CN101441911B - 一种接触线及杆坯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接触线及其杆坯的制备方法，其中接触线的制备方法包括：将铜铸坯或引铸得到的铜合金铸坯在常温下经过三辊行星轧机，轧制成直径大于20mm的圆杆并收卷成圈，得到接触线杆坯半制品；对接触线杆坯半制品进行减径或轧制处理，得到接触线杆坯；对接触线杆坯进行减径和沟槽加工，得到接触线成品；本发明可以避免采用挤压法制造接触线杆坯时可能产生的冷隔等缺陷，无需对工装模具材料有过高的耐热性能要求，并且生产过程无污染，成本低。

Description

一种接触线及杆坯的制备方法

技术领域

本发明涉及电气化铁路技术领域，尤其涉及一种接触线及其杆坯的制备方法。

背景技术

目前，电气化铁路所用的铜及铜合金接触线的制造方法有以下几种：

连铸热连轧冷加工成形法、上引(水平)连铸冷加工成形法、上引(水平)连铸连挤冷加工成形法(以下称上引连挤法)。

其中，上引连挤法是目前最为先进的一种制造方法，该方法可以生产多种铜合金接触线，晶粒细小均匀，性能稳定，但是该方法还存在很多缺点，具体如下：

1、对于热强度较高的合金杆坯生产困难，这是因为其对连续挤压机模具的耐高温性能要求高，生产中模具损坏快，产量低；

2、挤压大直径接触线杆坯时，容易出现冷隔等缺陷，使产品成本加大；

3、不能生产大直径的挤压杆坯，因为生产大截面杆坯，需要更大型的连续挤压机，而大型连续挤压机在国内外还处在试制阶段，缺乏实际应用经验。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明目的在于提供一种铜及铜合金接触线及其杆坯的制备方法，。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种接触线的制备方法，所述方法包括：

步骤A：将铜铸坯或引铸得到的铜合金铸坯在常温下经过三辊行星轧机，轧制成直径大于20mm的圆杆并收卷成圈，得到接触线杆坯半制品；所述铜合金铸坯的直径为50mm～120mm；

步骤B：对接触线杆坯半制品进行减径或轧制处理，得到接触线杆坯；

步骤C：对接触线杆坯进行减径和沟槽加工，得到接触线成品。

进一步地，所述步骤A中，引铸得到铜合金铸坯的步骤具体包括：

步骤A1：在无氧条件下熔炼铜的中间合金备用；

步骤A2：在上引熔化炉或水平连铸的熔化炉中，在预定炉温下，将预定量的铜的中间合金加入到已熔化的铜液中；

步骤A3：通过上引炉中或水平连铸炉中的结晶器，引铸出铜合金铸杆。

进一步地，所述铜的中间合金包括：

铜镁中间合金或铜锡中间合金。

本发明还提供了一种接触线杆坯的制备方法，所述方法包括：

步骤A：将铜铸坯或引铸得到的铜合金铸坯在常温下经过三辊行星轧机，轧制成直径大于20mm的圆杆并收卷成圈，得到接触线杆坯半制品；所述铜合金铸坯的直径为50mm～120mm；

步骤B：对接触线杆坯半制品进行减径或轧制处理，得到接触线杆坯。

本发明有益效果如下：

本发明可以避免挤压接触线杆坯时可能产生的冷隔等缺陷，无需对工装模具材料有过高的耐热性能要求，并且生产过程无污染，成本低。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优先实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的设备中已知功能和结构的详细具体说明。

如图1所示，图1为本发明所述方法的流程示意图，具体可以包括以下步骤：

步骤101：在无氧条件下(如真空感应炉)熔炼铜镁中间合金(如含镁量10％～20％)备用；在此基础上，可依据对接触线机电性能要求的不同，在更大范围内，灵活调整合金配方和加工工艺参数，比如也可以采用熔炼铜锡中间合金等，以满足不同用户使用要求；

步骤102：铜合金的熔炼：在上引熔化炉或水平连铸的熔化炉中，先将电解铜板熔化，当炉温达到1150℃～1160℃时，按成品接触线所要求的合金的比例(例如含镁量0.4％～0.7％)计算，得出的铜镁中间合金数量，并将其加入到熔化的铜液中；

步骤103：铜合金铸坯的获得：通过上引炉中或水平连铸炉中的结晶器，引铸出铜合金铸杆，铸杆直径为50mm～120mm；

步骤104：将得到的铜合金铸坯在常温下送入三辊行星轧机，轧制成直径大于20mm的圆杆收卷成圈，此为接触线杆坯半制品；

步骤105：对接触线杆坯半制品进行减径冷加工(轧制或拉拔)，得到接触线杆坯；对于大直径的接触线杆坯，由于增大冷加工的加工率，从而可以提高接触线成品的机械性能，更好地满足高速铁路的运用要求；

步骤106：对通过以上步骤得到的接触线杆坯进行减径和沟槽加工，制成接触线成品。

其中，步骤101到步骤105为接触线杆坯的制造方法。

为了便于理解本发明，下面举例对本发明所述方法进行说明。

1)在真空炉中熔炼铜镁中间合金(镁的含量应达到15％左右)备用；

2)将原材料电解铜板(标准阴极铜或高纯阴极铜)投入水平连铸炉的熔化炉中，送电使之熔化，当铜液温度达到1160℃时，按成品接触线要求的镁含量(0.4％)的比例加入备好的铜镁中间合金；

3)此后经过1小时的熔炼和成分均匀化，开始引铸直径80mm的铸杆，备用；

4)将直径80mm的铜合金铸坯送入三辊行星轧机，轧制成直径24mm的杆材，并收取成圈(此为接触线杆坯半制品)备用；

5)用冷轧机将接触线杆坯半制品轧制成直径18mm的接触线杆坯；

6)将接触线杆坯送入专用的接触线拉拔机，拉制成截面积为120mm²成品接触线。

由此制成的120mm²铜镁合金接触线的主要机电性能如下：

拉断力：＞60kN  抗拉强度：＞500MPa  延伸率：＞3％

电阻率(20℃)：＜0.02653Ωmm2/m导电率：65％IACS

综上所述，本发明提供了一种接触线及其杆坯的制备方法，本方法是相对于目前最先进的上引连挤铜及铜合金接触线生产方法的发展，由于采用行星轧机轧制，具有以下优点：

轧制用的铸坯无需加热，轧制后的轧辊出口处，立即进行循环水冷却，轧出的杆坯表面不会被氧化，轧制杆坯的表面不需要酸洗、碱洗、清洗工序来清理处理。因此，生产过程没有对环境的污染，因而不存在对废酸、废碱处理，降低了生产成本。

可以避免挤压接触线杆坯时可能产生的冷隔等缺陷，大大提高成材料率，降低生产成本。

无需对工装模具材料有过高的耐热性能要求，进一步降低生产成本，提高产量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种接触线的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：将铜铸坯或引铸得到的铜合金铸坯在常温下经过三辊行星轧机，轧制成直径大于20mm的圆杆并收卷成圈，得到接触线杆坯半制品；所述铜合金铸坯的直径为50mm～120mm；

步骤B：对接触线杆坯半制品进行减径或轧制加工，得到接触线杆坯；

步骤C：对接触线杆坯进行减径和沟槽加工，得到接触线成品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，引铸得到铜合金铸坯的步骤具体包括：

步骤A1：在无氧条件下熔炼铜的中间合金备用；

步骤A2：在上引熔化炉或水平连铸的熔化炉中，在预定炉温下，将预定量的铜的中间合金加入到已熔化的铜液中；

步骤A3：通过上引炉中或水平连铸炉中的结晶器，引铸出铜合金铸坯。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铜的中间合金包括：

铜镁中间合金或铜锡中间合金。

4.一种接触线杆坯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A：将铜铸坯或引铸得到的铜合金铸坯在常温下经过三辊行星轧机，轧制成直径大于20mm的圆杆并收卷成圈，得到接触线杆坯半制品；所述铜合金铸坯的直径为50mm～120mm；

步骤B：对接触线杆坯半制品进行减径或轧制加工，得到接触线杆坯。