硬铝导线

本技术属于《国家重点支持的高新技术领域》第四类“新材料”中“金属及金属基复合新材料制备技术”的研究范畴。 我国建有世界最大的输电网络，运行总里程近150万公里，年电阻损耗高达2千亿kWh。我国领先开发硼化、稀土化技术，将铝导体导电率由59%IACS提升到61%IACS，但在低成本保证强度下进一步提高导电率遇到了困难，长期无法突破。主要存在以下技术难题：①没有掌握微合金元素匹配提高导电率的方法，缺少对应的配方；②工业纯铝熔液中2μm以下微杂质和微气孔不能有效去除，影响强度和导电率；③传统轧制和热处理工艺难以兼顾高强度和高导电率，且能源利用率低。针对以上问题，国网河北电科院牵头，通过产学研联合攻关，提出了富铁相析出提高导电率的新方法，发明了原料配方、铝液净化、导线制备工艺等专有技术，实现了低成本下铝导体导电率和强度同步提升。 本项目发明了高强度高导电率低成本铝导体材料制备技术。建立了微量元素存在状态与性能的关系模型，掌握了铁硅、硅锑等微合金化元素最佳配比，发明了用99.7%电工铝锭生产63%IACS高导电率硬铝导体的成分配方，首次提出富铁相析出提高导电率的新方法，突破了原料纯度要求高的技术瓶颈。发明了有效去除微缺陷的铝熔液净化系列技术。提出了Al2O3纳米刺球吸附微气泡和微杂质，惰性气体、离心、真空复合除氢，聚合气孔抑制组合技术，开发了米刺球制备装置、铝液除氢系统、旋压浇注装置，有效去除微缺陷，保留了原有合金成分，系统解决了气孔、杂质降低导线强度和导电率的技术难题。发明了节能型铝丝制备技术。提出了将温度控制和余热利用相结合，低温轧制、分段热处理的导线制备新工艺，通过富铁相沿晶界析出、晶粒径向细化和轴向延长，在保证强度的基础上提高了导电率，攻克了低成本稳定生产63%IACS高导电率硬铝导线的技术难关。 本项目授权发明专利8项，发表核心及以上论文6篇。单丝和导线均通过了国家权威机构检测。经中国电机工程学会成果鉴定，整体技术达到了国际领先水平。本技术还应用于其它铝导体制备，成功开发出铝包钢芯高导电率铝绞线、63%IACS高导电率铝导体，带动系列铝导体研究迈上了更高层级，极大提升了我国输电技术水平。