CN117649979B - 一种钢芯铝绞线的生产工艺及钢芯铝绞线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力工业技术领域，提出了一种钢芯铝绞线的生产工艺及钢芯铝绞线，钢芯铝绞线的生产工艺包括以下步骤：S1、镀锌钢芯热处理：将镀锌钢芯加热后，得到热处理后的镀锌钢芯；加热时采用分段加热；第一段加热时，温度为300~320℃，时间为10~20s；第二段加热时，温度为340~360℃，时间为10~20s；S2、铝线电泳涂装：将铝线电泳涂装后，烘干，得到涂装后的铝线；S3、绞合：将所述涂装后的铝线绞合于所述热处理后的镀锌钢芯表面，得到钢芯铝绞线。通过上述技术方案，解决了现有技术中的钢芯铝绞线强度较低、耐腐蚀性能较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力工业技术领域，具体的，涉及一种钢芯铝绞线的生产工艺及钢芯铝绞线。
背景技术
钢芯铝绞线是一种常用的组合绞线，由多根铝单线与中心位置的高强度钢线绞合而成。钢芯铝绞线是高压输电线路的主要导体材料。在日常使用中，钢芯铝绞线一方面会在恶劣环境的影响下摆晃，产生微动磨损，降低强度；另一方面，会遭受大气中水分、化学气体和盐类等物质的腐蚀。因此，钢芯铝绞线的强度和耐腐蚀性能直接影响了钢芯铝绞线的使用寿命。
随着生产生活的发展，现有钢芯铝绞线的强度和耐腐蚀性能难以满足使用需求。为了进一步提高钢芯铝绞线的强度和耐腐蚀性能，开发一种新型钢芯铝绞线的生产工艺具有重要意义。
发明内容
本发明提出一种钢芯铝绞线的生产工艺及钢芯铝绞线，解决了相关技术中钢芯铝绞线强度较低、耐腐蚀性能较差的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提出一种钢芯铝绞线的生产工艺，包括以下步骤：
S1、镀锌钢芯热处理：将镀锌钢芯加热后，得到热处理后的镀锌钢芯；
所述加热时采用分段加热；
第一段加热时，温度为300~320℃，时间为10~20s；
第二段加热时，温度为340~360℃，时间为10~20s；
S2、铝线电泳涂装：将铝线电泳涂装后，烘干，得到涂装后的铝线；
S3、绞合：将所述涂装后的铝线绞合于所述热处理后的镀锌钢芯表面，得到钢芯铝绞线。
作为进一步的技术方案，所述镀锌钢芯中，钢芯为45钢、55钢、65钢中的一种，镀锌量为250~270g/m2。
作为进一步的技术方案，所述铝线中，铝的重量百分比为≥99.5%。
作为进一步的技术方案，步骤S2中，所述铝线电泳涂装时，电泳溶液由以下重量百分比的组分组成：环氧树脂阴极电泳漆15%~20%、乙二醇3%~5%、冰醋酸0.1%~0.5%、阳离子聚丙烯酰胺2%~4%、硅化二镁3%~6%，硫酸铜2%~4%，余量为水。
电泳溶液中，通过阳离子聚丙烯酰胺和硅化二镁的联合使用，使涂装层中沉积硅化二镁，从而增强了铝线的耐腐蚀性能，进而进一步增强了钢芯铝绞线的耐腐蚀性能。
作为进一步的技术方案，所述阳离子聚丙烯酰胺和硅化二镁的重量百分比之和为6%~8%。
当阳离子聚丙烯酰胺和硅化二镁的重量百分比之和为6%~8%时，钢芯铝绞线具有更佳的耐腐蚀性能。
作为进一步的技术方案，所述电泳溶液的制备方法包括以下步骤：
A1、将阳离子聚丙烯酰胺和硅化二镁混合均匀后，加至环氧树脂阴极电泳漆中，混合均匀，得到混合漆料；
A2、向所述混合漆料中加入乙二醇、硫酸铜、冰醋酸和水，混合均匀，得到所述电泳溶液。
作为进一步的技术方案，步骤S2中，所述铝线电泳涂装时，阳极为不锈钢板或铅板，阴极为铝线，两极间距为10~15cm。
作为进一步的技术方案，步骤S2中，所述铝线电泳涂装时，电压为50~100V，温度为40~60℃，时间为3~5min。
作为进一步的技术方案，步骤S2中，所述烘干时，温度为150~170℃，时间为20~30min。
作为进一步的技术方案，步骤S3中，所述绞合时，所述涂装后的铝线为20~26股。
作为进一步的技术方案，步骤S3中，所述绞合时，所述涂装后的铝线分1层或2层绞合在所述热处理后的镀锌钢芯的表面。
本发明还提出一种由所述生产工艺生产得到钢芯铝绞线。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，钢芯铝绞线由热处理后的镀锌钢芯和涂装后的铝线绞合而成，其中，镀锌钢芯经两次分段加热处理后，相较未经热处理或一段加热处理，内部的残余应力大大降低，可明显增加钢芯铝绞线的抗拉强度。通过对铝线进行电泳涂装，一方面可以增强钢芯铝绞线的耐腐蚀性能；另一方面，避免了绞合时铝线和镀锌钢芯之间出现摩擦磨损，从而保证了钢芯铝绞线的抗拉强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
下述实施例和对比例中，如无特殊说明，镀锌钢芯中，钢芯为45钢，镀锌量为260g/m2；铝线中，铝的重量百分比为99.9%；环氧树脂阴极电泳漆的泳透力为25cm；乙二醇的纯度为99%；冰醋酸的纯度为99%；阳离子聚丙烯酰胺的离子度为30%；硅化二镁的粒径为45μm；硫酸铜的纯度为98%。
实施例1
一种钢芯铝绞线的生产工艺，包括以下步骤：
S1、镀锌钢芯热处理：将镀锌钢芯经两段加热后，得到热处理后的镀锌钢芯；
其中，第一段加热时，温度为300℃，时间为20s；
第二段加热时，温度为340℃，时间为20s；
S2、铝线电泳涂装：将铝线电泳涂装后，于150℃下烘干30min，得到涂装后的铝线；
其中，电泳涂装时，阳极为不锈钢板，阴极为铝线，两极间距为13cm；
电压为70V，温度为50℃，时间为4min；
电泳溶液的制备方法包括以下步骤：按重量百分比计，向15%环氧树脂阴极电泳漆中加入3%乙二醇、2%硫酸铜、0.1%冰醋酸和79.9%水，混合均匀，得到电泳溶液；
S3、绞合：将20股涂装后的铝线分1层绞合在热处理后的镀锌钢芯的表面，得到钢芯铝绞线。
实施例2
一种钢芯铝绞线的生产工艺，包括以下步骤：
S1、镀锌钢芯热处理：将镀锌钢芯经两段加热后，得到热处理后的镀锌钢芯；
其中，第一段加热时，温度为320℃，时间为10s；
第二段加热时，温度为360℃，时间为10s；
S2、铝线电泳涂装：将铝线电泳涂装后，于170℃下烘干20min，得到涂装后的铝线；
其中，电泳涂装时，阳极为不锈钢板，阴极为铝线，两极间距为13cm；
电压为70V，温度为50℃，时间为4min；
电泳溶液的制备方法包括以下步骤：按重量百分比计，向15%环氧树脂阴极电泳漆中加入3%乙二醇、2%硫酸铜、0.1%冰醋酸和79.9%水，混合均匀，得到电泳溶液；
S3、绞合：将26股涂装后的铝线分1层绞合在热处理后的镀锌钢芯的表面，得到钢芯铝绞线。
实施例3
本实施例与实施例2的区别仅在于，本实施例中，电泳溶液的制备方法包括以下步骤：按重量百分比计，向20%环氧树脂阴极电泳漆中加入5%乙二醇、4%硫酸铜、0.5%冰醋酸和70.5%水，混合均匀，得到电泳溶液。
实施例4
本实施例与实施例3的区别仅在于，本实施例中，电泳溶液的制备方法包括以下步骤：按重量百分比计，向20%环氧树脂阴极电泳漆中加入5%乙二醇、5%阳离子聚丙烯酰胺、4%硫酸铜、0.5%冰醋酸和65.5%水，混合均匀，得到电泳溶液。
实施例5
本实施例与实施例3的区别仅在于，本实施例中，电泳溶液的制备方法包括以下步骤：按重量百分比计，向20%环氧树脂阴极电泳漆中加入5%乙二醇、5%硅化二镁、4%硫酸铜、0.5%冰醋酸和65.5%水，混合均匀，得到电泳溶液。
实施例6
本实施例与实施例3的区别仅在于，本实施例中，电泳溶液的制备方法包括以下步骤：
A1、按重量百分比计，将2%阳离子聚丙烯酰胺和3%硅化二镁混合均匀后，加至20%环氧树脂阴极电泳漆中，混合均匀，得到混合漆料；
A2、向混合漆料中加入5%乙二醇、4%硫酸铜、0.5%冰醋酸和65.5%水，混合均匀，得到电泳溶液。
实施例7
本实施例与实施例6的区别仅在于，本实施例中，阳离子聚丙烯酰胺的重量百分比为4%，硅化二镁的重量百分比为6%，并对应调整水的重量百分比。
实施例8
本实施例与实施例6的区别仅在于，本实施例中，阳离子聚丙烯酰胺的重量百分比为2.5%，硅化二镁的重量百分比为3.5%，并对应调整水的重量百分比。
实施例9
本实施例与实施例6的区别仅在于，本实施例中，阳离子聚丙烯酰胺的重量百分比为3.5%，硅化二镁的重量百分比为4.5%，并对应调整水的重量百分比。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例中，镀锌钢芯未经过加热处理。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例中，镀锌钢芯经一段加热后，得到热处理后的镀锌钢芯，加热温度为300℃，时间为40s。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例中，镀锌钢芯经一段加热后，得到热处理后的镀锌钢芯，加热温度为340℃，时间为40s。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例中，镀锌钢芯热处理时，第一段加热时，温度为370℃，时间为20s；第二段加热时，温度为390℃，时间为20s。
实验例1 抗拉强度测试
将实施例1~2和对比例1~4生产得到的钢芯铝绞线按照GB/T 228.1-2021《金属材料拉伸试验》测定抗拉强度，其中，拉力试验机夹头的分离速度为50mm/min。测试结果如下表1所示。
表1钢芯铝绞线的抗拉强度
实施例1与对比例1~3对比表明，相较镀锌钢芯未经过加热处理或只经一段加热处理，通过对镀锌钢芯进行两段加热处理，可明显增强钢芯铝绞线的抗拉强度。实施例1与对比例4相比，当第一段加热温度为300~320℃、第二段加热温度为340~360℃时，钢芯铝绞线具有更佳的抗拉强度。
实验例2 耐腐蚀性能测试
将实施例2~9生产得到的钢芯铝绞线按照GB/T 10125-2021《人造盐雾腐蚀试验方法》中的中性盐雾试验标准进行试验，试验周期为168h。根据GB/T 228.1-2021《金属材料拉伸试验》中的方法测定钢芯铝绞线腐蚀前后的抗拉强度，其中，拉力试验机夹头的分离速度为50mm/min，计算抗拉强度保持率。计算结果如下表2所示。
表2钢芯铝绞线腐蚀后的抗拉强度保持率
实施例3~5与实施例6~9对比表明，在电泳溶液中，通过阳离子聚丙烯酰胺和硅化二镁的联合使用，有助于进一步增强钢芯铝绞线的耐腐蚀性能。实施例8~9和实施例6~7对比表明，当阳离子聚丙烯酰胺和硅化二镁的重量百分比之和为6%~8%时，钢芯铝绞线具有更佳的耐腐蚀性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种钢芯铝绞线的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、镀锌钢芯热处理：将镀锌钢芯加热后，得到热处理后的镀锌钢芯；
所述加热时采用分段加热；
第一段加热时，温度为300~320℃，时间为10~20s；
第二段加热时，温度为340~360℃，时间为10~20s；
S2、铝线电泳涂装：将铝线电泳涂装后，烘干，得到涂装后的铝线；
S3、绞合：将所述涂装后的铝线绞合于所述热处理后的镀锌钢芯表面，得到钢芯铝绞线；
步骤S2中，所述铝线电泳涂装时，电泳溶液由以下重量百分比的组分组成：环氧树脂阴极电泳漆15%~20%、乙二醇3%~5%、冰醋酸0.1%~0.5%、阳离子聚丙烯酰胺2%~4%、硅化二镁3%~6%，硫酸铜2%~4%，余量为水；
所述阳离子聚丙烯酰胺和硅化二镁的重量百分比之和为6%~8%；
所述电泳溶液的制备方法包括以下步骤：
A1、将阳离子聚丙烯酰胺和硅化二镁混合均匀后，加至环氧树脂阴极电泳漆中，混合均匀，得到混合漆料；
A2、向所述混合漆料中加入乙二醇、硫酸铜、冰醋酸和水，混合均匀，得到所述电泳溶液。
2.根据权利要求1所述的一种钢芯铝绞线的生产工艺，其特征在于，步骤S2中，所述铝线电泳涂装时，阳极为不锈钢板或铅板，阴极为铝线，两极间距为10~15cm。
3.根据权利要求1所述的一种钢芯铝绞线的生产工艺，其特征在于，步骤S2中，所述铝线电泳涂装时，电压为50~100V，温度为40~60℃，时间为3~5min。
4.根据权利要求1所述的一种钢芯铝绞线的生产工艺，其特征在于，步骤S2中，所述烘干时，温度为150~170℃，时间为20~30min。
5.根据权利要求1所述的一种钢芯铝绞线的生产工艺，其特征在于，步骤S3中，所述绞合时，所述涂装后的铝线为20~26股。
6.根据权利要求1所述的一种钢芯铝绞线的生产工艺，其特征在于，步骤S3中，所述涂装后的铝线分1层或2层绞合在所述热处理后的镀锌钢芯的表面。
7.一种钢芯铝绞线，其特征在于，由权利要求1~6任意一项所述生产工艺生产得到。
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