[發明專利]一種用于高速鐵路接觸線的銅合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201710217631.2
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN106916997B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 王宏濤;劉嘉斌;方攸同
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C32/00;C22C1/03;C22F1/08;C22F1/02
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟;孫贊

本發明公開了一種用于高速鐵路接觸線的銅合金，所述銅合金含有Ni、Al或Si、以及Cu，其中Ni重量百分比為0.6%~1.2%、Al或Si為0.1%~0.2%，余量為銅；且Al或者Si與Ni結合形成Ni₃Al或者Ni₃Si化合物；該化合物與Cu基體存在cube?on?cube位向關系，且兩者的相界面為全共格相界面。本發明還提供了所述銅合金的制備方法，通過水平連鑄系統進行熔化鑄造形成鑄棒、然后進行熱擠壓、退火，制得所述銅合金。本發明制得的銅合金具有高強高導特點，強度能達到550 MPa以上，可以用作時速在400公里以上的高速鐵路接觸線材料。

技術領域

本發明涉及一種Cu合金及其制備方法，尤其是一種可用作高速鐵路尤其是時速400公里以上高速鐵路接觸線材料的銅合金及其制備方法。

背景技術

從2009年起我國高速電氣化鐵路(以下簡稱高鐵)得到實質的飛躍式發展，京津線、京滬線和京廣線相繼開通，高鐵穩定運行速度為300公里/小時。高速電氣化鐵路的發展對其關鍵部件—接觸線—產生巨大的市場需求和苛刻的性能要求。要求用作接觸線的材料同時具備以下特性：高強度、低線密度、良好的導電性、良好的耐磨擦性、良好的耐腐蝕性等，尤其強度和電導率是最核心指標。

目前高鐵接觸線采用的導體材料主要有Cu-Mg, Cu-Sn, Cu-Ag, Cu-Sn-Ag, Cu-Ag-Zr, Cu-Cr-Zr等系列Cu合金，其中Cu-Cr-Zr顯示了更為優異的強度和電導率綜合性能。專利CN200410060463.3及CN200510124589.7公開了Cu-(0.02~0.4)%Zr-(0.04~0.16)%Ag及Cu-(0.2~0.72)%Cr-(0.07~0.15)%Ag兩種合金的制備技術。通過熔煉、鑄造、熱變形、固溶、冷變形、時效及再次冷變形等工藝制備成品。專利CN03135758.X公開了采用快速凝固制粉、壓坯、燒結、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，可以獲得良好的導電、導熱、高溫溫度及抗軟化性能。專利CN200610017523.2公開了Cu-(0.05~0.40)%Cr-(0.05~0.2)%Zr-<0.20%(Ce+Y)合金成分及其制備技術，通過熔煉、鍛造、固溶、變形、時效獲得高強高導綜合性能以及較好的耐熱性和耐磨性。專利CN02148648.4公開了Cu-(0.01~1.0)%Cr-(0.01~0.6)%Zr-(0.05~1.0)%Zn-(0.01~0.30)%(La+Ce)合金成分及制備技術，通過熔煉、熱軋、固溶、冷軋、時效、終軋等過程可獲得較高的強度和電導率。

隨著高速電氣化鐵路的持續發展，國家“十三五”規劃明確提出在2020年需建成時速在400公里以上的高速鐵路系統。這意味著與之相匹配的接觸線材料性能也必須進一步提高強度和電導率，必須開發新型高性能合金以適應高速鐵路的持續提速發展。

發明內容

本發明的目的擬提供一種用于高速鐵路接觸線的高強高導銅合金及其制備方法，該銅合金可作為高速鐵路尤其是時速在400公里以上的高速鐵路接觸線材料。