CN105603242A - 一种铜银镁合金接触线及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铜银镁合金接触线及其制备方法，铜银镁合金接触线各组分含量按重量比为，0.10～0.13％的银和0.01～0.02％的镁，杂质总量不大于0.02％，余量为铜。其制备方法，包括以下步骤：熔炼，连铸，连续挤压，冷轧，拉拔成型，得到设定直径的铜银镁合金接触线。在保证与铜锡合金接触线抗拉强度相同的条件下，可以大幅度提高其导电率及耐软化性能；在铜银合金接触线的基础上，少量降低导电率，大幅度提高抗拉强度；并且该铜银镁合金导线的工艺简单易行、成本较低、具有很好的经济效益。

Description

一种铜银镁合金接触线及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电气化铁路用铜合金接触线及其制备方法。
背景技术
目前，国内外普速铁路采用的接触线多为铜银、铜锡合金接触线产品。这两种产品的区别在于，铜银合金接触线产品保证了较高的导电率，导电率≥97 %，但抗拉强度较低，抗拉强度一般在350 Mpa以上；铜锡合金接触线产品，通过锡元素的添加，提高了抗拉强度，抗拉强度最小都大于420 Mpa，但是同时也大大降低了接触线产品的导电率，导电率仅≥72 %。因此，在提高接触线产品抗拉强度的同时，确保较高的导电率，成为现在研究的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜银镁合金接触线及其制备方法，克服铜银合金接触线导电率高但抗拉强度低、铜锡合金接触线抗拉强度高但导电率低的缺点，使合金接触线产品在保证抗拉强度的同时，又有较高的导电率。
一种铜银镁合金接触线，其特征在于：各组分含量按重量比为，0.10～0.13 ％的银和 0.01～0.02 ％的镁，杂质总量不大于0.02％，余量为铜。所述铜银镁合金接触线抗拉强度为420～442 MPa，电导率为 93.1～95.1％ IACS，伸长率大于 5.0％，软化温度大于 300 ℃，抗软化性能≥ 90 %。
一种铜银镁合金接触线制备方法，其特征在于，包括以下步骤 ：
（1）熔炼：将标准阴极铜投入上引连铸炉中熔化，并以木炭作为表面覆盖剂，以防止铜液被氧化；将0.10～0.13 % 的银和0.01～0.02 ％的镁加入到铜液中，铸造温度为1160～1170 ℃。
（2）连铸：铜液混合均匀，检测成分合格后开始引杆，引杆速度为250 mm/min，得到直径￠22 mm杆坯。
（3）连续挤压：将步骤（2）的杆坯通过连续挤压机，挤压成直径￠28 mm 的杆坯 ；
（4）冷轧：对经过步骤（3）处理的所述杆坯进行冷加工变形，得到直径￠16～20 mm的圆杆坯；
（5）拉拔成型：根据所需接触线截面尺寸，对经过步骤（4）处理的圆杆坯进行四道次的孔型拉拔，得到设定直径的铜银镁合金接触线。
一种铜银镁合金接触线制备方法，其特征在于：在所述步骤 (1) 中，所述铜的纯度为99.99％，所述银、镁均以纯元素的形式加入。
一种铜银镁合金接触线制备方法，其特征在于：在所述步骤 (5) 中，所述拉拔鼓轮采用略带锥体设计，避免了线与线之间相互滑动而产生的擦伤，且拉拔鼓轮采用内外水循环系统进行冷却，使冷却充分。
本发明根据铜自身的特性，具有很好的导电性和耐蚀性，并在铜中添加入银和镁两种金属构成铜银镁合金，在保证与铜锡合金接触线抗拉强度相同的条件下，可以大幅度提高其导电率及耐软化性能；在铜银合金接触线的基础上，少量降低导电率，大幅度提高抗拉强度，且锡价格昂贵，铜银镁合金接触线的使用，可以替代铜锡合金接触线，降低了企业的生产成本。经过在高纯度铜中合理添加合金元素，并通过上引连铸—挤压—冷轧—拉拔成型工艺制造出的接触线不仅具有较高的导电率，同时又能保证较高的抗拉强度，并且该铜银镁合金导线的工艺简单易行、成本较低、具有很好的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明：
一种铜银镁合金接触线，其特征在于：各组分含量按重量比为，0.10～0.13 ％的银和 0.01～0.02 ％的镁，杂质总量不大于0.02％，余量为铜。所述铜银镁合金接触线抗拉强度为420～442 MPa，电导率为 93.1～95.1％ IACS，伸长率大于 5.0％，软化温度大于 300 ℃，抗软化性能≥ 90 %。
一种铜银镁合金接触线制备方法，包括以下步骤 ：在熔炼上引工序均匀加入生产原料——电解铜板、银锭和镁锭（铜的纯度为99.99％，银、镁均以纯元素的形式加入），通过严格控制炉温（铸造温度为1160～1170 ℃）、引速（引杆速度为250 mm/min）、冷却强度、木炭覆盖层厚度等工艺参数，同时采用炉前取样检测等监控手段，确保连铸生产出成分均匀的，特定银含量（0.10～0.13 %）和镁含量（0.01～0.02%）的Ø22铜银镁合金杆坯，在连续挤压工序，上引连铸铜锡合金线坯在挤压过程中实现动态再结晶，铸态组织被破碎后再结晶，产品晶粒细小、金相组织均匀、晶粒间直径差别小。该工序采用了拥有500mm直径挤压轮的连续挤压机和挤压模具，特别调整了腔体垫片厚度和挤压轮转速，生产符合后续工序工艺要求的Ø28铜银镁合金杆。在冷轧拉拔工序，采用有四个拉丝鼓轮模（每个鼓轮都有配套的电机驱动，拉拔鼓轮采用略带锥体设计，且拉拔鼓轮采用内外水循环系统进行冷却），可实现四模连续拉伸的接触线拉丝机组，通过合理的配模及参数调整，将Ø28铜银镁合金挤压杆加工成满足各项性能要求的CTAH-M85、CTAH-M120或CTAH-M150成品。
CTAH-M85、CTAH-M120和CTAH-M150成品性能至少需达到下表中的数据（参照标准TB/T 2809-2013修订稿）：
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (4)

1.一种铜银镁合金接触线，其特征在于：各组分含量按重量比为，0.10～0.13 ％的银和 0.01～0.02 ％的镁，杂质总量不大于0.02％，余量为铜;所述铜银镁合金接触线抗拉强度为420～442 MPa，电导率为 93.1～95.1％ IACS，伸长率大于 5.0％，软化温度大于 300 ℃，抗软化性能≥ 90 %。
2.根据权利要求1所述的铜银镁合金接触线制备方法，其特征在于，包括以下步骤 ：
（1）熔炼：将标准阴极铜投入上引连铸炉中熔化，并以木炭作为表面覆盖剂，以防止铜液被氧化；将0.10～0.13 % 的银和0.01～0.02 ％的镁加入到铜液中，铸造温度为1160～1170 ℃;
（2）连铸：铜液混合均匀，检测成分合格后开始引杆，引杆速度为250 mm/min，得到直径￠22 mm杆坯;
（3）连续挤压：将步骤（2）的杆坯通过连续挤压机，挤压成直径￠28 mm 的杆坯 ；
（4）冷轧：对经过步骤（3）处理的所述杆坯进行冷加工变形，得到直径￠16～20 mm的圆杆坯；
（5）拉拔成型：根据所需接触线截面尺寸，对经过步骤（4）处理的圆杆坯进行四道次的孔型拉拔，得到设定直径的铜银镁合金接触线。
3.根据权利要求2所述的铜银镁合金接触线制备方法，其特征在于：在所述步骤 (1) 中，所述铜的纯度为99.99％，所述银、镁均以纯元素的形式加入。
4.根据权利要求2或3所述的铜银镁合金接触线制备方法，其特征在于：在所述步骤 (5) 中，所述拉拔鼓轮采用略带锥体设计，避免了线与线之间相互滑动而产生的擦伤，且拉拔鼓轮采用内外水循环系统进行冷却，使冷却充分。
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