CN106238494B - 一种高强度铜合金接触线的生产工艺 - Google Patents

一种高强度铜合金接触线的生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN106238494B
CN106238494B CN201610630112.4A CN201610630112A CN106238494B CN 106238494 B CN106238494 B CN 106238494B CN 201610630112 A CN201610630112 A CN 201610630112A CN 106238494 B CN106238494 B CN 106238494B
Authority
CN
China
Prior art keywords
contact line
copper
content
weight
percentage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610630112.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106238494A (zh
Inventor
徐高磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Xiangying Metal Industry Co., Ltd.
Original Assignee
Foshan Xiangying Metal Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Xiangying Metal Industry Co Ltd filed Critical Foshan Xiangying Metal Industry Co Ltd
Priority to CN201610630112.4A priority Critical patent/CN106238494B/zh
Publication of CN106238494A publication Critical patent/CN106238494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106238494B publication Critical patent/CN106238494B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • B21C37/045—Manufacture of wire or bars with particular section or properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • B21C37/047—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire of fine wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高强度铜合金接触线的生产工艺，包括以下步骤：（1）A级阴极铜在熔炼装置内连续铸造，制备上引铜杆；（2）将上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压制备接触线坯料；（3）采用拉拔机组制备接触线成品。本发明制备的接触线的抗拉强度大于600Mpa，满足高速铁路的接触线的使用。

Description

一种高强度铜合金接触线的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种铜合金的生产工艺，尤其涉及一种用于高速铁路接触线的高强度铜合金的生产工艺。
背景技术
电气化铁路用接触线的作用是通过与电力机车受电弓滑板滑动摩擦直接接触向电力机车输送电流，所需导体合金要工作在电流传导、悬挂张力、运行冲击、温度变化、环境因素影响和滑板磨耗等恶劣条件下，因此要求接触线材料应具有较高的抗拉强度和电导率，并兼有较高的抗高温软化能力。随着铁路电气化的高速发展，铁路运输一再提速，对于电气化铁路用接触线性能要求越来越高。然而，导体合金的强度与导电性一般呈反函数关系，即采用特定技术提高强度则往往以牺牲电导率为代价，或者为改善电导率则往往损失强度。因此，非常需要采用特定技术能够同时获得满足铁路实际架线要求并具有良好使用性能的接触线用合金。
国内外对于高速铁路用关键材料都进行了长期的基础研究和应用研究。高速铁路用接触线一般添加一些高熔点、高硬度、低固溶度的金属，如Cr、Nb、Ag 等，借助合金质点的纤维状排列，在不影响电导率的前提下来增加铜线材的强度和耐磨性。另外，日本还采用大变形强化技术，进行Cr、Nb 系铜基复合材料强化的研究工作。国内上海大学和西北工业大学提出采用定向凝固工艺来提高铜合金强度。当前，应用最广泛的接触线是纯铜、铜银合金接触线，其强度仅为350～400MPa，只适合中低速(250Km/h) 铁路，难以满足高速铁路的服役条件。德国联邦股份公司的Re330 型铜镁合金接触线较为先进，抗拉强度达503MPa，电导率为68.1％IACS，软化温度为385℃。国内引进德国的接触线材料也是铜镁合金，其强度和电导率也与上述值接近。
目前国内用于满足高速铁路接触网使用的铜合金接触线主要为铜镁合金接触线和铜锡合金接触线，国内时速350千米及其以上的高速铁路使用的接触线的抗拉强度要求500Mpa以上，但是随着高速铁路时速的提高，如果抗拉强度不能进一步得到提高，将对高速铁路建设技术造成停滞。
发明内容
针对上述的技术问题，本发明提供了一种用于高速铁路接触线使用的高强度铜合金的生产工艺。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高强度铜合金接触线的生产工艺，其特征在于所述的铜合金接触线按重量百分比为：镁含量为0.35%，硒含量为0.05-0.10%，钴含量为0.02-0.08%，镍含量为0.02-0.08%，硅含量为0.005-0.02%，钇含量为0.005-0.05%，钪含量为0.005-0.05%，氧含量小于0.0005%，其它不可避免的杂质元素含量小于0.01%，余量为铜。
所述的高强度铜合金接触线的生产工艺包括以下步骤：
（1）上引连铸铜杆：以A级阴极铜、纯镁、铜硒中间合金、铜钴中间合金、铜镍中间合金、纯硅、铜钇中间合金、铜钪中间合金为原料，由熔炼装置熔炼、上引连续铸造，熔炼装置内覆盖有木炭和石墨鳞片，采用牵引机组上引连续铸造铜杆；
（2）连续挤压接触线坯料：以上引铜杆为原料，采用连续挤压机组的成型装置挤压制备接触线坯料；
（3）拉拔成型接触线成品：采用巨型拉拔机组，将接触线坯料拉拔成150mm2截面的接触线。
所述制备的高强度铜合金接触线的抗拉强度为大于600Mpa。
所述步骤（1）中熔炼装置包括熔化炉和保温炉，其中熔化炉温度为1200±5℃，保温炉温度为1180±5℃；木炭的粒度为60mm-80mm，覆盖厚度150mm-200mm ；石墨鳞片的覆盖厚度50mm-100mm；冷却循环水出水温度小于35℃；上引铜杆的直径为30mm，直径公差小于±0.1mm，铜杆的节距为3-3.8mm，铜杆的牵引速度为250-300mm/min。
所述步骤（1）中铜硒中间合金、铜钴中间合金、铜镍中间合金、铜钇中间合金、铜钪中间合金分别是含20%硒的铜硒中间合金、含20%钴的铜钴中间合金、含20%镍的铜镍中间合金、含10%钇的铜钇中间合金、含10%钪的铜钪中间合金。
所述步骤（1）中镍+钴总含量与硅含量的重量百分比为四比一，钇含量与钪含量的重量百分比为一比一，钴含量与镍含量的重量百分比为一比一。
所述步骤（2）中的连续挤压机组的转速为2-3r/min，所述上引铜杆在连续挤压机组内进行连续挤压接触线坯料的制造，所述连续挤压接触线坯料的挤压温度大于750℃，挤压压力大于1100MPa。
所述步骤（2）中所述的成型装置包括扩展模具和成型模具；所述的扩展模具为锥形模具，模角为55°，模孔工作带长度为8mm；所述的成型模具为双锥形模具，模角分别为65°和20°，模孔工作带长度为12mm。
所述步骤（2）中所述的连续挤压机组的挤压轮直径为630mm、挤压轮宽度为150mm。
所述步骤（2）中所述的连续挤压机组中靴座与挤压轮的间隙为0.10-0.12mm，靴座的压紧压力为20-30MPa。
所述步骤（2）中所述的连续挤压机组采用含有30%的酒精水溶液对接触线坯料进行冷却，冷却后接触线坯料的温度小于45℃。
所述步骤（2）中制备的接触线坯料的晶粒尺寸为0.005-0.01mm。
所述步骤（2）中制备的接触线坯料为非圆形，接触线坯料截面积为750mm2-1500mm2，接触线坯料截面与接触线成品截面形状一致。
所述步骤（3）中拉拔成型过程中包括5道次拉拔，拉拔总加工率为80-90%。
所述步骤（3）中拉拔成型中拉拔模具的模角范围为5°-15°，拉拔模具的模孔工作带长度为7mm，同时5个道次的拉拔模具的模角依次减小。
本发明用于高强度铜合金接触线的生产工艺具有如下有益效果：
1、本发明制备的高强度铜合金接触线，镁含量为0.35%，硒含量为0.05-0.10%，钴含量为0.02-0.08%，镍含量为0.02-0.08%，硅含量为0.005-0.02%，钇含量为0.005-0.05%，钪含量为0.005-0.05%，氧含量小于0.0005%，其它不可避免的杂质元素含量小于0.01%，余量为铜。
2、本发明制备的高强度铜合金接触线的抗拉强度为大于600Mpa，满足了高速铁路的使用。
3、本发明生产工艺流程短、高效、节能；采用上引连铸技术、连续挤压技术、高精度拉拔技术等相结合。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例1用于高强度铜合金接触线的生产工艺，包括如下步骤：
（1）上引连铸铜杆：以A级阴极铜、纯镁、铜硒中间合金、铜钴中间合金、铜镍中间合金、纯硅、铜钇中间合金、铜钪中间合金为原料，在熔炼装置内熔炼、上引连续铸造，熔炼装置内覆盖有木炭和石墨鳞片，采用牵引机组上引连续铸造铜杆；
熔炼装置中熔化炉温度为1200℃，保温炉温度为1180℃；木炭的粒度为60mm，覆盖厚度150mm；石墨鳞片的覆盖厚度50mm；冷却循环水出水温度30℃；上引铜杆的直径为30mm，直径公差±0.05mm，铜杆的节距为3.5mm，铜杆的牵引速度为270mm/min。
铜硒中间合金、铜钴中间合金、铜镍中间合金、铜钇中间合金、铜钪中间合金分别是含20%硒的铜硒中间合金、含20%钴的铜钴中间合金、含20%镍的铜镍中间合金、含10%钇的铜钇中间合金、含10%钪的铜钪中间合金。
上引铜杆中镁含量为0.35%，硒含量为0.05-0.10%，钴含量为0.02-0.08%，镍含量为0.02-0.08%， 硅含量为0.005-0.02%，钇含量为0.005-0.05%，钪含量为0.005-0.05%，氧含量小于 0.0005%，镍+钴总含量与硅含量的重量百分比为四比一，钇含量与钪含量的重量百分比为一比一，镍含量与钴含量的重量百分比为一比一，其它不可避免的杂质元素含量小于0.01%，余量为铜。
（2）连续挤压接触线坯料：以上引铜杆为原料，采用连续挤压机组的成型装置挤压制备接触线坯料；
连续挤压机组的转速为2.7r/min，所述上引铜杆在连续挤压机组内进行连续挤压接触线坯料的制造，所述连续挤压接触线坯料的挤压温度780℃，挤压压力1150MPa。
成型装置包括扩展模具和成型模具；扩展模具为锥形模具，模角为55°，模孔工作带长度为8mm；所述的成型模具为双锥形模具，模角分别为65°和20°，模孔工作带长度为12mm。
连续挤压机组的挤压轮直径为630mm、挤压轮宽度为150mm。连续挤压机组中靴座与挤压轮的间隙为0.10mm，靴座的压紧压力为26MPa。
连续挤压机组采用含有30%的酒精水溶液对接触线坯料进行冷却，冷却后接触线坯料的温度40℃。制备的接触线坯料的晶粒尺寸为0.007mm。制备的接触线坯料为非圆形，接触线坯料截面积为750mm2，接触线坯料截面与接触线成品截面形状一致。
（3）拉拔成型接触线成品：采用巨型拉拔机组，将接触线坯料拉拔成150mm2截面的接触线。
拉拔成型过程中包括5道次拉拔，拉拔总加工率为80%。
拉拔成型中拉拔模具的模孔工作带长度为7mm，同时5个道次的拉拔模具的模角依次为10°、8°、7°、6°、5°。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种高强度铜合金接触线的生产工艺，其特征在于：所述的铜合金按重量百分比为：镁含量为0.35%，硒含量为0.05-0.10%，钴含量为0.02-0.08%，镍含量为0.02-0.08%， 硅含量为0.005-0.02%，钇含量为0.005-0.05%，钪含量为0.005-0.05%，氧含量小于 0.0005%，镍+钴总含量与硅含量的重量百分比为四比一，钇含量与钪含量的重量百分比为一比一，镍含量与钴含量的重量百分比为一比一，其它不可避免的杂质元素含量小于0.01%，余量为铜；所述的生产工艺是：
（1）上引连铸铜杆：以A级阴极铜、纯镁、含重量百分比为20% 硒的铜硒中间合金、含重量百分比为20%钴的铜钴中间合金、含重量百分比为20%镍的铜镍中间合金、纯硅、含重量百分比为10%钇的铜钇中间合金、含重量百分比为10%钪的铜钪中间合金为原料，在熔炼装置内熔炼、上引连续铸造；熔炼装置内覆盖有木炭和石墨鳞片，木炭的粒度为60mm-80mm，覆盖厚度150mm-200mm，石墨鳞片的覆盖厚度50mm-100mm，采用牵引机组上引连续铸造铜杆；熔炼装置包括熔化炉和保温炉，其中熔化炉温度为1200±5℃，保温炉温度为1180±5℃，上引铜杆的直径为30mm，上引铜杆的直径公差小于±0.1mm，上引铜杆的节距为3-3.8mm，上引铜杆的牵引速度为250-300mm/min；
（2）连续挤压接触线坯料：以上引铜杆为原料，采用连续挤压机组的成型装置挤压制备接触线坯料；连续挤压机组的转速为2-3r/min，连续挤压接触线坯料的挤压温度大于750℃，挤压压力大于1100MPa；所述的成型装置包括扩展模具和成型模具，扩展模具为锥形模具，模角为55°，模孔工作带长度为8mm，成型模具为双锥形模具，模角分别为65°和20°，模孔工作带长度为12mm；所述的连续挤压机组的挤压轮直径为630mm、挤压轮宽度为150mm；所述的连续挤压机组中靴座与挤压轮的间隙为0.10-0.12mm，靴座的压紧压力为20-30MPa；所述的连续挤压机组采用含有30%的酒精水溶液对接触线坯料进行冷却，冷却后接触线坯料的温度小于45℃，制备的接触线坯料的晶粒尺寸为0.005-0.01mm，制备的接触线坯料为非圆形，接触线坯料截面积为750mm2 -1500mm2，接触线坯料截面与接触线成品截面形状一致；
（3）拉拔成型接触线成品：采用拉拔机组，将接触线坯料拉拔成150mm2截面的接触线，拉拔成型过程中包括5道次拉拔，拉拔总加工率为80-90%，拉拔成型中拉拔模具的模角范围为5°-15°，拉拔模具的模孔工作带长度为7mm，同时5个道次的拉拔模具的模角依次减小；上述工艺制备的高强度铜合金接触线的抗拉强度为大于600MPa。
CN201610630112.4A 2016-08-04 2016-08-04 一种高强度铜合金接触线的生产工艺 Active CN106238494B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610630112.4A CN106238494B (zh) 2016-08-04 2016-08-04 一种高强度铜合金接触线的生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610630112.4A CN106238494B (zh) 2016-08-04 2016-08-04 一种高强度铜合金接触线的生产工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106238494A CN106238494A (zh) 2016-12-21
CN106238494B true CN106238494B (zh) 2018-05-08

Family

ID=57606561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610630112.4A Active CN106238494B (zh) 2016-08-04 2016-08-04 一种高强度铜合金接触线的生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106238494B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107497880B (zh) * 2017-08-17 2019-04-05 南京禹智智能科技有限公司 一种碲硒铜棒的生产方法
CN107309292B (zh) * 2017-08-17 2019-04-26 恒吉集团金属有限公司 一种镁碲铜棒的生产方法
CN107931550B (zh) * 2017-12-03 2022-03-22 浙江同诚合金铜管有限公司 一种铜及铜合金管拉伸用石墨模具
CN109290389A (zh) * 2018-11-01 2019-02-01 西安西电光电缆有限责任公司 一种铜镁合金接触线的制备方法
CN110172609A (zh) * 2019-05-16 2019-08-27 红河学院 一种高强度高导电率铜镁系合金及其制备方法
CN111575526B (zh) * 2020-05-22 2021-09-17 信承瑞技术有限公司 电气化铁路用铜硒接触线及其制备工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1933037A (zh) * 2006-08-25 2007-03-21 邢台鑫晖铜业特种线材有限公司 具有优良综合性能的铜合金接触线的制备方法
CN101710505A (zh) * 2009-12-14 2010-05-19 中铁建电气化局集团有限公司 一种铜镁合金接触线的制备方法
CN105047245A (zh) * 2015-07-13 2015-11-11 江苏亨通线缆科技有限公司 用户引入电缆用铜镁合金导线

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110125411A (ko) * 2010-05-13 2011-11-21 엘에스전선 주식회사 전차선용 구리합금 와이어 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1933037A (zh) * 2006-08-25 2007-03-21 邢台鑫晖铜业特种线材有限公司 具有优良综合性能的铜合金接触线的制备方法
CN101710505A (zh) * 2009-12-14 2010-05-19 中铁建电气化局集团有限公司 一种铜镁合金接触线的制备方法
CN105047245A (zh) * 2015-07-13 2015-11-11 江苏亨通线缆科技有限公司 用户引入电缆用铜镁合金导线

Also Published As

Publication number Publication date
CN106238494A (zh) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106238494B (zh) 一种高强度铜合金接触线的生产工艺
CN101707084B (zh) 铜镁合金绞线的生产方法
CN102886390B (zh) 一种超微细铜丝的生产工艺
CN105039883B (zh) 一种Cu‑Cr‑Zr合金接触线的制备方法
CN106238493B (zh) 一种高耐磨铜合金接触线的生产工艺
CN103695825B (zh) 一种高导电率的高强度铜铬锆合金细线导体的制备方法
CN106222477A (zh) 一种电动汽车充电桩连接器用碲铜合金及其生产工艺
CN101710505B (zh) 一种铜镁合金接触线的制备方法
CN103854807B (zh) 一种高导电率硬铝导线及其制备工艺
CN106140863B (zh) 一种铜锡合金接触线的生产工艺
CN102262924A (zh) 大截面无氧铜母线及其制备方法
CN113333695B (zh) 上下型高强高导耐磨铜钢复合接触线的生产设备及其方法
CN104051053A (zh) 高强度高导电性铜锡合金接触线及其制备方法
CN105032926B (zh) 一种静磁场辅助作用下轧制金属线棒材的方法
CN103071696B (zh) 一种电工用铝及铝合金母线的生产工艺
CN203209646U (zh) 双金属复合材料水平连铸加工装置
CN107513635A (zh) 一种导电用铜合金棒材及其生产工艺
CN104409132A (zh) 一种环保电缆及其制作方法
CN105499302A (zh) 一种纯铜绞线的生产方法
CN107475554A (zh) 一种微合金铜母线的生产工艺
CN105679459A (zh) 一种铝包碳纤维导线的制备方法
CN106077125B (zh) 一种磁极线圈用铜型材的生产工艺
CN106269969B (zh) 一种电真空器件用无氧铜棒的生产工艺
CN101969055A (zh) 连挤轧制法生产kfc铜合金引线框架材料
CN107377657A (zh) 一种磁极线圈用铜材及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180410

Address after: 528000 No. 10 Chuang Bei Road, Songgang pine summer Industrial Park, Shihshan Town, Nanhai District, Foshan, Guangdong

Applicant after: Foshan Xiangying Metal Industry Co., Ltd.

Address before: 312000 Zhejiang province Shaoxing City Street No. 153

Applicant before: Xu Gaolei

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant