КАТАНКА ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Российский патент 2013 года по МПК H01B1/02 

Заявленное изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к катанке, изготавливаемой методом непрерывного литья и прокатки или методом прессования и предназначенной для изготовления проволоки для производства неизолированных проводов.

Известна алюминиевая катанка, изготовленная на основе технически чистого алюминия, например марок А5Е и А7Е (ГОСТ 11069-2001 «Алюминий первичный. Марки») с содержанием алюминия не менее 99,5% и 99,7% соответственно. Указанная катанка имеет удельное электрическое сопротивление не более 0,02815 Ом·мм²/м, а изготовленная из нее твердая проволока, при удовлетворительной электропроводности, обладает низкой стойкостью к воздействию повышенных температур. Так, при нагреве проволоки из алюминиевой катанки до 100°С, ее временное сопротивление разрыву уменьшается со 160 МПа до 65-70 МПа, что не позволяет использовать ее в конструкциях неизолированных проводов, предназначенных для передачи большой мощности без увеличения сечения провода.

Известна катанка из алюминиевого сплава ABE, изготовленная по ГОСТ 20967-75 («Катанка из алюминиевого сплава. Технические условия»), по совокупности существенных признаков принятая за ближайший аналог (прототип) заявленного изобретения. Катанка содержит 0,45-0,60% магния, 0,45-0,65% кремния и 0,40-0,70% железа. Изготовленная из нее проволока имеет высокую прочность при температуре нагрева до 90°С (до 315 МПа), но при этом и большое удельное электрическое сопротивление (до 0,0325 Ом·мм²/м), что также препятствует ее применению в конструкциях неизолированных проводов, предназначенных для передачи большой мощности без увеличения сечения проводов.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании катанки, имеющей пониженное удельное электрическое сопротивление и повышенную термическую стойкость, что позволит сохранить прочность на разрыв изготовленных из катанки изделий при длительной их работе в условиях повышенных температур не менее 150°С.

При этом наличие различных примесей в составе катанки из алюминиевых сплавов оказывает значительное влияние на ее коррозионные, физические, механические и технологические свойства. Например, железо снижает коррозионную стойкость и электропроводность алюминиевых сплавов, но несколько повышает их прочность. Кремний повышает прочность и улучшает литейные свойства алюминиевых сплавов, понижает температуру плавления. Добавка магния значительно повышает прочность без снижения пластичности, повышает свариваемость и увеличивает коррозионную стойкость алюминиевых сплавов. Цинк упрочняет алюминиевые сплавы, медь также способствует упрочнению. Добавка циркония способствует повышению термической стойкости алюминиевых сплавов.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, обеспечивается за счет того, что катанка из алюминиевого сплава, согласно изобретению, выполнена из материала, включающего массовую долю: кремний от 0,05% до 0,12%, железо от 0,10% до 0,5%, цинк до 0,04%, цирконий от 0,08% до 0,28%, медь от 0,01% до 0,1%, магний от 0,01% до 0,1%, прочие химические элементы за исключением алюминия до 0,05%, алюминий - остальное.

Для удобства сравнения, данные по химическому составу заявляемой в качестве изобретения катанки из алюминиевого сплава и катанки, взятой за ближайший аналог (прототип), сведены в таблицу:

  Кремний Железо Медь Магний Цинк Цирконий Алюминий Химический состав заявляемой катанки, в % 0,05-0,12 0,1-0,5 0,01-0.1 0,01-0,1 До 0,04 0,08-0,28 остальное Химический состав катанки из сплава ABE, в % 0,45-0,6 0,4-0,7 0,05 0,45-0,6 0,05 - остальное

В результате проведения поиска по патентным и научно-техническим источникам информации не выявлено решений, содержащих всей совокупности существенных признаков независимого пункта формулы изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критериям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показан общий вид катанки из алюминиевого сплава.

Изготавливают катанку из алюминиевого сплава, согласно данному техническому решению, либо из расплавленного алюминия методом непрерывного литья и прокатки, или посредством прессования заготовок в виде слитков на прессах для переработки алюминия или проволочно-прокатных станах. Прокатка слитков на проволочно-прокатном стане, содержащем печи конвейерного типа с автоматическими механизмами загрузки слитков в печь и подачи их к прокатным клетям, до последних лет являлась основным способом изготовления катанки. Однако наиболее прогрессивным является метод непрерывного литья и прокатки. При литье металл подвергается модифицированию прутковой лигатурой Al-Ti5-В, рафинируется аргоном с помощью установки PAL-3000 и фильтруется через пенокерамический фильтр пористостью не менее 30 ppi (пор на дюйм).

Заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку его реализацию возможно осуществить с использованием известных средств производства, материалов и технологий.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к катанке из алюминиевого сплава, изготавливаемой методом непрерывного литья и прокатки или методом прессования и предназначенной для изготовления проволоки для производства неизолированных проводов. Технический результат, заключающийся в снижении удельного электрического сопротивления и повышении термической стойкости катанки, обеспечивается за счет того, что катанка выполнена из материала, включающего массовую долю: кремний от 0,05% до 0,12%, железо от 0,10% до 0,5%, цинк до 0,04%, цирконий от 0,08% до 0,28%, медь от 0,01% до 0,1%, магний от 0,01% до 0,1%, прочие химические элементы за исключением алюминия до 0,05%, алюминий - остальное. 1 ил.

Катанка из алюминиевого сплава, отличающаяся тем, что она выполнена из материала, включающего массовую долю: кремний от 0,05% до 0,12%, железо от 0,10% до 0,5%, цинк до 0,04%, цирконий от 0,08% до 0,28%, медь от 0,01% до 0,1%, магний от 0,01% до 0,1%, прочие химические элементы за исключением алюминия до 0,05%, алюминий остальное.