CN1752244A - 一种用于制造高强度导电器件的三元铜合金 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造高强度导电器件的三元铜合金，属合金材料技术领域，用于解决提高熔炼合金炉龄和毛坯成材率的问题。其成分按百分重量计为：镁0.10～0.5；锡0.10～0.4；杂质总量不大于0.30；余量为铜。本发明针对镁铜二元合金毛坯成材率低、工艺性能差的问题进行了改进，在镁铜二元合金的基础上添加第三种元素锡，形成一种新型的镁锡铜三元合金材料，该合金材料工艺性能明显提高。毛坯成材率接近百分之百，炉龄提高到三个月，可大幅度降低生产成本、提高生产率。经测定，采用本发明制成的导电接触器件其机械性能、物理性能指标达到或超过现有镁铜合金制品，可广泛用于制造各种对强度、耐磨性要求较高的导电器件。
Description
技术领域
本发明型涉及一种合金材料，特别是用于制作各种高强度导电器件的铜合金，属合金材料技术领域。
背景技术
众所周知纯铜的导电性能很好，是制作导电器件常用的金属材料。但纯铜的强度较低，一般为300Mpa左右，耐高温软化性能亦较差，不适于制作需要具有高强度及高耐磨性能的导电材料，如电气化铁路接触网上大量使用载流承力索、接触线、吊弦等高强度导电器件等，纯铜材质制品只能用在低速电气化路段上。近年来电气化铁路朝着高速化、重载化的方向发展，接触线与受电弓滑板的摩擦加剧，所承受的张力要求也在提高，纯铜导线已不能满足铁路运输的要求，在此背景下铜合金导电制品应运而生。铜合金导电制品是在铜中添加银、镁、镉等合金材料，通过合金材料的熔入，使得合金晶格畸变增加，从而提高其强度和耐磨性。银铜合金强度较低难以广泛推广使用，镉铜合金在制造和使用过程中会对环境造成污染，故目前使用较为广泛的是镁铜二元合金。镁铜二元合金的强度可达到500Mpa以上。但目前镁铜合金在生产过程中还存有一些问题，即由于镁是一种具有腐蚀性的活泼元素，在合金熔融过程中镁会对熔铜炉、保温炉炉衬产生强烈的腐蚀，通常炉龄仅为7～30天，频繁的打炉、维护使得生产成本增加，生产率低下。此外，由于炉壁损害等因素造成工艺性能波动较大，致使毛坯成材率仅为70％左右。
发明内容
本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种可有效提高炉龄和毛坯成材率的用于制造高强度导电器件的三元铜合金及制备方法。
本发明所称问题是以下技术方案解决的：
一种用于制造高强度导电器件的三元铜合金，其特别之处是：其成分按百分重量计为：镁0.10～0.5；锡0.10～0.4；杂质总量不大于0.30；余量为铜，熔炼温度为1150±30℃。
上述用于制造高强度导电器件的三元铜合金，其优选方案为：其成分按百分重量计为：镁0.13～0.43，锡0.1～0.35。
本发明针对镁铜二元合金毛坯成材率低、工艺性能较差的问题进行了改进，在镁铜二元合金的基础上添加第三种元素锡，并根据对于合金材料力学性能、导电性能等方面的要求，获得了一个较好的合金配方，形成一种新型的铜镁锡三元合金材料，该合金材料的工艺性能明显提高。经试验表明，毛坯成材率接近百分之百，炉龄提高到三个月以上，从而使生产成本大大降低、生产率大幅度提高。经权威部门测定，采用本发明制成的导电器件其机械性能、物理性能指标达到或超过现有镁铜合金制品，符合国家有关标准要求。本发明可广泛用于制造各种对强度、耐磨性和导电性要求较高的导电器件，特别是铁路电力运输接触网上的接触线、承力索、吊弦线等绞线。
具体实施方式
本发明是在铜的基体中加入少量的镁和锡，制成一种铜镁锡三元铜合金，镁和锡熔入铜中与铜形成固溶体，加剧晶格畸变，起到复合强化作用。通过严格控制镁、锡的添加量，使其力学性能、导电性能与目前广泛使用的铜镁二元合金基本不变，表面光洁，应力腐蚀无任何敏感反应，在应力腐蚀试验中端面收缩率指标提高近23％。该三元铜合金最突出的优点是通过锡的加入，减小镁的腐蚀作用，在熔铜过程中明显减少熔化物对炉衬的腐蚀损坏，炉龄大幅度提高，且工艺稳定，毛坯成材率接近百分之百。因此本发明是目前大量用于制作接触线、绞线的镁铜二元合金最为合适的替代产品。当然，本发明三元铜合金亦可用于制作其它高强度导电器件。
以下提供几个具体实施例：(％重量计)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
镁 0.13 0.10 0.30 0.40 0.43 0.50
锡 0.10 0.15 0.35 0.30 0.10 0.40
铜 余量 余量 余量 余量 余量 余量
上述原料中杂质总量不超过0.30。
冶炼时，按上述配比称取原料置入冶炼炉中，按照常规熔炼方法熔融、制锭。熔炼温度为1150±30℃。
Claims (2)
1.一种用于制造高强度导电器件的三元铜合金，其特征在于：其成分按百分重量计为：镁0.10～0.5；锡0.10～0.4；杂质总量不大于0.30；余量为铜；熔炼温度为1150±30℃。
2.根据权利要求1所述的用于制造高强度导电器件的三元铜合金，其特征在于：镁0.13～0.43，锡0.1～0.35。
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