铜合金接触线制造技术

技术编号:3097498 阅读:185 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种铜基合金,其所含各元素的重量百分比分别为:铜:99.80%-99.95%,银:0.002-0.08%,锡:0.03-0.13%,按本发明专利技术配比熔炼的铜合金,采用本发明专利技术提供的工艺方法加工制成的接触网接触线,其导电率在80-90%IACS,拉断力在45-42kN,经300℃2小时软化处理后拉断力可保留90%以上,是一种综合性能明显优于纯铜接触线的铜合金接触线。(*该技术在2013年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种电气化铁路接触网接触线用的铜合金。接触网是电气化铁路的主要装备之一。接触网的设计既要保证电力机车有可靠的取流性,又要求有最佳的技术经济效果。要达到上述设计要求,主要的问题之一是选定接触线。接触线是电力机车集电弓在其下部滑行的一种导线。接触线采用的材料除了要求有高的导电率外,还应耐磨、耐热、抗拉、价格较低等。这样才能保证电力机车在重载、高速等运行条件下能正常取流,且能减少维修,延长更换周期,从而取得较好的技术经济效果。由于纯铜的导电率高,国内外广泛采用硬拉铜接触线。但由单一元素铜制作的铜接触线耐磨、耐热、抗拉性能均不太高,难于保证接触线在使用中的多种复杂要求,特别是重载、高速等运行条件下,纯铜接触线更换周期短,影响到电气化铁路的经济、有效地运行。由此,研制一种综合性能好的铜合金接触线成了各国的研究热点。前苏联和国际铁路合作组织研制了铜锡、铜镉、铜镁、铜铝、铜硅、铜钛、铜镁锆等多种铜合金,其中含锡0.04%的铜锡合金接触线已得到实际应用,但因其性能与纯铜接触线相接近,优势不明显。日本研制的、已进入线路试用的含锡0.3%的铜锡合金接触线其导电率只能达到70%IACS,由于线路损耗大,不具有实用价值。目前日本正在开发研制含铬及氧化锆的铜合金接触线。国际铁路联盟UIC-870,英国BS23,法国NFC34-800,德国DIN43140等标准中规定的铜镉合金接触线,综合性能虽然比纯铜的好,但镉属于第一类污染物,在制造和使用中污染环境,危害人体健康,欧洲一些国家目前已开始停止使用。德国DIN43140、日本JRS36512-3F-14AR3A标准中,也制定了铜银合金接触线的技术标准,但由于成本较高,难于广泛推广应用。本专利技术的目的在于制造一种强度优于纯铜接触线,而导电率保持在80-90%IACS,耐热性能好(经300℃、2小时软化处理后,强度仍保持在室温强度的90%以上),成本较低,无污染,工艺不太复杂的铜合金接触线。本专利技术的目的是这样实现的应用多元少量合金化原则,在铜的基体中加入少量银和锡制成一种铜、锡、银合金。银、锡均可固溶在铜的基体中,起到强化作用,提高铜的高温强度。银、锡同时加入铜中,可起到复合强化作用,可以较大幅度地提高纯铜的抗拉强度、耐磨性和耐热性。银、锡、铜均属无污染元素,不会造成公害。而且锡的价格低,仅有银的1/30,故可降低成本。本专利技术的具体配方和制造工艺如下(下述百分数均为重量百分数)铜(Cu)99.80%-99.95% (GB466-82一号电解铜)银(Ag)0.02-0.08% (GB4135-84一号银)锡(Sn)0.03-0.13% (GB728-84一号锡)银与锡用量之和在总含量中可在0.09-0.15%间调整,以适应对接触线不同导电率与强度的需求。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明将0.03%的银和0.10%的锡加到99.87%的熔融的铜中,在隔绝空气的条件下采用连铸法铸成截面积大于500mm2的坯料后,轧制成圆杆,再经冷拉拨制成截面积为110mm2尺寸符合GB12971.2-91规格的接触线。银和锡用量之和可在0.09-0.15%的范围内调整,可制得导电率在80-90%IACS,拉断力为42-45kN,经300℃,2小时软化处理后的拉断力不低于未经软化处理时的90%的本专利技术之接触线。下表列出了采用本专利技术制得的一种CTHT-110型接触线和纯铜CT-110型接触线主要性能数据 <p>经专利技术人专用试验台检测CTHT110、CT110型接触线,每万受电弓架次磨损的截面积分别为0.0942、0.1390平方毫米。本专利技术的接触线与纯铜接触线相比较,机械强度提高了约11%-19%,耐磨性能提高了约30%,软化处理后的强度损失小于原强度的10%。采用本专利技术制造的铜、银、锡合金接触线,既保证了导电率≥80%IACS的条件,而在耐磨、耐热、抗拉等技术性能方面又明显地优于纯铜接触线,而且成本又较低。经线路试用,本专利技术的接触线适于加大张力悬挂,改善了接触网的弹性从而改善了电力机车的取流条件,利于电力机车的正常运行,可取得良好的技术经济效益。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术公开了一种电气化铁路接触网接触线用的铜合金,其特征在于该合金由蛵、锡、银组成,这三种元素的重量百分比为:铜99.80-99.95%(GB466-82∶一号铜)锡0.03-0.13%(GB728-84∶一号锡)银0.02-0.08%(GB4135-84∶一号银)银、锡之和在总含量中可在0.09-0.15%间调整以适应实际使用中对强度和导电率的不同需求。

【技术特征摘要】
1.本发明公开了一种电气化铁路接触网接触线用的铜合金,其特征在于该合金由铜、锡、银组成,这三种元素的重量百分比为铜 99.80-99.95% (GB466-82一号铜)锡 0.03-0.13%(GB728-84一号锡)银 0.02-0.08%(GB4135...

【专利技术属性】
技术研发人员:张强陈树康李常靖谢起林蒋文渊王永文
申请(专利权)人:铁道部科学研究院机车车辆研究所上海电缆厂
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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