[其他]為電動車輛供電的接觸導線

無效

• 申請號: 87105733
• 申請日: 1987-08-18
• 公開（公告）號: CN87105733A
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發明（設計）人: 保羅-埃米爾·福廷;威拉德·馬克·加勒挪茲
• 申請（專利權）人: 艾爾坎國際有限公司
• 主分類號: B60M1/12
• 分類號: B60M1/12;C22C21/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陳鴻蔭,吳秉芬

本發明涉及用于為各種運載工具，例如電動列車、有軌電車、無軌電車等饋送電力的接觸導線。

在過去，冷拉銅線和銅合金線一直被用作車輛的接觸導線，因為銅有高的導電率和強的耐腐蝕性能。但是由于銅的價格昂貴，因而一直很需要用其他金屬制造一種滿意的接觸導線，例如用鋁。

雖然鋁有良好的導電性能，但它的強度和耐磨性能卻相對地較低。為解決這個問題，特別是對于架空接觸導線，人們總是建議用一根鋼線，外面包覆鋁，從而鋼線可以提供必要的強度，而鋁包覆層可保證良好的導電性能。1985年2月6日公布的英國專利申請書第2，143，190號描述了這樣一種復合導線，它具有完全封閉在鋁合金外套里面的鋼芯，并且至少是導線的接觸表面是由含適合耐磨的硅、鎳和銫的耐磨鋁合金所制成。

1985年4月25日公布的德國專利申請公開說明書3，437，871號描述了一種用于為電動車輛饋送電力的接觸軌條，其中所述接觸軌條是由通常按重量含大約10-13.5%硅的鋁硅合金制成的。該合金并且最好含0.2-1%的鎂。

本發明的目的是要提供一種具有足夠抗拉強度的改進型接觸導線，特別是架空接觸線，它可以完全用鋁合金制成而不需要鋼質的加強芯線。

按照本發明已經發現，用于向電動車輛饋送電力的接觸導線可以完全由單一的含超量硅的鋁合金制成。這種合金含有按重量為0.2-1%的鎂和按重量為1-7%的硅，其余部分為鋁和伴隨的雜質。硅的含量最好保持在1.5-5%的范圍內。

所述超量硅是通過從總的硅含量中減去以1.73份Mg對1份Si的化學計量比形成MgSi所需要的硅以及與Fe組分締合的硅（AlFeSi）而計算出來的。后者這一方面中的硅含量不是固定的，而是根據大約3份Fe對1份Si的配比而變化的。于是，超量硅可以計算為：

總的%Si-（ (%Mg)/1.73 + (%Fe)/3 ）

為適用于本發明的目的，所述合金應含有至少0.6%的超量硅。

硅在鋁中有著有限的溶解度，而超量硅則大多以精細分布的金屬硅微粒形式存在，那些微粒比鋁硬，因而提供了極好的耐磨性，正如用于發動機組和軸承的鑄鋁合金所證明的。隨著含硅量的增加，導電率就減小，脆性就增加。

為了要用作架空接觸導線，本發明的所述合金線必須不僅有良好的導電性能和良好的耐磨性，而且要有良好的抗拉性能。此類抗拉性能通過所用的一些工藝步驟而得到加強，這些步驟包括：（1）把所述合金鑄造成為連續棒材;（2）把得到的棒材熱軋為線材而不用中間冷卻;（3）將熱軋得到的線材淬火;（4）使淬火后的線材冷變形，以及（5）使冷變形后的線材經受人工老化處理。

根據一個最佳實施例，所述合金被澆鑄入一臺連續鑄造和軋制的機器，被立即熱軋成形為一種大型線材，如果為了熱軋而有必要達到500℃或更高的溫度，可進行中間的連續再加熱。所述熱軋是無延遲地立刻進行的，所述型材用水或水基乳化液在軋機出口處淬火。該軋制型材的尺寸通常在13至25毫米的范圍內。這種熱軋型材接著被冷軋或冷拉，或二者兼作，以便在金屬中引入某種冷變形。為了以后的懸掛和安裝接觸導線時的連接，在上述工序期間通常也把兩條溝槽軋制到型材上去。

所述溝槽的形成已證明是有些問題的，因為通過冷拉形成溝槽有時會在該溝槽內引起相當嚴重的、非常局部的變形，結果造成裂紋。有必要給予所述材料以中間退火，但這樣做，線材以其最終尺寸的抗拉強度會顯著降低。根據本發明一個特別優選的實施例，所述溝槽區域內的冷變形總量可以通過在熱軋工序期間粗略地預先形成兩條溝槽而減至最小。這可以通過變更用在熱軋機上的某些軋輥來做到。

于是，用這種方式預成形的線材接著可以冷拉至最終尺寸，并經時效硬化至所希望的性能。已經發現，在熱軋期間而不是在退火后通過冷拉形成兩條溝槽時，在淬了火的線材中保持完全的T4抗拉性能而不是退火后的全軟狀態。

接觸導線的最終尺寸和外形隨著每一種安裝的要求不同而改變著，不過，通用的尺寸一般是橫截面積大約為125至200平方毫米。

一旦所述線材被制成為它所希望的形狀，它就受到人工老化的作用，以便得到最佳強度和導電性能。視合金成份和所要求的性能不同，所述老化處理可以包括，加溫至130至180℃，然后在該溫度保持1至24小時之間某個時間。典型的老化處理是在155℃保持大約5小時。

現在要說明本發明，作為舉例，請參照各附圖，其中：

圖1是用曲線表示的不同導線的磨損特性;

圖2是通過根據本發明的一種導線形式的剖面圖;以及

圖3是表示熱成型軋輥一些部分的局部剖面圖。