲目需求。
我們知道，銅是國家重要的戰(zhàn)略物資之一。我國是個銅礦資源極為匱乏的國家，我國所 用的銅70%以上都依賴進(jìn)口 。 21世紀(jì)初，銅、鋁價格一般相差2000~3000元/噸之間，最低的 時候只有相差1000元/噸左右，銅略高一些。從04年開始，銅價一路上升，特別是從06年 春節(jié)起，短短的幾個月，從近40000元/噸直線飚升到81900元/吃，上漲了近2倍，而鋁價上 升的趨勢較平穩(wěn)，最高也只有24000元/噸左右。從直接經(jīng)濟(jì)效益來算，還要加上銅的比重為 8.89g/cm3,而鋁的比重為2.7g/cm3，同樣長度的一4艮電纜，從重量上用銅比用鋁又要增加3.3 倍，加上價格倍數(shù)，銅芯電纜的價格之高是可想而知的。因此電纜線芯如何積極開展以新型 材料代替銅，對我國社會主義建"&具有重要的戰(zhàn)略意義和巨大的經(jīng)濟(jì)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是針對以上存在的問題與不足，提供一種新型合金導(dǎo)體，其價格不 貴，重量輕，敷設(shè)方便，施工成本低，較之于普通鋁線有著電阻率低，導(dǎo)電率好，抗拉強(qiáng)度 高，延伸率大等優(yōu)點(diǎn)，能代替銅，廣泛應(yīng)用于各種型號、各種用途、各種規(guī)格的電纜之中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種新型合金導(dǎo)體，其特點(diǎn)是，包括下列組分(以重量百分比表示)0.03~0.20%的硅， 0.40~1.5%的鐵,0~0.10%的鋅，其余為鋁。
一種制備方法，其特點(diǎn)是，用于制備上述的新型合金導(dǎo)體，包括步驟將鋁錠依次進(jìn)行 連鑄連軋工藝、拉線工藝、絞線工藝和韌煉工藝。
一種弧形合金多能電纜，其特點(diǎn)是，包括金屬鎧裝、聚脂薄膜帶、接地線和至少一電纜 芯，所述電纜芯包括至少一單芯和包裹在所述至少一單芯周圍的絕緣層，所述至少一單芯采 用上述的新型合金導(dǎo)體，所述聚脂薄膜帶絞包于所述至少一電纜芯和所述接地線周圍，所述 金屬鎧裝包裹在所述聚脂薄膜帶周圍。
較佳地，所述金屬鎧裝是鋁合金帶鎧裝。
一種電力電纜，其特點(diǎn)是，包括至少一導(dǎo)電線芯、成纜屏蔽層、絕緣層、金屬屏蔽層、 玻璃纖維帶和護(hù)套，導(dǎo)電線芯包括至少一單線芯和包裹在所述至少一單線芯周圍的半導(dǎo)體屏 蔽層，所述至少一單線芯采用上述的新型合金導(dǎo)體，所述至少一導(dǎo)電線芯外絞包所述成纜屏 蔽層，所述絕緣層包裹所述成纜屏蔽層，所述金屬屏蔽層包裹所述絕緣層，所述玻璃纖維帶 包裹所述金屬屏蔽層，所述護(hù)套包裹所述玻璃纖維帶。
較佳地，所述成纜屏蔽層是半導(dǎo)體屏蔽層，所述絕緣層是XLPE絕緣層，所述金屬屏蔽 層是銅帶屏蔽層，所述護(hù)套是PVC護(hù)套。
一種新型電纜，其特點(diǎn)是，包括護(hù)套、聚脂薄膜帶、接地線和至少一電纜線芯，所述電 纜線芯包括至少 一線芯和包裹在所述至少 一線芯周圍的絕緣層，所述至少 一線芯采用上述的 新型合金導(dǎo)體，所述聚脂薄膜帶絞包于所述至少一電纜線芯和所述接地線周圍，所述護(hù)套包 裹在所述聚脂薄膜帶周圍。
本發(fā)明的有益效果如下
1. 本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體，是以鋁為主體的新型合金導(dǎo)體材料，有相當(dāng)好的彎曲性能。 一般的鋁線芯比較硬，易斷，不宜彎曲，該新型合金導(dǎo)體線芯具有良好的彎曲性能， 能彎曲自如，且不會脆斷。
2. 本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體耐腐蝕性比銅強(qiáng)。 一根電纜不可能一根到底，中間有接頭，而 一般的銅在潮濕的環(huán)境下會產(chǎn)生"銅綠"。容易造成短路或接觸不靈，影響其電性能 和機(jī)械性能，而新型合金導(dǎo)體線芯可保證在任何氣候條件下不氧化，保證電流一路通 暢。
3. 本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體延伸性好。以鋁為主體的新型合金導(dǎo)體線芯與銅具有相同的延 伸率，都能達(dá)到25%以上，而純鋁不到10%。
4. 本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體冷壓縮性好。具有與銅相等的壓縮性、延展性、韌性，因此電 纜的線芯緊壓達(dá)到的效果是一致的。5. 本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體抗蠕變性能好。由于純鋁抗蠕變性能差，因此較少用于電纜線 芯，而該新型合金導(dǎo)體線芯克服這一缺陷，為廣泛應(yīng)用于電纜線芯掃清障礙。
6. 本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體抗拉強(qiáng)度比純鋁高。電纜中軟銅線抗拉強(qiáng)度不考核，純鋁不到 80N/mm2,而新型合金導(dǎo)體線芯則達(dá)到160N/mm2左右。
7. 本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體，價格不貴(僅比純鋁價格略高一些)，重量輕，敷設(shè)方便， 施工成本低，較之于普通鋁線有著電阻率低，導(dǎo)電率好，抗拉強(qiáng)度高，延伸率大等優(yōu) 點(diǎn)，性能大大地超過一般的鋁，能代替銅，廣泛應(yīng)用于各種型號，各種用途，各種規(guī) 格的電纜之中；
8. 本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體為我國的電纜工業(yè)技術(shù)革命走出了關(guān)鍵一步，徹底解決了以鋁 為主體的合金代替銅的技術(shù)瓶頸，圓了國人翹首已待了近50年之久的一個夢，無論 從經(jīng)濟(jì)利益、社會效益還是從國家整體戰(zhàn)略意義來講，以新型合金導(dǎo)體代銅是我國乃 至世界各國電纜工業(yè)一個重要的發(fā)展方向。


圖1是本發(fā)明的弧形合金多能電纜的一具體實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的電力電纜的 一具體實(shí)施例的橫截面示意圖。 圖3是本發(fā)明的新型電纜的一具體實(shí)施例的橫截面示意圖。 圖4是本發(fā)明的新型電纜的另 一具體實(shí)施例的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明如下
本發(fā)明的以鋁為主體的新型合金導(dǎo)體，具有價格不貴(僅比純鋁價格略高一些)，但性能 好，電阻率低，導(dǎo)電性能好，重量雖輕強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，其具體表現(xiàn)在以下幾個方面
1. 有相當(dāng)好的彎曲性能。 一般的鋁線芯比較硬，易斷，不宜彎曲。該合金線芯具有良 好的彎曲性能，能彎曲自如，且不會脆斷。
2. 耐腐蝕性比銅強(qiáng)。 一根電纜不可能一根到底，中間有接頭，而一般的銅易氧化，很 容易造成短路或接觸不靈。而且銅在潮濕的情況下會產(chǎn)生銅綠，影響其電性能和機(jī) 械性能。而合金線芯可保證在任何氣候條件下不氧化，保證電流一路通暢。
3. 延伸性好。以鋁為主體的合金線與銅具有相同的延伸率，都能達(dá)到25%以上，而純 鋁不到10%。
4. 冷壓縮性好。具有與銅相等的壓縮性、延展性、韌性，因此電纜的線芯緊壓達(dá)到的效果是一致的。
5. 抗蠕變性能好。由于純鋁抗蠕變性能差，因此較少用于電纜線芯。而該合金線芯克 服這一缺陷，為廣泛應(yīng)用于電纜線芯掃清障礙。
6. 抗拉強(qiáng)度比純鋁高。電纜中軟銅線抗拉強(qiáng)度不考核，純鋁不到80N/mm2,而合金線 芯則達(dá)到160 N/mm2左右。
7. 產(chǎn)品重量輕，敷設(shè)方便，施工成本低。
實(shí)施例l弧形合金多能電纜的制備
如圖l所示，本實(shí)施例中的是一種弧形合金多能電纜，包括鋁合金帶鎧裝5、聚脂薄膜 帶4、接地線3和3根電纜芯6,所述電纜芯6包括多根單芯1和包裹在所述單芯1周圍的絕 緣層2,所述單芯1采用實(shí)施例1制備的新型合金導(dǎo)體，所述聚脂薄膜帶4絞包于所述3根 電纜芯6和所述接地線3周圍，所述鋁合金帶鎧裝5包裹在所述聚脂薄膜帶4周圍。其制備 過程如下在導(dǎo)體外經(jīng)過擠塑，成纜后再絞包一層聚脂薄膜玻璃絲帶4,最外層是鋁合金帶 鎧裝5。
實(shí)施例2電力電纜的制備
如圖2所示，本實(shí)施例中的是一種大截面的電力電纜，截面為250-l600mm2,包括5根 導(dǎo)電線芯11、成纜屏蔽層12、 XLPE絕緣層13、銅帶屏蔽層14、玻璃纖維帶15和PVC護(hù) 套16,導(dǎo)電線芯11包括多根單線芯17和包裹在所述單線芯17周圍的半導(dǎo)體屏蔽層18,所 述單線芯17采用實(shí)施例2制備的新型合金導(dǎo)體，所述導(dǎo)電線芯11外絞包所述成纜屏蔽層12 (一半導(dǎo)體屏蔽層)，所述XLPE絕緣層13包裹所述成纜屏蔽層12，所述銅帶屏蔽層14包 裹所述XLPE絕緣層13，所述玻璃纖維帶15包裹所述銅帶屏蔽層14,所述PVC護(hù)套16包 裹所述玻璃纖維帶15。其制備過程如下單線芯17外絞包一層半導(dǎo)體屏蔽層18,成纜后絞 包一層半導(dǎo)體屏蔽層(成纜屏蔽層12)，外擠XLPE絕緣層13,再銅帶屏蔽層14,包玻璃纖 維帶15，再擠包PVC護(hù)套16。
實(shí)施例3新型電纜的制備
如圖3-4所示，本實(shí)施例中的新型電纜可廣泛應(yīng)用于各類建筑，包括護(hù)套21、聚脂薄膜 帶22、接地線23和3根或2根電纜線芯24，所述電纜線芯24包括多根線芯25和包裹在所 述線芯25周圍的絕緣層26,所述線芯25采用實(shí)施例3制備的新型合金導(dǎo)體，所述聚脂薄膜 帶22絞包于所述電纜線芯24和所述接地線23周圍，所述護(hù)套21包裏在所述聚脂薄膜帶22周圍。其制備過程如下線芯25采用新合金導(dǎo)體材料，外擠絕緣層26,聚脂薄膜帶22包帶， 加護(hù)套21。
綜上所述，本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體價格不貴，重量輕，敷設(shè)方便，施工成本低，較之于 普通鋁線有著電阻率低，導(dǎo)電率好，抗拉強(qiáng)度高，延伸率大等優(yōu)點(diǎn)，能代替銅，廣泛應(yīng)用于 各種型號、各種用途、各種規(guī)格的電纜之中。
需要說明的是，在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文 獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，以上所述的是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技 術(shù)原理，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或 修改而不背離本發(fā)明的精神與范圍，這些等價形式同樣落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型合金導(dǎo)體，其特征在于，包括下列組分(以重量百分比表示)0.03～0.20％的硅，0.40～1.5％的鐵，0～0.10％的鋅，其余為鋁。
2. —種制備方法，其特征在于，用于制備如權(quán)利要求1所述的新型合金導(dǎo)體，包括步驟將 鋁錠依次進(jìn)行連鑄連軋工藝、拉線工藝、絞線工藝和韌煉工藝。
3. —種弧形合金多能電纜，其特征在于，包括金屬鎧裝、聚脂薄膜帶、接地線和至少一電纜 芯，所述電纜芯包括至少一單芯和包裹在所述至少一單芯周圍的絕緣層，所述至少一單芯 釆用如權(quán)利要求1所述的新型合金導(dǎo)體，所述聚脂薄膜帶絞包于所述至少一電纜芯和所述 接地線周圍，所述金屬鎧裝包裹在所述聚脂薄膜帶周圍。
4. 如權(quán)利要求3所迷的弧形合金多能電纜，其特征在于，所述金屬鎧裝是鋁合金帶鎧裝。
5. —種電力電纜，其特征在于，包括至少一導(dǎo)電線芯、成纜屏蔽層、絕緣層、金屬屏蔽層、 玻璃纖維帶和護(hù)套，導(dǎo)電線芯包括至少一單線芯和包裹在所述至少一單線芯周圍的半導(dǎo)體 屏蔽層，所述至少一單線芯采用如權(quán)利要求1所述的新型合金導(dǎo)體，所述至少一導(dǎo)電線芯 外絞包所述成纜屏蔽層，所述絕緣層包裹所述成纜屏蔽層，所述金屬屏蔽層包裹所述絕緣 層，所述玻璃纖維帶包裹所述金屬屏蔽層，所述護(hù)套包裹所述玻璃纖維帶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力電纜，其特征在于，所述成纜屏蔽層是半導(dǎo)體屏蔽層，所述絕 緣層是XLPE絕緣層，所述金屬屏蔽層是銅帶屏蔽層，所述護(hù)套是PVC護(hù)套。
7. —種新型電纜，其特征在于，包括護(hù)套、聚脂薄膜帶、接地線和至少一電纜線芯，所述電 纜線芯包括至少一線芯和包裹在所述至少一線芯周圍的絕緣層，所述至少一線芯采用如權(quán) 利要求1所述的新型合金導(dǎo)體，所述聚脂薄膜帶絞包于所述至少一電纜線芯和所述接地線 周圍，所述護(hù)套包裹在所述聚脂薄膜帶周圍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型合金導(dǎo)體，包括下列組分(以重量百分比表示)0.03～0.20％的硅，0.40～1.5％的鐵，0～0.10％的鋅，其余為鋁；還提供了一種制備方法，及由該新型導(dǎo)體材料制造的相關(guān)電纜，包括弧形合金多能電纜、電力電纜和新型電纜，本發(fā)明的新型合金導(dǎo)體價格不貴，重量輕，敷設(shè)方便，施工成本低，較之于普通鋁線有著電阻率低，導(dǎo)電率好，抗拉強(qiáng)度高，延伸率大等優(yōu)點(diǎn)，能代替銅，廣泛應(yīng)用于各種型號、各種用途、各種規(guī)格的電纜之中。
文檔編號H01B1/02GK101567229SQ200810036628
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者汪世華 申請人:上海斯麟特種設(shè)備工程有限公司