CN107685078A - 一种电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铁道用绞线领域，特别是一种电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法，包括以下步骤：铜合金单丝坯料的准备、一次拉丝、退火、二次拉丝、一次绞合、二次绞合。本发明方法制备出的吊弦线的强度高，单丝抗拉强度大于589Mpa，绞线整股拉断力大于5.67KN、抗弯折性能大于120次，使得其使用寿命达到了15～20年。

Description

一种电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法
技术领域
本发明涉及铁道用绞线领域，特别是一种电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法。
背景技术
随着电气化铁路和城市轨道交通的不断提速，对接触网的要求越来越高。电气化铁路通常使用的铜合金绞线，由于强度较弱，所以抗弯折与耐疲劳性能较差，造成了多股电连接线疲劳断股断线的问题，使得普通的方法制备的铜合金绞线的使用寿命一般为5年。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法，该吊弦线的强度高，单丝抗拉强度大于589Mpa，绞线整股拉断力大于5.67KN、抗弯折性能大于120次，使得其使用寿命达到了15～20年。
解决上述技术问题的技术方案如下：
一种电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法，包括以下步骤：
(1)铜合金单丝坯料的准备
选择铜合金单丝坯料，精确控制铜合金单丝坯料的合金元素镁的比例为0.30～0.50％，保证其他杂质元素的含量总和不得高于0.5％，合金内氧的含量控制在10ppm以内；
(2)一次拉丝
采用拉丝机将铜合金单丝坯料拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为2.0mm；
(3)退火
将步骤(2)得到的单丝放入退火炉内进行退火处理，退火温度为550～560℃，退火时间为4～5小时；确保每一根合金单线的强度自始至终是一致的；
该步骤具有以下作用：
a、消除铜合金单线加工硬化现象，降低变形抗力，恢复塑性；
b、对晶粒组织进行控制，防止晶粒变粗，确保坯料的组织和性能；
c、消除晶粒之间的残余应力；
d、均匀材料组织和成份，改善材料的各项性能。
(4)二次拉丝
将退火后的铜合金单丝在拉丝机上进行二次拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为0.5mm，保证了铜合金单丝的线径稳定；
(5)一次绞合
将7根经过步骤(1)～(4)的铜合金单丝绞合成7*0.5规格的绞线；
(6)二次绞合
步骤(5)得到的绞线进行检验合格之后，取7组7*0.5的绞线进行二次绞合，得到7*7*0.5的吊弦线产品。
进一步地说，铜合金单丝坯料的准备步骤中，采用连续挤压的方式对单丝进行作用，使得单丝晶粒组织均匀变细，晶粒大小一致，平均晶粒尺寸为3μm，提高了铜合金单丝坯料的强度。
进一步地说，一次拉丝和二次拉丝步骤中，采用的是天然钻石模具，使得铜合金单丝表面无裂纹、无伤痕，从而保证了绞线后产品表面质量，使其耐疲劳性能达到最佳。
进一步地说，一次绞合和二次绞合步骤中，均增加恒张力控制方式，起始张力和结束张力恒定一致，绝对地保证了产品的品质。
进一步地说，一次绞合和二次绞合步骤中，均安装有在线监测不圆度测试仪对绞合过程中的合金丝进行不圆度监测，保证了合金单丝表面圆整光滑无跳股，进一步地保证了合金绞丝表面质量光滑无毛刺。
本发明的有益效果是：
本发明方法制备出的吊弦线的强度高，单丝抗拉强度大于589Mpa，绞线整股拉断力大于5.67KN、抗弯折性能大于120次，使得其使用寿命达到了15～20年。高抗弯折性能优异，有利于我国高速铁路在沿海盐雾、潮湿隧道地区的高速发展，有利于提高高速铁路的安全性能；有利于高速铁路的优化升级，因其提高了安全性能所以为高速铁路未来速度的提升奠定了一定的基础；为社会节约原材料和产品的成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
(1)铜合金单丝坯料的准备
选择铜合金单丝坯料，精确控制铜合金单丝坯料的合金元素镁的比例为0.30％，保证其他杂质元素的含量总和不得高于0.5％，合金内氧的含量控制在10ppm以内；采用连续挤压的方式对单丝进行作用，使得单丝晶粒组织均匀变细，晶粒大小一致，平均晶粒尺寸为3μm。
(2)一次拉丝
采用天然钻石模具的拉丝机将铜合金单丝坯料拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为2.0mm；
(3)退火
将步骤(2)得到的单丝放入退火炉内进行退火处理，退火温度为550℃，退火时间为5小时；
(4)二次拉丝
将退火后的铜合金单丝在带有天然钻石模具的拉丝机上进行二次拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为0.5mm；
(5)一次绞合
将7根经过步骤(1)～(4)的铜合金单丝绞合成7*0.5规格的绞线；该过程中增加恒张力控制方式；该步骤还安装有在线监测不圆度测试仪对绞合过程中的合金丝进行不圆度监测。
(6)二次绞合
步骤(5)得到的绞线进行检验合格之后，取7组7*0.5的绞线进行二次绞合，得到7*7*0.5的吊弦线产品，该过程中也增加恒张力控制方式，也安装有在线监测不圆度测试仪对绞合过程中的合金丝进行不圆度监测。
实施例2：
(1)铜合金单丝坯料的准备
选择铜合金单丝坯料，精确控制铜合金单丝坯料的合金元素镁的比例为0.50％，保证其他杂质元素的含量总和不得高于0.5％，合金氧的含量控制在10ppm以内；采用连续挤压的方式对单丝进行作用，使得单丝晶粒组织均匀变细，晶粒大小一致，平均晶粒尺寸为3μm。
(2)一次拉丝
采用天然钻石模具的拉丝机将铜合金单丝坯料拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为2.0mm；
(3)退火
将步骤(2)得到的单丝放入退火炉内进行退火处理，退火温度为560℃，退火时间为4小时；
(4)二次拉丝
将退火后的铜合金单丝在带有天然钻石模具的拉丝机上进行二次拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为0.5mm；
(5)一次绞合
将7根经过步骤(1)～(4)的铜合金单丝绞合成7*0.5规格的绞线；该过程中增加恒张力控制方式；该步骤还安装有在线监测不圆度测试仪对绞合过程中的合金丝进行不圆度监测。
(6)二次绞合
步骤(5)得到的绞线进行检验合格之后，取7组7*0.5的绞线进行二次绞合，得到7*7*0.5的吊弦线产品，该过程中也增加恒张力控制方式，也安装有在线监测不圆度测试仪对绞合过程中的合金丝进行不圆度监测。
实施例3：
(1)铜合金单丝坯料的准备
选择铜合金单丝坯料，精确控制铜合金单丝坯料的合金元素镁的比例为0.4％，保证其他杂质元素的含量总和不得高于0.5％，合金氧的含量控制在10ppm以内；采用连续挤压的方式对单丝进行作用，使得单丝晶粒组织均匀变细，晶粒大小一致，平均晶粒尺寸为3μm。
(2)一次拉丝
采用天然钻石模具的拉丝机将铜合金单丝坯料拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为2.0mm；
(3)退火
将步骤(2)得到的单丝放入退火炉内进行退火处理，退火温度为555℃，退火时间为4.5小时；
(4)二次拉丝
将退火后的铜合金单丝在带有天然钻石模具的拉丝机上进行二次拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为0.5mm；
(5)一次绞合
将7根经过步骤(1)～(4)的铜合金单丝绞合成7*0.5规格的绞线；该过程中增加恒张力控制方式；该步骤还安装有在线监测不圆度测试仪对绞合过程中的合金丝进行不圆度监测。
(6)二次绞合
步骤(5)得到的绞线进行检验合格之后，取7组7*0.5的绞线进行二次绞合，得到7*7*0.5的吊弦线产品，该过程中也增加恒张力控制方式，也安装有在线监测不圆度测试仪对绞合过程中的合金丝进行不圆度监测。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)铜合金单丝坯料的准备
选择铜合金单丝坯料，精确控制铜合金单丝坯料的合金元素镁的比例为0.30～0.50％，保证其他杂质元素的含量总和不得高于0.5％，合金内氧的含量控制在10ppm以内；
(2)一次拉丝
采用拉丝机将铜合金单丝坯料拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为2.0mm；
(3)退火
将步骤(2)得到的单丝放入退火炉内进行退火处理，退火温度为550～560℃，退火时间为4～5小时；
(4)二次拉丝
将退火后的铜合金单丝在拉丝机上进行二次拉丝，直至采用精确到万分位的激光在线检测仪测量出铜合金单丝的线径为0.5mm；
(5)一次绞合
将7根经过步骤(1)～(4)的铜合金单丝绞合成7*0.5规格的绞线；
(6)二次绞合
步骤(5)得到的绞线进行检验合格之后，取7组7*0.5的绞线进行二次绞合，得到7*7*0.5的吊弦线产品。
2.根据权利要求1所述的电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法，其特征在于，铜合金单丝坯料的准备步骤中，采用连续挤压的方式对单丝进行作用，使得单丝晶粒组织均匀变细，晶粒大小一致，平均晶粒尺寸为3μm。
3.根据权利要求1所述的电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法，其特征在于，一次拉丝和二次拉丝步骤中，采用的是天然钻石模具。
4.根据权利要求1所述的电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法，其特征在于，一次绞合和二次绞合步骤中，均增加恒张力控制方式。
5.根据权利要求1所述的电气化铁路用铜合金吊弦线的制备方法，其特征在于，一次绞合和二次绞合步骤中，均安装有在线监测不圆度测试仪对绞合过程中的合金丝进行不圆度监测。
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