[發明專利]一種電力機車上絕緣子中銅鉻合金法蘭的制備方法

有效

• 申請號: 201410594127.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104409185A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 雷竹芳;王泰杰;王鵬云;孫建軍;饒攀;張婷婷
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: H01B19/00
• 分類號: H01B19/00;C22F1/08;C22C1/02;C25D5/02;C25D5/10
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 符繼超

技術領域

本發明屬于機械制造技術領域，具體涉及到一種電力機車上絕緣子中銅鉻合金法蘭的制備方法。

背景技術

上絕緣子主要用于電力機車的真空斷路器、高壓隔離開關、避雷器、受電弓等高壓電器，是各高壓電器的電氣絕緣與機械固定的關鍵部件，如作為受電弓要求時速可以達到200km/h。

結合圖1-3，上絕緣子包括上法蘭、傘裙、芯體和下法蘭，上法蘭和下法蘭通常由紫銅合金制備，傘裙由散熱材料制備，芯體由高強度環氧玻璃纖維布管制備，上法蘭和下法蘭固定在傘裙及芯體的兩端。

紫銅合金具有優良的導電性能，但是紫銅的軟化溫度低，綜合性能不高而限制了其使用范圍。

研究發現，銅鉻合金經過適當的制備過程其硬度可以達到純銅的3倍而其導電率下降甚微，因此也可稱之為高導電銅鉻合金，但是銅鉻合金作為鑄造件的使用狀況較少，這是由于金屬鉻在大氣下很容易氧化形成Cr₂O₃，使得在大氣下條件下的熔煉鑄造變的非常困難。

發明內容

為解決銅鉻合金熔煉澆注的技術難題，本發明提供了一種電力機車上絕緣子中高導電銅鉻合金法蘭的制備方法，通過該制備方法可以提高銅鉻合金的高導電性能，降低大氣下Cr₂O₃的氧化形成，滿足電力機車上絕緣子的設計和生產需求。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種電力機車上絕緣子中高導電銅鉻合金法蘭的制備方法，上絕緣子包括上法蘭、傘裙、芯體和下法蘭，上法蘭和下法蘭的設計尺寸給定并分別配置有對應的鑄模，通過所述鑄模可以澆鑄出上法蘭鑄件和下法蘭鑄件，無特殊表征外將上法蘭鑄件和下法蘭鑄件合稱為法蘭鑄件，所述法蘭鑄件除對要求較高的部位保留少許機加工余量外，其余部位的尺寸公差、形位公差及表面粗糙度均耐達到設計要求，給定所述法蘭鑄件需要電鍍的部位并給定所述法蘭鑄件需要噴漆的部位，所述法蘭鑄件的成分按法國標準NF?EN?1982CuCr1-C(CC140C)執行，制備方法使用到中頻感應爐、石墨坩堝、電阻加熱爐，制備方法包括熔煉鑄造、固溶+時效處理、電鍍及噴漆，各制備過程分述如下：

熔煉鑄造：?

將九成重量且切成塊的電解銅和炭黑加入硅砂打底的200#石墨坩堝中并置于中頻感應爐內，送電升溫至電解銅完全熔化后繼續升溫至1200～1300℃時斷電扒渣；將粒度1～5mm的金屬鉻和冰晶石混合均勻后加入石墨坩堝內，炭黑覆蓋25～30mm厚后送電升溫至1380～1430℃并保溫10～30min，之后將一成重量且切成塊的電解銅加入石墨坩堝內，待該電解銅完全熔化且溫度達到1300～1350℃時斷電扒渣，經爐前快速分析符合法國標準NF?EN?1982CuCr1-C(CC140C)時再出爐并澆鑄出所述法蘭鑄件，澆鑄時遮擋未扒干凈的炭黑或熔渣，防止炭黑或熔渣進入所述鑄模，所述鑄模的預熱溫度控制在520～620℃，待所述法蘭鑄件冷卻至室溫時去除所述鑄模；

固溶+時效處理：

將所述法蘭鑄件平鋪在電阻加熱爐中的固定架子上，電阻加熱爐連續升溫至980±10℃時保溫1.5h，保溫結束后直接將所述法蘭鑄件放入室溫水中進行淬火，要求電阻加熱爐的爐溫精度控制在±3℃范圍內，電阻加熱爐的爐溫均勻度控制在±5℃范圍內；

時效處理時將所述法蘭鑄件堆放在電阻加熱爐中，注意所述法蘭鑄件不得碰觸電阻加熱爐的熱電偶或爐壁，將電阻加熱爐升溫至450±10℃后保溫12h，待爐溫降至100℃以下時取出所述法蘭鑄件并空冷；

固溶+時效處理后測試所述法蘭鑄件的力學性能，要求：抗拉強度R_m是340～360MPa，屈服強度R_p0.2是294～323MPa，延伸率A是19.5～28.0%，硬度HB是126～129，經便攜式電導率測試儀測試其電導率是86.4～90.2%IACS；

電鍍：

符合上述測試的所述法蘭鑄件用超聲波進行除油，以除凈為止；

對除油后的所述法蘭鑄件進行噴砂處理，要求噴砂后所述法蘭鑄件的外觀表面均勻一致且無銹斑、黑斑；

采用可剝離性電鍍涂料對所述法蘭鑄件不需要電鍍的部位進行局部保護；

電鍍前對所述法蘭鑄件進行活化處理，活化處理在弱酸中浸蝕；

活化處理后對所述法蘭鑄件進行鍍銅，鍍銅時的電流控制在3A，電壓控制在12V，溫度控制在10～35℃，時間控制在10分鐘，要求鍍銅的厚度控制在7～9μm；