[發(fā)明專利]一種電氣化鐵路鉻鋯銅接觸線及其加工工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410536150.4
• 申請(qǐng)日: 2014-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104342575A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王風(fēng)德;王肇飛;李秀梅;周舟;趙景山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煙臺(tái)萬(wàn)隆真空冶金股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C9/00
• 分類號(hào): C22C9/00;C22C1/02;C22F1/08;H01B1/02;H01B5/02
• 代理公司: 煙臺(tái)上禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣化鐵路接觸線，具體涉及一種電氣化鐵路鉻鋯銅接觸線及其加工工藝，屬于電纜技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電氣化鐵路用接觸線應(yīng)具有高的強(qiáng)度、高的導(dǎo)電率和高的軟化溫度。目前接觸線采用的主要有Cu-Mg、Cu-Sn、Cu-Ag合金。Cu-Ag是低強(qiáng)高導(dǎo)合金，適合于速度不太高的鐵路；Cu-Mg、Cu-Sn是中強(qiáng)中導(dǎo)合金，雖用于目前的高鐵，但由于導(dǎo)電率中等浪費(fèi)大量電能，并不是理想的接觸線合金材料。Cu-Cr-Zr是典型的高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金，國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)可它是目前最理想的接觸線合金材料。Cu-Cr-Zr合金應(yīng)用在其它行業(yè)已很普遍，應(yīng)用于高鐵接觸線的目前只有日本和中國(guó)。雖然日本和中國(guó)都在鐵路上進(jìn)行了掛線試用，但掛線長(zhǎng)度短，生產(chǎn)制造工藝都不理想，都不適合于大生產(chǎn)。

關(guān)于Cu-Cr-Zr接觸線制造方面有如下一些專利技術(shù)：

專利CN101447259A公開(kāi)了重量百分比為Cu-(0.4-1.0％)Cr-(0.05-0.2％)Zr-0.05％(Mg、Re)接觸線合金的加工技術(shù)，該專利是用多根短的Cu-Cr-Zr線桿經(jīng)過(guò)焊接變成長(zhǎng)線桿，再用連續(xù)擠壓方法細(xì)化晶粒，然后固溶處理、冷拉成型。該技術(shù)生產(chǎn)的線桿有許多焊接接頭，接頭處成分不一致，雖經(jīng)連續(xù)擠壓，在長(zhǎng)度方向上線桿的成分有區(qū)別，自然性能不相同；再是鉻鋯銅變形抗力大，擠壓模具壽命很短；該技術(shù)生產(chǎn)成本很高。

專利CN101386925A公開(kāi)了重量百分比為Cu-(0.3-0.5％)Cr-(0.1-0.15％)Zr-(0.01-0.02)％Si接觸線合金的加工技術(shù)。該專利是先用真空感應(yīng)爐熔化Cu-Cr、Cu-Zr、Cu-Si中間合金，然后二次熔化Cu-Cr-Zr并鑄錠，鑄錠經(jīng)過(guò)冷軋變成線桿，線桿不經(jīng)過(guò)固溶處理而直接退火后冷拔成型，抗拉強(qiáng)度580-640MPa,導(dǎo)電率77-80％IACS。該技術(shù)有幾個(gè)不足，一是二次熔化能耗高；二是冷軋變形量有限，鑄錠規(guī)格很小，不符合接觸線大長(zhǎng)度要求；三是沒(méi)有進(jìn)行固溶處理，材料的彌散沉淀強(qiáng)化效果不可能發(fā)揮出來(lái)，達(dá)不到專利中所指的機(jī)械物理性能。

專利CN101531149A公開(kāi)了重量百分比為Cu-(0.3-0.6％)Cr-(0.1-0.15％)Zr-(0.01-0.02)％Si接觸線合金的加工技術(shù)。該專利是先用真空感應(yīng)爐熔化Cu-Cr、Cu-Zr、Cu-Si中間合金，然后用上引連鑄方法連鑄Φ16-22的盤(pán)圓，盤(pán)圓經(jīng)過(guò)連續(xù)擠壓成Φ24-31的盤(pán)圓，爾后進(jìn)行固溶處理、冷拔或冷軋、退火。接觸線抗拉強(qiáng)度540-600MPa,導(dǎo)電率75-84％IACS。該技術(shù)主要不足處，一是上引連鑄法目前還無(wú)法生產(chǎn)出合格的鉻鋯銅銅桿，其原因是鋯太活潑，成分根本無(wú)法保證長(zhǎng)度方向上一致，木炭覆蓋不住Zr的氧化燒損；二是鉻鋯銅連續(xù)擠壓模具沒(méi)有過(guò)關(guān)，并且連續(xù)擠壓鉻鋯銅氧化夾雜解決不了；三是必須單獨(dú)進(jìn)行固溶處理，能耗高，晶粒大。

專利CN03135758.X公開(kāi)了采用快速凝固制粉、壓坯、燒結(jié)、擠壓獲得Cu-(0.01--2.5)％Cr-(0.01--2.0)％Zr-(0.01-2.0)％(Y,La,Sm)合金棒材或片材的制備方法，可以獲得良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、高溫強(qiáng)度及抗軟化性能，但由于受加工技術(shù)特點(diǎn)的限制，況且合金元素含量較高，只適用于制造尺寸較小的電阻焊電極及引線框架等產(chǎn)品，無(wú)法在制造上千米長(zhǎng)的接觸線中實(shí)際應(yīng)用。

CN1811998A公開(kāi)了重量百分比為Cu-(0-0.15％)Ag-(0.20％-0.72％)Cr接觸線合金的加工技術(shù)。該技術(shù)由于不加Zr，采用大氣下熔化鑄造技術(shù)；鑄造采用半連鑄鑄大斷面坯料和水平連鑄鑄造Φ34盤(pán)圓；大斷面坯料經(jīng)熱軋成盤(pán)圓再固溶處理，水平連鑄Φ34盤(pán)圓鑄后再進(jìn)行固溶處理；固溶后的兩種盤(pán)圓進(jìn)行同樣的冷軋、時(shí)效、冷軋成型。

日本新干線曾用過(guò)大型擠壓機(jī)提供鉻鋯銅銅桿，然后拉拔成型，但該工藝不能制作長(zhǎng)度達(dá)1000米以上的線桿。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電氣化鐵路鉻鋯銅接觸線及其加工工藝。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：一種電氣化鐵路鉻鋯銅接觸線，由如下質(zhì)量百分比的原料組成：鉻0.30～0.70％，鋯0.10～0.35％，雜質(zhì)總和不大于0.05％，余量為銅。

本發(fā)明第二方面公開(kāi)了前述電氣化鐵路鉻鋯銅接觸線的制備方法，包括以下步驟：

1)在真空感應(yīng)熔化爐中按所述鉻鋯銅接觸線的原料重量百分比加入電解銅、金屬鉻和海綿鋯，真空度＜0.01pa，銅水熔清溫度至1200±30℃時(shí)倒入真空保溫爐，保溫爐真空度＜0.01pa，雙流水平連鑄方坯；