一种耐1200℃高温的柔性导线制作方法

技术领域

本发明属于耐高温柔性导线领域，具体涉及一种耐1200℃高温的柔性导线制作方法。

背景技术

随着科学技术和市场日益提高的需要，对耐高温导线使用温度的要求越来越高，钢铁、冶金、热电、化工行业的不少设备、仪器、仪表及自动化流水线均需要在高温条件下工作，因而对安全、可靠的高温电线电缆需求量日趋增加，特别是航空航天、火箭发射、军工领域和冶炼等领域，耐高温导线显得尤为重要，有些温度要求达1200℃，常规的高温导线最高耐温800℃，且一般外层涂多高温涂料，造成导线结构臃肿、质地硬化、弯曲性能差、弯曲时容易造成涂层破裂或者线芯受1200℃高温后极易断裂，不能使用在弯曲半径较小的场合，对于要求在耐温1200度的工作场合用于传递信号的目前无合适的导线可用。

304不锈钢是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件，且304不锈钢的熔点为1398℃～1454℃，且抗拉强度≥515MPa，虽然304不锈钢的导电性能不如铜、银等金属，但是其仍具有良好的导电性能，属于良好的导体，且在1200℃高温时，铜等常用导体材料已经开始融化，而304不锈钢的电导率损失较小，还具有优良的导电性。

陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用，其主要成分为因其主要成分之一是氧化铝，因而其具有较高的耐热性能，即使是普通的陶瓷纤维也可耐1400℃的高温，而添加氧化锆或氧化铬，可以使陶瓷纤维的使用温度进一步提高。

在1200℃时，不仅现有的隔热层的材料无法承受如此高温，即使是作为导线的金属线芯在承受1200℃高温时其性能也会大大降低，同时，现有导线一般为多线芯导线，多线芯的导线在高温时如果需要弯曲，其多股线芯在弯曲处外侧的线芯容易折断，但是航空航天、火箭发射、军工和金属冶炼等领域，用于传递特殊信号的导线的工作环境有时会需要达到1200℃，因此，解决信号导线的线芯1200℃下发生弯曲极易折断和隔热层在1200℃下会发生分解且结构复杂臃肿、弯曲性能均不理想的问题显得至关重要。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种耐1200℃高温的柔性导线制作方法。

本发明所采用的技术方案为：一种耐1200℃高温的柔性导线制作方法，包括如下步骤：

步骤一：拉制线芯，将导线线芯的原材料拉制成预定尺寸的线芯，线芯选用的材料为304不锈钢，且线芯为单根304不锈钢导线；

步骤二：对拉拔成型后的线芯进行镀镍处理；

步骤三：对镀镍处理后的线芯进行单丝退火处理；

步骤四：通过挤出成型的方式对线芯覆盖第一隔热层；

步骤五：在第一隔热层外覆盖第二隔热层。

进一步地，线芯的直径为0.5mm～1.5mm。

进一步地，线芯的直径为1mm。

进一步地，步骤二中的镀镍处理包括：

①使用稀盐酸对拉拔成型的304不锈钢丝进行表面清洁处理；

②在含氯化镍的混合水溶液中进行电镀；

③电镀完成后，先将304不锈钢脱离氯化镍的混合水溶液后，再断电。

进一步地，步骤三中的单丝退火处理具体为将单根镀镍处理后的304不锈钢丝加热到1050℃以上并迅速冷却至室温。

进一步地，步骤四中的第一隔热层采用陶瓷纤维材质。

进一步地，步骤四中的挤出成型具体为，向多螺杆挤出机中加入陶瓷纤维的原理，随后通过多螺杆挤出机将陶瓷纤维紧紧压覆在线芯上并形成第一隔热层。

进一步地，步骤五中的第二隔热层也为陶瓷纤维材质，且第二隔热层为纤维状的陶瓷纤维通过三向正交编织法紧密包覆在第一隔热层外。

进一步地，第一隔热层与第二隔热层厚度之和为0.15mm～0.2mm。

进一步地，第一隔热层与第二隔热层厚度之和为0.15mm。

本发明的有益效果为：根据本发明的方法所制造的耐1200℃高温的柔性导线，结构简单，线芯的304不锈钢材质可承受高温1200℃，且线芯为单根304不锈钢导线，线芯的柔软弯曲性能好，满足长期高温使用的要求，可广泛应用于航空航天、火箭发射、军工和冶炼等各类高温严酷环境下供电和传递信号，通过在304不锈钢的线芯外镀镍处理可以增加其在高温下的抗腐蚀疲劳寿命、使用寿命以及防护性等，且对线芯进行了退火处理，可以降低304不锈钢线芯的硬度，提高了线芯的弯曲能力，同时，在线芯外包覆了两层隔热层，进一步提升了耐1200℃高温的柔性导线在高温下保持正常性能的能力。

具体实施方式

实施例一：

在本实施例中，按照本发明方法制造的导线使用于军工特殊领域，其工作状况需要耐1200℃，需用于承受1000V的直流电压，且在连接导线时因为相连设备的形状特性需要弯曲或将导线缠绕于设备，并用作传递电信号，不需要特别良好的电导率。

在本实施例中，一种耐1200℃高温的柔性导线制作方法，包括如下步骤：

步骤一：拉制线芯，将导线线芯的原材料拉制成预定尺寸的线芯，线芯选用的材料为304不锈钢，且线芯为单根304不锈钢导线；

步骤二：对拉拔成型后的线芯进行镀镍处理；

步骤三：对镀镍处理后的线芯进行单丝退火处理；

步骤四：通过挤出成型的方式对线芯覆盖第一隔热层；

步骤五：在第一隔热层外覆盖第二隔热层；

根据本发明的方法所制造的耐1200℃高温的柔性导线，结构简单，线芯的304不锈钢材质可承受高温1200℃，且线芯为单根304不锈钢导线，线芯的柔软弯曲性能好，满足长期高温使用的要求，可广泛应用于航空航天、火箭发射、军工和冶炼等各类高温严酷环境环境下供电和传递信号，通过在304不锈钢的线芯外镀镍处理可以增加其在高温下的抗腐蚀疲劳寿命、使用寿命以及防护性等，且对线芯进行了单丝退火处理，可以降低304不锈钢线芯的硬度，提高了线芯的弯曲能力，同时，在线芯外包覆了两层隔热层，进一步提升了耐1200℃高温的柔性导线在高温下保持正常性能的能力。

在本实施例中，线芯直径为0.5mm～1.5mm，导线的线芯采用直径0.5-1.5mm304不锈钢，304不锈钢的熔点为1398℃～1454℃满足1200℃下长期工作，且满足高温1200℃下直流耐压1000V，同时具备大于515N/mm2的抗拉强度，使用过程中不易断路，且具备非常好的弯曲性能。

在本实施例中，具体的，线芯1直径为1mm。

在本实施例中，步骤二中的镀镍处理包括：

①使用稀盐酸对拉拔成型的304不锈钢丝进行表面清洁处理，具体的，选用5％浓度的盐酸对线芯表面进行清洗；

②在含氯化镍的混合水溶液中进行电镀，具体的，氯化镍的浓度为20％；

③电镀完成后，先将304不锈钢脱离氯化镍的混合水溶液后，再断电。

在本实施例中，步骤三中的单丝退火处理具体为将单根镀镍处理后的304不锈钢丝加热到1050℃以上并迅速冷却至室温，通过退火处理可以使得304不锈钢的线芯软化，进而可以提升线芯的弯曲能力。

在本实施例中，步骤四中的第一隔热层采用陶瓷纤维材质，具体的，将陶瓷纤维的原材料，即硅酸铝、氧化铝等材料放入多螺杆挤出机中，通过多螺杆挤出机加热并挤出成型的从而将陶瓷纤维紧紧压合在线芯的外层并形成第一隔热层，同时陶瓷纤维具有良好的绝缘效果，能起到绝缘作用。

在本实施例中，普通陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用，根据本实施例中的工作温度范围，选择分类温度为1250℃的陶瓷纤维，在工作温度为1200℃时，硅酸铝陶瓷纤维的导热系数约为0.164～0.21，具有良好的隔热性，且硅酸铝陶瓷纤维的体积密度为3kg/4m

在本实施例中，隔热层材料采用陶瓷纤维，即硅酸铝纤维，其主要成分之一是氧化铝，且因为本例中需要较高的抗拉抗折强度，因此本例中的陶瓷纤维采用甩丝成型，且甩丝成型的陶瓷纤维隔热系数也较为良好，甩丝成型为陶瓷纤维成型的现有手段，此处不做赘述。

在本实施例中，步骤五中的第二隔热层也为普通陶瓷纤维材质，且第二隔热层为纤维状的陶瓷纤维通过三向正交编织法紧密包覆在第一隔热层外，在线芯外包覆有第一隔热层之后，已无法通过挤出成型的方式添加第二隔热层，容易损坏已有的第一隔热层，双层的陶瓷纤维隔热层可有效降低线芯收到工作环境温度的影响，且在导线弯曲时通过三向正交编织法成型的陶瓷纤维可以在弯曲处作出一定的避让补偿，防止第一隔热层损坏，三向正交编织法为纤维编织领域的现有技术，此处不做赘述。

进一步地，第一隔热层与第二隔热层厚度之和为0.15mm～0.2mm，在线芯直径为1mm时，隔热层厚度在0.15mm～0.2mm时既可以紧密的包覆住线芯1，又使得在发生弯曲时最外层的陶瓷纤维不会发生断裂。

进一步地，第一隔热层与第二隔热层厚度之和为0.15mm。

实施例二：

在本实施例中，按照本发明方法制造的导线使用于军工特殊领域，其工作状况需要耐1200℃，需用于承受1000V的直流电压，且在连接导线时因为相连设备的形状特性需要弯曲或将导线缠绕于设备，并用作传递电信号，不需要特别良好的电导率。

在本实施例中，一种耐1200℃高温的柔性导线制作方法，包括如下步骤：

步骤一：拉制线芯，将导线线芯的原材料拉制成预定尺寸的线芯，线芯选用的材料为304不锈钢，且线芯为单根304不锈钢导线；

步骤二：对拉拔成型后的线芯进行镀镍处理；

步骤三：对镀镍处理后的线芯进行单丝退火处理；

步骤四：通过挤出成型的方式对线芯覆盖第一隔热层；

步骤五：在第一隔热层外覆盖第二隔热层；

根据本发明的方法所制造的耐1200℃高温的柔性导线，结构简单，线芯的304不锈钢材质可承受高温1200℃，且线芯为单根304不锈钢导线，线芯的柔软弯曲性能好，满足长期高温使用的要求，可广泛应用于航空航天、火箭发射、军工和冶炼等各类高温严酷环境环境下供电和传递信号，通过在304不锈钢的线芯外镀镍处理可以增加其在高温下的抗腐蚀疲劳寿命、使用寿命以及防护性等，且对线芯进行了退火处理，可以降低304不锈钢线芯的硬度，提高了线芯的弯曲能力，同时，在线芯外包覆了两层隔热层，进一步提升了耐1200℃高温的柔性导线在高温下保持正常性能的能力。

在本实施例中，线芯直径为0.5mm～1.5mm，导线的线芯采用直径0.5-1.5mm304不锈钢，304不锈钢的熔点为1398℃～1454℃满足1200℃下长期工作，且满足高温1200℃下直流耐压1000V，同时具备大于515N/mm2的抗拉强度，使用过程中不易断路，且具备非常好的弯曲性能。

在本实施例中，具体的，线芯1直径为1mm。

在本实施例中，步骤二中的镀镍处理包括：

①使用稀盐酸对拉拔成型的304不锈钢丝进行表面清洁处理，具体的，选用5％浓度的盐酸对线芯表面进行清洗；

②在含氯化镍的混合水溶液中进行电镀，具体的，氯化镍的浓度为20％；

③电镀完成后，先将304不锈钢脱离氯化镍的混合水溶液后，再断电。

在本实施例中，步骤三中的单丝退火处理具体为将单根镀镍处理后的304不锈钢丝加热到1050℃以上并迅速冷却至室温，通过退火处理可以使得304不锈钢的线芯软化，进而可以提升线芯的弯曲能力。

在本实施例中，步骤四中的第一隔热层采用普通陶瓷纤维添加氧化锆，具体的，将陶瓷纤维的原材料，即硅酸铝、氧化铝、氧化锆，且氧化锆含量为93～97％，硅酸铝含量为4～7％，等材料放入多螺杆挤出机中，通过多螺杆挤出机加热并挤出成型的从而将氧化锆陶瓷纤维紧紧压合在线芯的外层并形成第一隔热层，同时陶瓷纤维具有良好的绝缘效果，能起到绝缘作用。

在本实施例中，步骤五中的第二隔热层也为添加有氧化锆的陶瓷纤维材质，且第二隔热层为纤维状的陶瓷纤维通过三向正交编织法紧密包覆在第一隔热层外，在线芯外包覆有第一隔热层之后，已无法通过挤出成型的方式添加第二隔热层，容易损坏已有的第一隔热层，双层的陶瓷纤维隔热层可有效降低线芯收到工作环境温度的影响，且在导线弯曲时通过三向正交编织法成型的陶瓷纤维可以在弯曲处作出一定的避让补偿，防止第一隔热层损坏，三向正交编织法为纤维编织领域的现有技术，此处不做赘述。

在本实施例中，陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用，根据本实施例中的工作温度范围，选择分类温度为1250℃的陶瓷纤维，在工作温度为1200℃时，硅酸铝陶瓷纤维的导热系数约为0.164～0.21，具有良好的隔热性，且硅酸铝陶瓷纤维的体积密度为3kg/4m

在本实施例中，工作温度为1200℃已经十分接近普通陶瓷纤维的工作温度上限，因此，隔热层材料采用普通陶瓷纤维添加氧化锆，氧化锆含量为93～96％，硅酸铝含量为4～7％，含有氧化锆的陶瓷纤维可以使陶瓷纤维的使用温度进一步提高，且氧化锆陶瓷纤维也较高的抗拉抗折强度，因此本例中的氧化锆陶瓷纤维采用甩丝成型，且甩丝成型的陶瓷纤维隔热系数也较为良好，甩丝成型为陶瓷纤维成型的现有手段，此处不做赘述。

进一步地，第一隔热层与第二隔热层厚度之和为0.15mm～0.2mm，在线芯直径为1mm时，隔热层厚度在0.15mm～0.2mm时既可以紧密的包覆住线芯1，又使得在发生弯曲时最外层的陶瓷纤维不会发生断裂。

进一步地，第一隔热层与第二隔热层厚度之和为0.15mm。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。