CN113755728B - 一种钢铝复合导电轨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢铝复合导电轨，其包括铝合金本体和耐磨钢覆层，所述铝合金本体和所述耐磨钢覆层之间设有结合层；所述结合层与所述铝合金本体形成冶金结合，所述结合层与所述耐磨钢覆层与所述结合层之间形成冶金结合；其中，所述结合层主要由以下质量百分比的成分组成：Cu 19～20.5％，Si4～5％，Ni 2～3％，Sc 0.1～0.2％，余量为Al。实施本发明，可有效提升钢铝结合界面的质量，提升钢铝复合导电轨的导电性、机械强度和界面耐蚀性。

Description

一种钢铝复合导电轨及其制备方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种钢铝复合导电轨及其制备方法。
背景技术
传统的导电轨一般采用低碳钢材料制成，但其导电性较差，难以满足快速轨道交通的使用需求。因此，钢铝复合导电轨应运而生，钢铝复合导电轨由铝合金和不锈钢覆层形成，其具有导电性好、重量轻、成本低等优点。因此，被广泛的应用在轨道交通中。
目前，钢铝复合导电轨最成熟的连接方式是机械接合，即通过铆钉、螺钉、夹具或者咬合的方式将两者连接。但这种连接方式接合界面质量差，层间接触电阻比较大，容易造成结合面被腐蚀，缩短其使用寿命。另一种较为新颖的方式是采用冶金结合，即采用铸造、共挤压等工艺进行连接，但这种方法容易形成FeAl中间化合物，降低导电性；同时由于不锈钢与铝合金的导热性差异较大，在结合界面会产生较大的热应力，也会降低导电轨的使用寿命。
另一方面，现有的导电轨用铝型材一般是6101合金，其导电性可达到51％IACS，抗拉强度可达到200MPa。但由于磁悬浮列车等新型交通方式对于导电性提出了更高的需求，导致6101合金难以满足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钢铝复合导电轨，其钢铝之间结合紧密，导电性强，机械强度高，耐蚀性强。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种钢铝复合导电轨的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钢铝复合导电轨，包括铝合金本体和耐磨钢覆层，所述铝合金本体和所述耐磨钢覆层之间设有结合层；所述结合层与所述铝合金本体形成冶金结合，所述结合层与所述耐磨钢覆层与所述结合层之间形成冶金结合；
其中，所述结合层主要由以下质量百分比的成分组成：
Cu 19～20.5％，Si 4～5％，Ni 2～3％，Sc 0.1～0.2％，余量为Al。
作为上述技术方案的改进，所述结合层的厚度为0.05～0.3mm，所述耐磨钢覆层的厚度为3～6mm。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金本体主要由以下质量百分比的成分组成：
Si 0.32～0.38％，Mg 0.45～0.55％，Fe 0.1～0.45％，Cu 0.05～0.15％，Mn0.001～0.01％，Cr 0.001～0.005％，Zn 0.001～0.03％，Ti 0.005～0.01％，B 0.005～0.02％，余量为Al和不可避免的杂质；其中，所述不可避免杂质的含量≤0.1wt％。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金本体中，Mg：Si＝1.3～1.5；
Ti、Mn、Cr的总含量≤0.02％。
相应的，本发明还公开了一种上述的钢铝复合导电轨的制备方法，其包括：
(1)获取或制备铝合金本体、耐磨钢带及铝合金箔；
(2)将所述铝合金箔覆盖到所述铝合金本体上，并将所述铝合金箔加热至液态，再将所述耐磨钢带压合到所述铝合金箔上，得到中间品；其中，所述铝合金箔与所述铝合金本体、耐磨钢带之间均形成冶金结合；
(3)将所述中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品；
其中，所述钢铝复合导电轨包括铝合金本体，由所述铝合金箔制成的结合层和由所述耐磨钢带制成的耐磨钢覆层。
作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，加热温度为300～350℃。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金箔的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料，并熔炼得到熔体；
(2)将所述熔体铸轧为坯料；
(3)将所述坯料轧制为铝合金箔。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金本体的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料备用；
(2)将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
(3)将所述铝铸棒进行均质处理；
(4)将均质后的铝铸棒挤压，得到铝合金本体粗坯；
(5)将所述铝合金本体粗坯进行矫直处理；
(6)将矫直后的铝合金本体粗坯进行时效处理，即得铝合金本体成品。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金本体的制备方法中，均质温度为500～530℃，均质时间为12～18h。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金本体的制备方法中，时效温度为170～180℃，时效时间为5.5～6.5h。
实施本发明，具有如下有益效果：
1.本发明的钢铝复合导电轨，在铝合金本体和耐磨钢覆层之间设置了结合层；并且，该结合层与铝合金本体、耐磨钢覆层均形成冶金结合，提升了结合界面的质量，提升了导电性、机械强度和界面耐蚀性。
2.本发明中的结合层的组成为：Cu 19～20.5％，Si 4～5％，Ni 2～3％，Sc 0.1～0.2％，余量为Al，这种成分的结合层导电性较强，且可与铝合金本体、耐磨钢覆层均形成良好的冶金结合，防止生成高脆性的Al-Fe中间相，提升了结合界面的质量。同时也降低了铝合金本体和耐磨钢之间的接触电阻。
3.本发明降低了铝合金本体中各强化元素的含量，减少了晶格畸变、强化相散射等对电子传导的影响，从而有效提升了铝合金本体的导电率。
4.本发明通过控制铝合金本体中Ti、Mn、Cr的总含量，增大了铝合金本体中各种强化相的粒径，降低了其对电子的散射作用，从而提升了铝合金本体的导电率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供了一种钢铝复合导电轨，其包括铝合金本体和耐磨钢覆层，铝合金本体和耐磨钢覆层之间设有结合层；结合层与铝合金本体、耐磨钢覆层之间均形成冶金结合；其中，结合层主要由以下质量百分比的成分组成：
Cu 19～20.5％，Si 4～5％，Ni 2～3％，Sc 0.1～0.2％，余量为Al。该组成的结合层导电性良好，能有效扩散进入铝合金本体和耐磨钢覆层之中，形成牢固的结合界面，防止腐蚀。同时，该组成的结合层材料熔点较低，方便加工，避免了因为铝合金本体、耐磨钢覆层熔点不同而造成的热应力积累。
在结合层中，Cu的含量为19～20.5wt％，示例性的为19.2wt％、19.5wt％、19.8wt％或20.2wt％，但不限于此。
在结合层中，Si可增强塑性，为形成铝合金箔提供基础。Si的含量为4～5wt％，示例性的为4.2wt％、4.5wt％或4.9wt％，但不限于此。
在结合层中，Ni可有效提升界面的耐蚀性。具体的，Ni的含量为2～3wt％，示例性的为4.2wt％、4.5wt％或4.9wt％，但不限于此。
在结合层中，Sc可增强塑性和耐蚀性能。具体的，Sc的含量为0.1～0.2wt％，示例性的为0.11wt％、0.13wt％、0.16wt％或0.18wt％，但不限于此。
具体的，耐磨钢覆层可选用X5CrNi18、X2CrNi12，但不限于此。
其中，结合层的厚度为0.05～0.3mm mm，示例性的为0.08mm、0.1mm、0.2mm或0.27mm，但不限于此。耐磨钢覆层的厚度为3～6mm，示例性的为3mm、4mm或5mm，但不限于此。
具体的，铝合金本体以重量百分比计的组分包括：
Si 0.32～0.38％，Mg 0.45～0.55％，Fe 0.1～0.45％，Cu 0.05～0.15％，Mn0.001～0.01％，Cr 0.001～0.005％，Zn 0.001～0.03％，Ti 0.005～0.01％，B 0.005～0.02％，余量为Al和不可避免的杂质；其中，所述不可避免杂质的含量≤0.1wt％。
其中，Si、Mg是主要的强化元素，可形成强化相Mg2Si，其含量越高，则力学性能越好。但过多的强化相会形成晶格畸变，形成应力，从而降低导电性能。为此，控制Si为0.32～0.38wt％，示例性的为0.33wt％、0.34wt％或0.36wt％，但不限于此。控制Mg为0.45～0.55wt％，示例性地为0.47wt％、0.49wt％、0.52wt％、或0.54wt％，但不限于此。优选的，Mg：Si＝1.3～1.5，控制Si稍微过量，有利于提升延伸率，且保证时效、均质的强化效应。
其中，Fe可一定程度上降低铝合金本体的热膨胀系数，方便后期与耐磨钢带配合，延长钢铝复合导电轨的使用寿命。但Fe会降低导电性能，同时也会形成高脆相，降低加工性能(挤压)。为此，控制Fe为0.1～0.45wt％，示例性的为0.14wt％、0.25wt％、0.32wt％、0.41wt％或0.44wt％，但不限于此。
其中，Cu可改善铝合金本体的导电性能，同时起到一定的强化作用。具体的，Cu可在均质时，可与Al、Fe结合，形成粒径较大的强化相，降低电子扩散的阻力，从而提升导电性能。但Cu含量过高也会造成合金抗腐蚀性能下降。为此，控制Cu为0.05～0.15wt％，示例性的为0.07wt％、0.1wt％或0.13wt％，但不限于此。
其中，Mn、Cr、Ti可起到细化晶粒的作用，提升延伸率，提升强度等力学性能。但细小晶粒对电子的散射作用更强，会降低导电性能。为此，控制Mn、Cr、Ti含量分别为0.001～0.01wt％、0.001～0.005wt％、0.005～0.01wt％，并且控制三者的总含量≤0.02wt％。
其中，B可一定程度上提升铝合金本体的导电性能，但其也具有一定的细化晶粒的作用，当含量过高时，容易造成导电性能的大幅降低。为此，控制B的含量为0.005～0.02wt％，示例性的为0.007wt％、0.014wt％、0.018wt％，但不限于此。
此外，；铝合金本体中还含有一定量的Zn和其他杂质元素，其中Zn的含量控制为0.01～0.03wt％，其他不可避免的杂质总含量≤0.1wt％。
进一步的，为了确保钢铝复合导电轨的导电性能，应确保铝合金本体中除了铝的各元素的总含量≤1.6wt％。
相应的，本发明还公开了一种上述钢铝复合导电轨的制备方法，其包括：
S1：提供或制备铝合金本体、耐磨钢带和铝合金箔；
具体的，铝合金本体的制备方法包括：
S111：按照比例准备各种原料备用；
其中，以重量百分比计的原料配方如下：
Si 0.32～0.38％，Mg 0.45～0.55％，Fe 0.1～0.45％，Cu 0.05～0.15％，Mn0.001～0.01％，Cr 0.001～0.005％，Zn 0.001～0.03％，Ti 0.005～0.01％，B 0.005～0.02％，余量为Al和不可避免的杂质；其中，所述不可避免杂质的含量≤0.1wt％；
其中，原料可包括：铝锭、铝镁合金、高纯硅、铝铜合金、铝铬合金等，但不限于此。
S112：将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
具体的，将各种原料在将各种原料在740～760℃熔化，精炼3～4次，扒渣，搅拌均化，静置后铸造得到铝铸棒。
S113：将铝铸棒进行均质处理；
其中，均质温度为500～530℃，均质时间为12～18h。当均质温度逐渐提高时，铝合金本体中的各种合金元素的固溶度提高，铝合金本体的硬度、力学性能等逐渐提升，但导电性能降低；当均质温度突破一定界限时，随着均质温度的升高，强化相的微观颗粒尺寸反而增大，会导致力学性能下降，但导热性能恢复。为此，在本发明中控制均质温度为500～530℃，在此范围内可较好的实现导热性能、力学性能的平衡。示例性的，均质温度为508℃、512℃、520℃或525℃，但不限于此。
其中，均质时间为12～18h，随着均质时间延长，铝合金本体中的各元素固溶程度均提高。尤其是Cu会与Al、Fe形成Al13Cu4Fe3相，有效降低Fe相带来的对导电率的不利影响，保证铝合金具有较高的导电率，且具有相对合理的热膨胀系数。
S114：将均质后的铝铸棒挤压，得到铝合金本体粗坯；
其中，挤压模具的温度为470～490℃，挤压筒温度为450～470℃，挤压前铝铸棒温度为500～520℃，挤压后铝合金本体粗坯温度为520-540℃。
挤压后，采用水雾冷却淬火，淬火后铝合金本体粗坯的温度＜200℃。
S115：将铝合金本体粗坯进行矫直处理；
具体的，矫直量为0.2～1％，示例性的为0.3％、0.5％或0.7％，但不限于此。
S116：将矫直后的铝合金本体粗坯进行时效处理，即得铝合金本体成品。
具体的，步骤(6)包括：
其中，时效温度为170～180℃，示例性的为171℃、174℃、176℃或178℃，但不限于此。时效时间为5.5～6.5h，示例性的为5.6h、6h或6.2h，但不限于此。
综上，经过本发明铝合金本体的配方以及其制备方法的综合调节，本发明制备得到的铝合金本体的抗拉强度≥250MPa，屈服强度≥210MPa，延伸率≥10％，硬度≥85HB，导电率≥57.5％，热膨胀系数≤22×10-6/℃。
具体的，铝合金箔的制备方法为：
S121：按照比例准备各种原料，并熔炼得到熔体；
具体的，熔炼温度为650～750℃；所采用的原料包括但不限于铝锭、硅锭、铝镍合金、铝钪合金、铝铜合金。
S122：将所述熔体铸轧为坯料；
具体的，将熔体通入铸轧机，铸轧成坯料；
S123：将坯料轧制成铝合金箔；
具体的，通过热轧工艺将坯料轧制成铝合金箔。
S2：将铝合金箔覆盖到铝合金本体上，并将铝合金箔加热至液态，再将耐磨钢带压合到所述铝合金箔上，得到中间品；其中，铝合金箔与铝合金本体、耐磨钢带之间均形成冶金结合；
具体的，将铝合金箔加工至合规尺寸后，直接覆盖到铝合金本体上；然后采用火焰喷射器或喷焊枪对铝合金箔进行加热，将其加热至300～350℃时，铝合金箔呈液态(浆状)，然后将耐磨钢带压合到铝合金箔上，使得三者结合。
在此过程中，铝合金箔会扩散进入铝合金本体、耐磨钢带之中，从而与两者均形成良好的冶金结合。
S3：将所述中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品。
下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种钢铝复合导电轨，其包括铝合金本体、结合层和耐磨钢覆层；其中，结合层的厚度为0.2mm，耐磨钢覆层的厚度为3mm；
其中，铝合金本体为6101合金，耐磨钢覆层为X5CrNi18；结合层的配方为：
Cu 19％，Si 5％，Ni 3％，Sc0.1％，余量为Al。
钢铝复合导电轨的制备方法为：
(1)提供耐磨钢带、铝合金本体(6101合金挤压时效即得)；
(2)制备铝合金箔；具体的，经备料、熔炼、铸轧、轧制即得；
(3)将铝合金箔覆盖到铝合金本体上，采用喷焊枪将铝合金箔加热至340℃，再将耐磨钢带压合到铝合金箔上，得到中间品；
(4)将中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品；
实施例2
本实施例提供一种钢铝复合导电轨，其包括铝合金本体、结合层和耐磨钢覆层；结合层的厚度为0.2mm，耐磨钢覆层的厚度为6mm；
其中，铝合金本体的配方为：
Si 0.32％，Mg 0.55％，Fe 0.15％，Cu 0.06％，Mn 0.006％，Cr 0.005％，Zn0.001％，Ti 0.01％，B 0.005％，杂质0.06％，余量为Al。
其中，铝合金本体的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料备用；
(2)将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
(3)将所述铝铸棒进行均质处理；
其中，均质温度为530℃，时间为12h；
(4)将均质后的铝铸棒挤压，得到铝合金本体粗坯；
其中，挤压模具的温度为480℃，挤压筒温度为450℃，挤压前铝铸棒温度为500℃，挤压后铝合金本体粗坯温度为520℃。
(5)将所述铝合金本体粗坯进行矫直处理；
其中，矫直量为0.5％；
(6)将矫直后的铝合金本体粗坯进行时效处理，即得铝合金本体成品。
其中，时效温度为170℃，时间为6.5h。
其中，结合层所采用铝合金箔的配方为：
Cu 20％，Si 4.5％，Ni 2.2％，Sc0.15％，余量为Al。
结合层所采用铝合金箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
其中，耐磨钢覆层为X5CrNi18。
钢铝复合导电轨的制备方法为：
(1)提供耐磨钢带；
(2)制备铝合金箔、铝合金本体；
(3)将铝合金箔覆盖到铝合金本体上，采用火焰喷射器将铝合金箔加热至320℃，再将耐磨钢带压合到铝合金箔上，得到中间品；
(4)将中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品；
实施例3
本实施例提供一种钢铝复合导电轨，其包括铝合金本体、结合层和耐磨钢覆层；其中，结合层的厚度为0.2mm，耐磨钢覆层的厚度为6mm；
其中，铝合金本体的配方为：
Si 0.38％，Mg 0.45％，Fe 0.32％，Cu 0.11％，Mn 0.002％，Cr 0.003％，Zn0.004％，Ti 0.009％，B 0.01％，杂质0.08％，余量为Al。
其中，铝合金本体的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料备用；
(2)将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
(3)将所述铝铸棒进行均质处理；
其中，均质温度为520℃，时间为14h；
(4)将均质后的铝铸棒挤压，得到铝合金本体粗坯；
其中，挤压模具的温度为470℃，挤压筒温度为450℃，挤压前铝铸棒温度为510℃，挤压后铝合金本体粗坯温度为525℃。
(5)将所述铝合金本体粗坯进行矫直处理；
其中，矫直量为0.6％；
(6)将矫直后的铝合金本体粗坯进行时效处理，即得铝合金本体成品。
其中，时效温度为180℃，时间为5.5h。
其中，结合层所采用铝合金箔的配方为：
Cu 20％，Si 4.5％，Ni 2.2％，Sc0.15％，余量为Al。
结合层所采用铝合金箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
其中，耐磨钢覆层为X5CrNi18。
钢铝复合导电轨的制备方法为：
(1)提供耐磨钢带；
(2)制备铝合金箔、铝合金本体；
(3)将铝合金箔覆盖到铝合金本体上，采用火焰喷射器将铝合金箔加热至320℃，再将耐磨钢带压合到铝合金箔上，得到中间品；
(4)将中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品。
实施例4
本实施例提供一种钢铝复合导电轨，其包括铝合金本体、结合层和耐磨钢覆层；其中，结合层的厚度为0.2mm，耐磨钢覆层的厚度为5mm；
其中，铝合金本体的配方为：
Si 0.34％，Mg 0.48％，Fe 0.24％，Cu 0.08％，Mn 0.004％，Cr 0.002％，Zn0.01％，Ti 0.008％，B 0.015％，杂质0.01％，余量为Al。
其中，铝合金本体的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料备用；
(2)将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
(3)将所述铝铸棒进行均质处理；
其中，均质温度为510℃，时间为18h；
(4)将均质后的铝铸棒挤压，得到铝合金本体粗坯；
其中，挤压模具的温度为480℃，挤压筒温度为465℃，挤压前铝铸棒温度为505℃，挤压后铝合金本体粗坯温度为520℃。
(5)将所述铝合金本体粗坯进行矫直处理；
其中，矫直量为0.8％；
(6)将矫直后的铝合金本体粗坯进行时效处理，即得铝合金本体成品。
其中，时效温度为175℃，时间为6h。
其中，结合层所采用铝合金箔的配方为：
Cu 19.7％，Si 4.8％，Ni 2.4％，Sc 0.12％，余量为Al。
结合层所采用铝合金箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
其中，耐磨钢覆层为X5CrNi18。
钢铝复合导电轨的制备方法为：
(1)提供耐磨钢带；
(2)制备铝合金箔、铝合金本体；
(3)将铝合金箔覆盖到铝合金本体上，采用火焰喷射器将铝合金箔加热至330℃，再将耐磨钢带压合到铝合金箔上，得到中间品；
(4)将中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品。
实施例5
本实施例提供一种钢铝复合导电轨，其包括铝合金本体、结合层和耐磨钢覆层；其中，结合层的厚度为0.1mm，耐磨钢覆层的厚度为5mm；
其中，铝合金本体的配方为：
Si 0.33％，Mg 0.46％，Fe 0.42％，Cu 0.13％，Mn 0.005％，Cr 0.004％，Zn0.01％，Ti 0.009％，B 0.011％，杂质0.08％，余量为Al。
其中，铝合金的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料备用；
(2)将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
(3)将所述铝铸棒进行均质处理；
其中，均质温度为520℃，时间为13h；
(4)将均质后的铝铸棒挤压，得到铝合金本体粗坯；
其中，挤压模具的温度为480℃，挤压筒温度为465℃，挤压前铝铸棒温度为505℃，挤压后铝合金本体粗坯温度为520℃。
(5)将所述铝合金本体粗坯进行矫直处理；
其中，矫直量为0.8％；
(6)将矫直后的铝合金本体粗坯进行时效处理，即得铝本体成品。
其中，时效温度为175℃，时间为6.5h。
其中，结合层所采用铝合金箔的配方为：
Cu 19.4％，Si 4.8％，Ni 2.6％，Sc 0.14％，余量为Al。
结合层所采用铝合金箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
其中，耐磨钢覆层为X5CrNi18。
钢铝复合导电轨的制备方法为：
(1)提供耐磨钢带；
(2)制备铝合金箔、铝合金本体；
(3)将铝合金箔覆盖到铝合金本体上，采用火焰喷射器将铝合金箔加热至310℃，再将耐磨钢带压合到铝合金箔上，得到中间品；
(4)将中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品。
实施例6
本实施例提供一种钢铝复合导电轨，其包括铝合金本体、结合层和耐磨钢覆层；其中，结合层的厚度为0.1mm，耐磨钢覆层的厚度为5mm；
其中，铝合金本体的配方为：
Si 0.33％，Mg 0.46％，Fe 0.42％，Cu 0.13％，Mn 0.005％，Cr 0.004％，Zn0.01％，Ti 0.009％，B 0.011％，杂质0.08％，余量为Al。
其中，铝合金本体的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料备用；
(2)将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
(3)将所述铝铸棒进行均质处理；
其中，均质温度为520℃，时间为16h；
(4)将均质后的铝铸棒挤压，得到铝合金本体粗坯；
其中，挤压模具的温度为480℃，挤压筒温度为465℃，挤压前铝铸棒温度为505℃，挤压后铝合金本体粗坯温度为520℃。
(5)将所述铝合金本体粗坯进行矫直处理；
其中，矫直量为0.8％；
(6)将矫直后的铝合金本体粗坯进行时效处理，即得铝本体成品。
其中，时效温度为175℃，时间为6h。
其中，结合层所采用铝合金箔的配方为：
Cu 19.4％，Si 4.8％，Ni 2.6％，Sc 0.14％，余量为Al。
结合层所采用铝合金箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
其中，耐磨钢覆层为X5CrNi18。
钢铝复合导电轨的制备方法为：
(1)提供耐磨钢带；
(2)制备铝合金箔、铝合金本体；
(3)将铝合金箔覆盖到铝合金本体上，采用火焰喷射器将铝合金箔加热至310℃，再将耐磨钢带压合到铝合金箔上，得到中间品；
(4)将中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品。
对比例1
本对比例提供一种钢铝复合导电轨，其与实施例1的区别在于，其不设有结合层，耐磨钢覆层与铝合金本体直接焊接。
对比例2
本对比例提供一种钢铝复合导电轨，其与实施例1的区别在于，其不设有结合层；其连接方法为：
将铝合金本体、耐磨钢覆层的薄层加热至液态，然后压制连接。
对比例3
本对比例提供一种钢铝复合导电轨，其与实施例6的区别在于，铝合金本体的配方中不含有B。
对比例4
本对比例提供一种钢铝复合导电轨，其与实施例的区别在于，铝合金本体的配方为：
Si 0.33％，Mg 0.46％，Fe 0.08％，Cu 0.25％，Mn 0.005％，Cr 0.004％，Zn0.01％，Ti 0.009％，B 0.011％，杂质0.08％，余量为Al。
其余均与实施例6相同。
对比例5
本对比例提供一种钢铝复合导电轨，其与实施例6的区别在于，铝合金本体的配方为：
Si 0.33％，Mg 0.46％，Fe 0.5％，Cu 0.02％，Mn 0.005％，Cr 0.004％，Zn0.01％，Ti 0.009％，B 0.011％，杂质0.08％，余量为Al。
其余均与实施例6相同。
对比例6
本对比例提供一种钢铝复合导电轨，其与实施例6的区别在于，铝合金本体的制备方法中，均质工艺与时效工艺不同。
具体的，对比例5的均质工艺为：540℃×20h，时效工艺为180℃×8h。
其余均与实施例6相同。
将实施例1～6、对比例1～6的钢铝复合导电轨做测试(参CJ/T414)，具体结果如下表：
Figure BDA0003206510170000131
将实施例2～6、对比例2～6所得的铝合金本体做性能测试，具体结果如下表所示：
Figure BDA0003206510170000141
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种钢铝复合导电轨，其特征在于，包括铝合金本体和耐磨钢覆层，所述铝合金本体和所述耐磨钢覆层之间设有结合层；所述结合层与所述铝合金本体形成冶金结合，所述结合层与所述耐磨钢覆层与所述结合层之间形成冶金结合；
其中，所述结合层主要由以下质量百分比的成分组成：
Cu 19～20.5％，Si 4～5％，Ni 2～3％，Sc 0.1～0.2％，余量为Al；
所述铝合金本体主要由以下质量百分比的成分组成：
Si 0.32～0.38％，Mg 0.45～0.55％，Fe 0.1～0.45％，Cu 0.05～0.15％，Mn 0.001～0.01％，Cr 0.001～0.005％，Zn 0.001～0.03％，Ti 0.005～0.01％，B 0.005～0.02％，余量为Al和不可避免的杂质；其中，所述不可避免的 杂质的含量≤0.1wt％。
2.如权利要求1所述的钢铝复合导电轨，其特征在于，所述结合层的厚度为0.05～0.3mm，所述耐磨钢覆层的厚度为3～6mm。
3.如权利要求1所述的钢铝复合导电轨，其特征在于，所述铝合金本体中，Mg：Si＝1.3～1.5；
Ti、Mn、Cr的总含量≤0.02％。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的钢铝复合导电轨的制备方法，其特征在于，包括：
(1)获取或制备铝合金本体、耐磨钢带及铝合金箔；
(2)将所述铝合金箔覆盖到所述铝合金本体上，并将所述铝合金箔加热至液态，再将所述耐磨钢带压合到所述铝合金箔上，得到中间品；其中，所述铝合金箔与所述铝合金本体、耐磨钢带之间均形成冶金结合；
(3)将所述中间品冷却，得到钢铝复合导电轨成品；
其中，所述钢铝复合导电轨包括铝合金本体，由所述铝合金箔制成的结合层和由所述耐磨钢带制成的耐磨钢覆层。
5.如权利要求4所述的钢铝复合导电轨的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，加热温度为300～350℃。
6.如权利要求4所述的钢铝复合导电轨的制备方法，其特征在于，所述铝合金箔的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料，并熔炼得到熔体；
(2)将所述熔体铸轧为坯料；
(3)将所述坯料轧制为铝合金箔。
7.如权利要求4所述的钢铝复合导电轨的制备方法，其特征在于，所述铝合金本体的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料备用；
(2)将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
(3)将所述铝铸棒进行均质处理；
(4)将均质后的铝铸棒挤压，得到铝合金本体粗坯；
(5)将所述铝合金本体粗坯进行矫直处理；
(6)将矫直后的铝合金本体粗坯进行时效处理，即得铝合金本体成品。
8.如权利要求7所述的钢铝复合导电轨的制备方法，其特征在于，所述铝合金本体的制备方法中，均质温度为500～530℃，均质时间为12～18h。
9.如权利要求7所述的钢铝复合导电轨的制备方法，其特征在于，所述铝合金本体的制备方法中，时效温度为170～180℃，时效时间为5.5～6.5h。
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