钢铝复合接触导线用钢制造技术

本发明专利技术公开了一种钢铝复合接触导线用钢，该钢种经电炉冶炼一初轧开坯一高速线材轧机轧制并经ＳＴＥＬＭＥＲ控制冷却线处理一盘重为２吨整长为３０００米以上的线材，是一种含Ｃｒ、Ｐ、Ｖ的低碳低合金钢。用该钢作为钢铝复合导线接触用钢比现有技术中的１０ＰＣｕＲＥ具有更好的强韧性、耐磨性、耐大气腐蚀性能和冶炼加工等工艺性能。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢铝复合接触导线用钢。接触导线是用于铁路运输为电力牵引机车传输电力的导线，它要求有高的强韧性、耐磨性、耐大气腐蚀性和优良的导电性。国外的接触导线大多是铜制导线，该铜制导线成本高，而且磨耗严重。我国上海电缆厂将铝坯和钢芯线压轧成钢铝复合导线使钢和铝发挥出各自优势产生了较好的综合效果。该项技术于一九八五年通过了铁道部组织的技术鉴定，填补了接触导线领域中“钢铝复合接触导线”的空白。上海电缆厂采用的钢铝复合导线用钢10PCuRE是由C微量～0.12%、Si0.17～0.37%、Mn0.35～0.65%、P0.06～0.12%、Cu0.25～0.35%、S≤0.040%、RE0.15%(以0.15%计算加入量)、余量为Fe组成，尽管该钢种作为一代耐大气腐蚀用钢并作为钢铝复合接触导线用钢而显示出了一定的生命力，但究其生产工艺和性能特点尚有一些不足之处(1)此钢含有Cu，由于Cu在其它钢中是有害元素，因此其废钢要集中管理。(2)此钢在冶炼后期要进行稀土处理，由于加稀土工艺至今尚有困难，所以，此钢的稀土含量是不稳定的，这自然是会对性能有不利影响的。(3)为使钢铝复合接触导线具有更好的使用性能，还需进一步提高接触导线用钢的耐磨性、耐大气腐蚀性、强韧性以及加工工艺性能。鉴于上述原因，本专利技术提供了一种具有更好的耐磨性、耐大气腐蚀性、强韧性及工艺性能的钢铝复合接触导线用钢。本专利技术的特征是含C微量～0.12%、Si0.20～0.50%、Mn0.30～0.65%、Cr0.60～0.90%、V0.05～0.10%、P0.06～0.12%、S≤0.040%，余量为Fe及不可避免的杂质。本专利技术用电炉冶炼成锭，经初轧开坯、高线轧机轧制并经STELMER控制冷却线处理而成为钢铝复合接触导线用钢质线材，盘重为2吨，整长大于3000米。用本专利技术和上述工艺生产的钢铝复合接触导线用钢质线材与现有技术中的10PCuRE钢线材相比具有如下特点(1)本专利技术不含Cu和RE，杜绝了含Cu废钢带来的麻烦和加RE难的工艺问题。(2)利用微钒合金化并结合采用STELMER控制冷却工艺，使钢线材的晶粒度达到十级，而用同样工艺生产的10PCuRE钢线材的晶粒度为九级。因此通过细化晶粒有效地提高了强韧性。(3)通过V的弥散强化、细晶强化，适量提高Si含量强化铁素体以及Cr的积极作用使本专利技术的耐磨性有了明显提高，经在M-200型磨损试验机上进行的磨耗试验表明，本专利技术的耐磨性是10PCuRE的1.72倍。应当说明的是，V在低碳的情况上过多的加入无现实意义，而且也不经济。(4)P的加入是提高耐大气腐蚀性能的需要，而过量的P是对韧性不利的。Cr的加入也能有效地提高耐大气腐蚀性能，而过多的加入是不经济的。此外在不明显改变机械性能的前提下，适量提高Si含量，充分发挥其对耐大气腐蚀性能的积极作用。限制Mn含量的上限是因为Mn含量的增加会使钢的耐大气腐蚀性下降。根据挂片试验结果来看，10PCuRE比A3钢的耐大气腐蚀性提高17%，而本专利技术比A3钢提高30%，因此，本专利技术比10PCuRE具有更好的耐大气腐蚀性能。(5)将本专利技术和10PCuRE钢按相同工艺加工成φ10盘条，再将其冷加工成钢芯线并检测其冷加工前后的性能，结果发现，本专利技术的加工硬化倾向较小，因而具有更好的冷加工性能。(6)马钢高速线材厂将本专利技术加工成盘重为2吨，整长为3000米以上的φ10盘条，从而免去了接触导线在架线时的焊接工序并提高了接触导线的安全性。综上所述，本专利技术比10PCuRE具有更好的强韧性、耐磨性，耐大气腐蚀性和冶炼及深加工等工艺性能。现结合实施例对本专利技术作详细说明。同时与10PCuRE作性能对比。将本专利技术和10PCuRE经电炉冶炼-浇铸成4.65吨方锭-初轧机开成130×130mm2方坯-高速线材轧机轧制及STELMER控制冷却-φ10mm盘园(线材)-冷加工成钢芯。本专利技术的实施例化学成分是C0.08%、Si0.39%、Mn0.51%、P0.084%、S0.010%、V0.098%、Cr0.75%，余量为Fe和不可避免的杂质。10PCuRE的对比化学成分是C0.09%、Si0.29%、Mn0.51%、P0.068%、S0.012%、Cu0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质。(1)组织分析认为，本专利技术线材的晶粒度是10级，而10PCuRE是9级。(2)φ10mm线材的机械性能对比见表1表1 将φ10mm线材冷加工成钢芯后的机械性能对比见表2表2 </tables>即对φ10mm线材来说，本专利技术在强度上高于10PCuRE，而经冷加工成钢芯后，10PCuRE在强度上反而超出本专利技术同时在塑性方面低于本专利技术，可见本专利技术的加工硬化倾性较小，冷加工性能较好。(3)φ10mm线材的冲击韧性对比见表3，将φ10mm线材冷加工成钢芯后的冲击韧性对比见表4。出于接触导线的安全需要专利技术人进行了冲击对比试验。鉴于对φ10mm线材和钢芯无法取出55×10×8mm3的标准冲击试样，专利技术人只好通过非标准试样(55×5×3.5mm3)来检测冲击韧性，表3和表4的数据就是利用该非标准试样检验得出的，其单位也是非标准性质的，但是作为对比试验结果，这里不难看出本专利技术的冲击韧性包括低温冲击韧性比10PCuRE要好得多。(4)在同样的磨损试验条件下的耐磨性能对比见表5由此可见，本专利技术的耐磨性是10PCuRE的1.72倍。(5)耐大气腐蚀性能对比根据10PCuRE在上海、广州一年的挂片试验数据，可知，10PCuRE比A3钢提高耐蚀性17%。而本专利技术通过一年的挂片试验结果比A3钢提高耐蚀性30%，因此这里认为本专利技术比10PCuRE具有更好的耐大气腐蚀性。表3 <p>表4 </tables>表5 </tables>权利要求1.钢铝复合接触导线用钢，其特征是含C微量～0.12%、Si0.20～0.50%、Mn0.30～0.65%、Cr0.60～0.90、V0.05～0.10%、P0.06～0.12%、S≤0.040%、余量为Fe及不可避免的杂质。全文摘要本专利技术公开了一种钢铝复合接触导线用钢，该钢种经电炉冶炼—初轧开坯—高速线材轧机轧制并经STELMER控制冷却线处理—盘重为2吨整长为3000米以上的线材，是一种含Cr、P、V的低碳低合金钢。用该钢作为钢铝复合导线接触用钢比现有技术中的10PCuRE具有更好的强韧性、耐磨性、耐大气腐蚀性能和冶炼加工等工艺性能。文档编号C22C38/24GK1063719SQ9110692公开日1992年8月19日 申请日期1991年1月30日 优先权日1991年1月30日专利技术者陈仁霖 申请人:马鞍山钢铁公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
钢铝复合接触导线用钢，其特征是含Ｃ微量～０．１２％、Ｓｉ０．２０～０．５０％、Ｍｎ０．３０～０．６５％、Ｃｒ０．６０～０．９０、Ｖ０．０５～０．１０％、Ｐ０．０６～０．１２％、Ｓ≤０．０４０％、余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仁霖，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]