[發明專利]上下型高強高導耐磨銅鋼復合接觸線的生產設備及其方法

有效

• 申請號: 202110583151.4
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113333695B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 魯衍任;沈華;秦振英;趙德勝;楊玉軍;寇宗乾;孟憲浩;杜寬;武鴻亮;花思明;何宇;王士斌;于婷;王國迎
• 申請（專利權）人: 中鐵建電氣化局集團康遠新材料有限公司
• 主分類號: B22D11/00
• 分類號: B22D11/00;B22D19/16;B22D11/14;B22D11/12;B22D11/045;H01B13/00
• 代理公司: 江陰市揚子專利代理事務所(普通合伙) 32309
• 代理人: 周青

本發明涉及的一種上下型高強高導耐磨銅鋼復合接觸線的生產設備及其方法，包括耐磨銅桿生產裝置、鋼桿生產裝置和銅鋼復合接觸線生產裝置；銅鋼復合接觸線生產裝置包括依次設置的銅鋼混合爐、第二模具、第二循環冷卻系統、第三模具、連續冷鍛裝置和第二整理模具，第二模具內設有鋼桿通道、銅桿通道和銅鋼混合爐水通道，第三模具內由上至下依次設有鋼腔、銅鋼復合腔和銅腔，鋼腔與鋼桿通道連通，銅腔與銅桿通道連通，銅鋼復合腔和銅鋼混合爐水通道連通，最后經過第二整理模具拉拔形成接觸線。發明的接觸線的底部采用0.4%銅鎂合金連鑄造，形成一層銅鎂合金耐磨層，增加與受電弓的耐磨性，減少接觸線的接觸部分的磨損，從而增加接觸線的使用壽命。

技術領域

本發明涉及線材領域，尤其涉及一種上下型高強高導耐磨銅鋼復合接觸線的生產設備及其方法。

背景技術

隨著電子信息技術的發展，對銅合金導電材料的綜合使用性能要求越來越高，要求其在保持高強度（硬度）、韌性、耐磨性的同時，仍保持較高的導電性、導熱性、耐寒性、無鐵磁性等特性。這些優良的特性，使銅合金逐漸成為電力、信息、交通、能源、輕工及航天航空等高科技領域中使用的重要金屬材料。很多場合很少以純銅的形式應用，這是因為純銅的強度較低( 230～300 MPa)，冷加工后雖然可以達到400 MPa，但伸長率僅為2%，在加熱或一定溫度下使用時，其強化效果很容易消失。所以，純銅僅能應用于受力不大的電力、電器、電子的導電體、散熱體、裝飾件等。在保持純銅的一些優良性能的前提下，盡可能提高銅的強度(硬度)和耐磨性，隨即高強度高導電性銅合金逐漸被研發出來。

目前高速電氣化鐵路采用Cu-Mg、Cu-Sn合金接觸線，該類線材均是以喪失導電率為前提的。Cu-Cr-Zr接觸線還處實驗室階段或小批量試驗階段，雖在原有基礎止的有一定幅度的提高，但提高幅度有限，中國專利CN110660499A，提供了一種大長度熔融滲透式銅鋼復合線材，大大增強線材的抗拉強度，而且保持較高的導電率，但此類合金材料中部的復合部分強度最高，接觸線的下部與受電弓長期接觸后磨損較大，縮短了接觸線的使用壽命，因此亟需一種強化耐磨型大長度高強高導的銅鋼復合接觸線，加強接觸線下部的耐磨性，滿足未來高速鐵路線材發展要求。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種上下型高強高導耐磨銅鋼復合接觸線的生產設備及其方法，突破了導電率和抗拉強度相互矛盾，克服了銅包鋼的銅、包覆層、鋼芯因膨脹系不配匹等原因而相互脫離的等難題，均衡提高接觸線的抗拉強度以及導電性。

本發明的目的是這樣實現的：

一種上下型高強高導耐磨銅鋼復合接觸線的生產設備，它包括耐磨銅桿生產裝置、鋼桿生產裝置和銅鋼復合接觸線生產裝置；所述耐磨銅桿生產裝置包括依次設置的第一模具、第一循環冷卻系統和第一整理模具；所述第一模具包括注入段和冷卻段，第一模具內設有上下分布的銅腔和銅鎂復合腔，所述銅水熔爐與銅腔連通，在注入段注入銅水，銅鎂合金爐與銅鎂復合腔連通，在注入段注入銅鎂合金爐水；第一模具的冷卻段與第一整理模具連接，冷卻后的物料經第一整理模具拉拔形成底部設有銅鎂合金層的銅桿；所述鋼桿生產裝置包括與鋼水熔爐連通的鋼桿模具和整理模具，鋼水注入鋼桿模具經冷卻后形成固態，再經第二整理模具拉拔形成鋼桿；

所述銅鋼復合接觸線生產裝置包括依次設置的銅鋼混合爐、第二模具、第二循環冷卻系統、第三模具、連續冷鍛裝置和第二整理模具，所述第二模具內設有鋼桿通道、銅桿通道和銅鋼混合爐水通道，第三模具內由上至下依次設有鋼腔、銅鋼復合腔和銅腔，鋼腔與鋼桿通道連通，銅腔與銅桿通道連通，銅鋼復合腔和銅鋼混合爐水通道連通；

所述銅鋼混合爐與第二模具的銅鋼混合爐水通道連通，注入銅鋼混合爐水，經過銅鋼混合爐水通道進入第三模具內的銅鋼復合腔，鋼桿生產裝置產出的鋼桿通過第二模具的鋼桿通道進入第三模具內的鋼腔；耐磨銅桿生產裝置產出的銅桿通過第二模具的銅桿通道進入第三模具內的銅腔；