RU2236918C2 - Способ изготовления контактных проводов - Google Patents
Способ изготовления контактных проводов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2236918C2 RU2236918C2 RU2002100691/02A RU2002100691A RU2236918C2 RU 2236918 C2 RU2236918 C2 RU 2236918C2 RU 2002100691/02 A RU2002100691/02 A RU 2002100691/02A RU 2002100691 A RU2002100691 A RU 2002100691A RU 2236918 C2 RU2236918 C2 RU 2236918C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- melt
- alloying
- zone
- cast billet
- Prior art date
Links
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии совмещенных процессов непрерывного литья заготовок с их последующей обработкой давлением, и может быть использовано при получении длинномерных изделий из меди и ее сплавов. Задача изобретения – изготовление бесстыковых контактных проводов с необходимым комплексом свойств. Способ производства контактных проводов включает получение расплава в печи с инертной атмосферой, рабочее пространство которой состоит из трех зон - зоны плавления, зоны легирования и зоны выдачи готового металла, его легирование элементами, имеющими гексагональную или тетрагональную кристаллическую решетку, и вытяжку из расплава литой заготовки требуемого сечения. Последующее формирование из нее профиля провода осуществляют в два этапа - получение прутка волочением со степенью деформации 15-50% и последующей прокаткой прутка со степенью деформации 50-70%. Изобретение обеспечивает исключение попадания в готовый провод невидимых литейных дефектов при формировании литой заготовки, а также повышение механических свойств провода.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии совмещенных процессов непрерывного литья заготовок с их последующей обработкой давлением, и может быть использовано при получении длинномерных изделий из меди и ее сплавов с необходимым комплексом свойств для изготовления бесстыковых контактных проводов.
К изделиям указанного назначения предъявляются высокие требования как по электротехническим свойствам, так и по механическим, в связи с чем подобный комплекс свойств зависит от многих факторов, среди которых можно выделить качество металла, из которого изготавливаются провода (марочный состав, равномерность распределения элементов по объему, отсутствие примесей), условия формирования из него непрерывнолитой заготовки (структура металла, равномерность свойств по длине, отсутствие литейных дефектов), а также технологию пластической деформации непрерывнолитой заготовки.
Сущность существующих способов изготовления контактных проводов основана на технологии, заключающейся в получении из расплавленной меди и ее сплавов непрерывнолитой заготовки и последующем формировании провода необходимого сечения посредством пластической деформации.
Известен способ производства фасонных профилей, в т.ч. и контактных проводов, согласно которому осуществляют получение на установках непрерывного литья, вытяжку из расплава литой заготовки и последующее формирование из нее требуемого профиля методом волочения [1].
Однако из медной непрерывнолитой заготовки (НЛЗ), отливаемой по известному способу, не всегда получают изделия, удовлетворяющие требованиям стандартов по механическим свойствам. Данный недостаток в решающей степени порождается особенностями структуры НЛЗ, которая, как правило, столбчатая, в центральной части расположены вытянутые вдоль оси крупные зерна, а тонкий приповерхностный слой состоит из разориентированных мелких кристаллов. В литой заготовке имеются литейные дефекты в виде раковин и трещин. В процессе волочения крупное зерно дробится, но недостаточно, несплошности в литой заготовке увеличиваются при приложении растягивающих напряжений. В связи с этим контактный провод с требуемыми служебными характеристиками получить не удается.
Известен способ производства контактных проводов, согласно которому проводят плавление меди, ее легирование, последующую вытяжку из расплава литой заготовки с формированием из нее деформационной обработкой методом волочения требуемого профиля провода [2].
Как известно, процесс волочения характеризуется неблагоприятной схемой напряженного состояния металла с преобладанием растягивающих напряжений, что усугубляется значительной неравномерностью деформации при волочении фасонных профилей из заготовки круглого сечения, что порождает высокий уровень остаточных напряжений в изделии, существенно снижающих предел прочности при растяжении.
В известном способе легирующие, вводимые в расплав меди, не оказывают влияния на структуру сплава, а следовательно, и на прочностные характеристики материала провода.
Пластическая деформация непрерывнолитой заготовки при волочении с умеренным и высоким суммарным обжатием приводит к образованию ярко выраженной текстурованной структуры. Однако даже в результате значительных обжатий в процессе волочения не все зерна измельчаются и оказываются развернутыми в направлении оси деформации.
В результате неравномерного распределения деформации по поперечному сечению в центральной части продольного сечения сохраняется зона крупных зерен, следствием чего является неполучение требуемых свойств конечной продукции.
Недостатками известного способа являются нестабильная и низкая прочность изделия, нестабильность технологического процесса волочения как операции формирования профиля провода, приводящая к обрывам, а также пониженный выход годного.
В свою очередь недостатки, проявляющиеся на стадии волочения, являются следствием имеющихся литейных дефектов (дефектов, образовавшихся при непрерывном литье), которые в процессе волочения вследствие наличия растягивающих напряжений приводят к увеличению размеров дефектов, т.е. к их укрупнению, что и приводит к нарушению сплошности заготовки - ее разрыву.
Если же на стадии волочения обрыва нет, то он может возникнуть в процессе эксплуатации, что является недопустимым, учитывая ответственные условия службы изделий.
В основу изобретения положена задача устранения указанных недостатков известного способа, а именно - обеспечить высокую прочность проводов, увеличенный выход годного при обработке литой заготовки давлением в процессе формирования профиля контактного провода, повышенную надежность работы контактного провода под натяжением в контактной сети.
Поставленная задача решена за счет того, что в известном способе производства контактных проводов, включающем получение расплава и его легирование, вытяжку из него литой заготовки и формирование из нее методом пластической деформации требуемого профиля провода, получение расплава осуществляют в печи с инертной атмосферой, рабочее пространство которой состоит из трех зон - зоны плавления, зоны легирования и зоны выдачи полученного расплава в кристаллизаторы для вытяжки из них литой заготовки, в качестве легирующих используют элементы, имеющие гексагональную или тетрагональную кристаллические решетки, а формирование профиля провода осуществляют в два этапа - сначала методом волочения со степенью деформации 15-50% получают пруток, из которого затем прокаткой со степенью деформации 50-70% получают необходимый профиль провода.
Из практики металловедения известно, что разные легирующие элементы оказывают различное влияние на тонкую структуру меди и ее сплавов, в различной степени изменяя энергию дефектов упаковки, вследствие чего в разной степени влияют на деформационное упрочнение медного сплава [3].
Такие металлы как, например, серебро, золото, никель, свинец, платина, имеющие с медью однородную структуру кристаллической решетки (гранецентрированную кубическую), слабо изменяют энергию дефектов упаковки, а следовательно, и не оказывают существенного влияния на деформационное упрочнение меди, тогда как металлы, имеющие гексагональную кристаллическую решетку (кадмий, магний, цинк, титан, цирконий) или тетрагональную, например олово, способны в наибольшей степени снижать энергию дефектов упаковки, а следовательно, и повышать деформационное упрочнение меди [4].
Операция волочения со степенью 15-50% вызывает в прутке высокие напряжения растяжения, кроме того, пруток, наматываясь на тянущие барабаны волочильного стана, подвергается изгибу, который позволяет провести контроль качества литья по всей длине заготовки, полученной вытяжкой из расплава и убедиться в надежности изготовленного провода.
Формирование профиля контактного провода прокаткой полученного волочением прутка со степенью деформации 50-70% позволяет устранить микродефекты, появившиеся в металле в процессе волочения, поскольку операция прокатки вследствие обеспечения в очаге деформации напряженного состояния всестороннего сжатия уменьшает размеры микродефектов и устраняет их. Прочность контактного провода повышается при сохранении достаточно высокого уровня пластичности.
Выполнение печи плавления с тремя зонами-ваннами позволяет обеспечить требуемую атмосферу при плавлении и равномерное распределение легирующих элементов по объему расплава (а следовательно, и по длине провода).
Медь загружается в первую ванну плавильной печи, где подвергается плавлению. В процессе плавления расплав заполняет все зоны печи, начиная от зоны загрузки и плавления и до зоны выдачи готового расплава. В пространстве над расплавом меди создается избыточное давление инертного для меди газа, например азота, а зеркало расплава в зонах плавления и легирования покрывается защитным слоем древесного угля толщиной 100-150 мм, а зеркало расплава зоны выдачи расплава - защитным слоем чешуйчатого графита той же толщины.
При достижении расплавом температуры 1150°С и с началом вытяжки медной литой заготовки из расплава через графитовые мундштуки кристаллизаторов в зону легирования периодически вводят легирующие элементы.
Дальнейший процесс ведется по следующему алгоритму.
Периодически через каждые 30 минут в плавильную зону печи вводится 100 кг меди марки М1к. По истечении последующих 30 минут в зону легирования вводится 300 г лигатуры Сu - 8,5% Р. Указанный порядок следования операции загрузки и введения легирующих сохраняется в дальнейшем. Дополнительно в зону легирования через каждые 5 минут на протяжении всей плавки вводится по 100 г магния из расчета содержания в литой заготовке (с учетом угара) 0,08% магния.
После намотки бухты литой заготовки диаметром 22 мм с весом 2,5 тонны она снимается с корзины приемного устройства и транспортируется к волочильному стану, где за два прохода получают круглую заготовку со степенью деформации 33%, которую транспортируют к прокатному стану.
Проволоченная заготовка прокатывается за шесть проходов со степенью деформации 60% на контактный провод сечением 100 мм2 согласно требованиям на размеры поперечного сечения провода по ГОСТ 2584-86 "Провода контактные из меди и ее сплавов".
Контактный провод, полученный по приведенной технологии, имеет временное сопротивление при растяжении 39,2 кгс/мм2, относительное удлинение 3,5%. Благодаря уменьшению энергии дефектов упаковки при легировании с 30 эрг/см2 (у чистой меди) до 23 эрг/см2 деформационное упрочнение легированного провода проходит белее интенсивно, чем провода из чистой меди, у которого временное сопротивление при растяжении составляет 37,5 кгс/мм2.
Заявленный способ позволяет исключить попадание в готовый провод невидимых литейных дефектов при формировании литой заготовки, а также повысить механические свойства провода.
Источники информации
1. Шатагин О.А., Сладкоштеев В.Т. и др. Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1974.
2. Василевский П.А., Климов B.C., Котельников В.П., Брусницын С.В., Вайс И.А. Исследование и разработка технологии производства медного контактного провода из непрерывнолитой заготовки. Цветные металлы, 1977, № 7, с. 64-67.
3. Новиков И.И. Дефекты кристаллической решетки металлов. М.: Металлургия, 1968, с. 76-79.
4. Вишняков Я.Д. Современные способы исследования структуры деформированных кристаллов. М.: Металлургия, 1975, с. 389-399.
Claims (1)
- Способ производства контактных проводов, включающий получение расплава, его легирование, вытяжку литой заготовки и формирование из нее методом пластической деформации требуемого профиля провода, отличающийся тем, что получение расплава осуществляют в печи с инертной атмосферой, рабочее пространство которой состоит из трех зон - зоны плавления, зоны легирования и зоны выдачи полученного расплава в кристаллизаторы для вытяжки из них литой заготовки, в качестве легирующих используют элементы, имеющие гексагональную или тетрагональную кристаллические решетки, а формирование профиля провода осуществляют в два этапа - сначала получают методом волочения со степенью деформации 15-50% пруток, из которого затем прокаткой со степенью деформации 50-70% получают необходимый профиль провода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002100691/02A RU2236918C2 (ru) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Способ изготовления контактных проводов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002100691/02A RU2236918C2 (ru) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Способ изготовления контактных проводов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002100691A RU2002100691A (ru) | 2003-07-10 |
RU2236918C2 true RU2236918C2 (ru) | 2004-09-27 |
Family
ID=33432695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002100691/02A RU2236918C2 (ru) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Способ изготовления контактных проводов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2236918C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540944C1 (ru) * | 2013-09-26 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ изготовления электроконтактного провода и электроконтактный провод |
RU2726547C1 (ru) * | 2019-07-05 | 2020-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ДАНЦИГ" | Способ получения контактных проводов для скоростных железных дорог |
-
2002
- 2002-01-17 RU RU2002100691/02A patent/RU2236918C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВАСИЛЕВСКИЙ П.А. и др. Исследование и разработка технологии производства медного контактного провода из непрерывнолитой заготовки. Цветные металлы, 1977, № 7, с.64-67. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540944C1 (ru) * | 2013-09-26 | 2015-02-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ изготовления электроконтактного провода и электроконтактный провод |
RU2726547C1 (ru) * | 2019-07-05 | 2020-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ДАНЦИГ" | Способ получения контактных проводов для скоростных железных дорог |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7478665B2 (en) | Method of manufacturing magnesium alloy material | |
JP4735986B2 (ja) | マグネシウム合金材の製造方法 | |
US20050207933A1 (en) | Cu-based alloy and method of manufacturing high strength and high thermal conductive forged article using the same | |
EP1826284A1 (en) | Case made of magnesium alloy | |
US4082573A (en) | High tensile strength aluminum alloy conductor and method of manufacture | |
AU2006225915B2 (en) | Process for producing continuous magnesium material | |
RU2236918C2 (ru) | Способ изготовления контактных проводов | |
KR101400140B1 (ko) | 마그네슘 합금 압출재의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금 압출재 | |
RU2726547C1 (ru) | Способ получения контактных проводов для скоростных железных дорог | |
CN115401361B (zh) | 一种镁锂合金电弧增材制造焊丝及其制备和增材制造方法 | |
US3929516A (en) | Process for producing Cu-base alloys | |
KR101252784B1 (ko) | 고강도 고성형성 마그네슘 합금 판재 및 그 제조방법 | |
KR20170045273A (ko) | 표면 결함이 발생하기 어려운 열간 압연용 티타늄 주조편 및 그 제조 방법 | |
US4000008A (en) | Method of treating cast aluminum metal to lower the recrystallization temperature | |
JP2010198873A (ja) | 電線用導体 | |
US20090060776A1 (en) | Case made of magnesium alloy | |
KR102671205B1 (ko) | 압출용 빌렛의 형상 제어를 통한 고특성 마그네슘 합금 압출재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 마그네슘 합금 압출재 | |
AU2005200721B2 (en) | Magnesium Alloy Material and Method of Manufacturing the Alloy Material | |
KR20230111942A (ko) | 압출용 빌렛의 형상 제어를 통한 고특성 마그네슘 합금 압출재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 마그네슘 합금 압출재 | |
CN114086021A (zh) | 一种键合丝快速定向铸造方法 | |
AU2008200723B2 (en) | Magnesium alloy material and method of manufacturing the alloy material | |
CN117505579A (zh) | 一种铬锆铜扁方及其制备方法 | |
Malen et al. | PM Non Ferrous: Advances in PM-Niobium Products | |
KR20170046704A (ko) | 표면 결함이 발생하기 어려운 열간 압연용 티타늄 주조편 및 그 제조 방법 | |
GB2062687A (en) | Fabrication of Heat-treatable Aluminium Alloys |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20111208 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120118 |