CN104046808A - 一种电气机车用铜合金接触线的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电气机车用铜合金接触线的制备方法，其各元素成分的重量百分比如下：Cr0.4-0.6、Ag0.1-0.2、Mg0.15-0.25、Zr0.05-0.1、Sn0.08-0.14、Mo0.06-0.09、Po0.03-0.05、Sb0.02-0.03、B0.01-0.02、Y0.03-0.04、Gd0.015-0.025、P0.005-0.015，余量为铜及不可避免的杂质。本发明制得的铜合金接触线在具有优异导电性能的同时还具有很高的抗拉强度，且具有热稳定好，导热性好，高抗疲劳，软化温度高，耐磨性好，耐腐蚀性好等特点，完全电气机车接触线的性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种电气机车用铜合金接触线的制备方法，属于铜合金制造技术领域。
背景技术
随着电气机车的快速发展，对电气化接触网的接触线的性能性能要求越来越高。在电气化机车运行时，接触线不仅要承受较大的悬挂张力，同时还要经受着通过电流时引起的热作用。然而现有的铜合金接触线性能却无法满足上述要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种抗拉强度高、导热性好的电气机车用铜合金接触线的制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种电气机车用铜合金接触线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将电解铜加入高频感应炉中，加热至1160-1220℃，待电解铜熔化后，升温至1240-1280℃，加入Zn、Cr、Zr、Ag等金属，同时在铜合金液表面覆盖一层覆盖剂，保温15-20min，然后对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Cr 0.4-0.6、Ag 0.1-0.2、Mg 0.15-0.25、Zr 0.05-0.1、Sn 0.08-0.14、Mo 0.06-0.09、Po 0.03-0.05、Sb 0.02-0.03、B 0.01-0.02、Y 0.03-0.04、Gd 0.015-0.025、P 0.005-0.015，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）向炉中按铜块投料重量的0.2-0.4%投入Si-Zn-Nb-V合金块熔化，合金块中Si、Zn、Nb、V元素的质量比为4-6：2-3：0.6-1.2：0.3-0.5，搅拌30-40min；然后调温至1200-1250℃，再加入精炼剂精炼25-35min，除渣后保温10-15min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
（4）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以80-90℃/h速率升温至180-240℃，保温4-8h，再以100-120℃/h速率升温至320-360℃，保温2-3h；然后以40-50℃/h速率降温至250-270℃，保温3-6h，再以120-150℃/h速率升温至480-510℃，保温1-2h；然后以180-220℃/h速率降温至140-170℃，保温5-10h，空冷至室温即可。
所述覆盖剂由以下重量份的原料：玻璃粉 5-10、石灰石10-15、钾长石8-12、橄榄石 4-8、硼泥 12-16、火山灰5-10、椰壳炭 9-13、纳米氮化铝 3-6，经混合，烘干，粉碎，过150-250目筛即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：蛭石 2-3、高岭土 4-6、光卤石 3-5、氟化钙 2-3、锰矿渣 3-6、氟钛酸钾 2-4、明矾粉 1.5-2.5、冰晶石粉 2-3、纳米氮化硅 1-2、氯化钾 3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
本发明的有益效果：
本发明制得的铜合金接触线在具有优异导电性能的同时还具有很高的抗拉强度，且具有热稳定好，导热性好，高抗疲劳，软化温度高，耐磨性好，耐腐蚀性好等特点，完全电气机车接触线的性能要求。
具体实施方式
一种电气机车用铜合金接触线的制备方法，包括以下步骤：
（1）将电解铜加入高频感应炉中，加热至1210℃，待电解铜熔化后，升温至1260℃，加入Zn、Cr、Zr、Ag等金属，同时在铜合金液表面覆盖一层覆盖剂，保温18min，然后对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Cr 0.4-0.6、Ag 0.1-0.2、Mg 0.15-0.25、Zr 0.05-0.1、Sn 0.08-0.14、Mo 0.06-0.09、Po 0.03-0.05、Sb 0.02-0.03、B 0.01-0.02、Y 0.03-0.04、Gd 0.015-0.025、P 0.005-0.015，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）向炉中按铜块投料重量的0.3%投入Si-Zn-Nb-V合金块熔化，合金块中Si、Zn、Nb、V元素的质量比为5：2：1：0.5，搅拌35min；然后调温至1220℃，再加入精炼剂精炼30min，除渣后保温12min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
（4）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以90℃/h速率升温至220℃，保温6h，再以110℃/h速率升温至350℃，保温2h；然后以45℃/h速率降温至260℃，保温4h，再以130℃/h速率升温至490℃，保温1.5h；然后以220℃/h速率降温至150℃，保温8h，空冷至室温即可。
所述覆盖剂由以下重量（kg）的原料：玻璃粉 8、石灰石10、钾长石10、橄榄石 6、硼泥 15、火山灰6、椰壳炭 11、纳米氮化铝 4，经混合，烘干，粉碎，过200目筛即可。
所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量（kg）的原料：蛭石 3、高岭土 5、光卤石 4、氟化钙 2、锰矿渣 5、氟钛酸钾 3、明矾粉 2、冰晶石粉 3、纳米氮化硅 1.5、氯化钾 3、硅烷偶联剂KH-550 1.5；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入530℃下煅烧3h，取出粉碎过200目筛；加水打浆制成50%的浆液，然后加浓度为18%的盐酸溶液调节浆液PH=5.0，2000rpm高速研磨25min，用浓度为20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500rpm高速搅拌8min，烘干，粉碎，过300目筛即可。
制得的铜合金线经检验，其主要性能为：抗拉强度562Mpa，屈服强度为457Mpa，延伸率21%，导电率IACS（20℃）88%。
Claims (3)
1.一种电气机车用铜合金接触线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将电解铜加入高频感应炉中，加热至1160-1220℃，待电解铜熔化后，升温至1240-1280℃，加入Zn、Cr、Zr、Ag等金属，同时在铜合金液表面覆盖一层覆盖剂，保温15-20min，然后对铜合金液进行炉前化学快速分析，使得铜合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Cr 0.4-0.6、Ag 0.1-0.2、Mg 0.15-0.25、Zr 0.05-0.1、Sn 0.08-0.14、Mo 0.06-0.09、Po 0.03-0.05、Sb 0.02-0.03、B 0.01-0.02、Y 0.03-0.04、Gd 0.015-0.025、P 0.005-0.015，余量为铜及不可避免的杂质；分析后根据配方中各组分的重量百分比调整补料；
（2）向炉中按铜块投料重量的0.2-0.4%投入Si-Zn-Nb-V合金块熔化，合金块中Si、Zn、Nb、V元素的质量比为4-6：2-3：0.6-1.2：0.3-0.5，搅拌30-40min；然后调温至1200-1250℃，再加入精炼剂精炼25-35min，除渣后保温10-15min；
（3）连铸连轧成铜合金杆、拉丝机拉制成铜合金单线；
（4）将铜合金线材送入热处理炉中进行时效处理：先以80-90℃/h速率升温至180-240℃，保温4-8h，再以100-120℃/h速率升温至320-360℃，保温2-3h；然后以40-50℃/h速率降温至250-270℃，保温3-6h，再以120-150℃/h速率升温至480-510℃，保温1-2h；然后以180-220℃/h速率降温至140-170℃，保温5-10h，空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的一种电气机车用铜合金接触线的制备方法，其特征在于，所述覆盖剂由以下重量份的原料：玻璃粉 5-10、石灰石10-15、钾长石8-12、橄榄石 4-8、硼泥 12-16、火山灰5-10、椰壳炭 9-13、纳米氮化铝 3-6，经混合，烘干，粉碎，过150-250目筛即可。
3.根据权利要求1所述的一种电气机车用铜合金接触线的制备方法，其特征在于，所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：蛭石 2-3、高岭土 4-6、光卤石 3-5、氟化钙 2-3、锰矿渣 3-6、氟钛酸钾 2-4、明矾粉 1.5-2.5、冰晶石粉 2-3、纳米氮化硅 1-2、氯化钾 3-4、硅烷偶联剂KH-550 1-2；b、将蛭石、高岭土、光卤石混合均匀送入520-550℃下煅烧2-4h，取出粉碎过200-300目筛；加水打浆制成45-55%的浆液，然后加浓度为15-20%的盐酸溶液调节浆液PH=4.5-5.0，2000-3000rpm高速研磨20-30min，用浓度为15-20%的氢氧化钠溶液调节研磨液PH值为中性，喷雾干燥得粉末，再加入其余原料，1500-2000rpm高速搅拌5-10min，烘干，粉碎，过300-400目筛即可。
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