一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备及其方法技术

本发明专利技术涉及的一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备及其方法，包括依次布置的第一模具、第二模具、连续冷锻装置和整理模具；所述第一模具上设有钢杆入口，所述第一模具包括注入段和冷却段，所述注入段设有铜腔，铜腔内注入隔绝空气的铜水，铜腔与钢杆入口连通，钢杆入口内放入螺纹钢杆或复合铜钢绞线；所述冷却段设有冷却循环系统，物料经过循环冷却系统冷却成固态后进入第二模具，所述进入第二模具上依次设有连续冷锻装置和整理模具，经冷却拉拔形成接触线。发明专利技术的接触线的铜层中心设有螺纹钢芯，铜水进铜腔之后，充满螺纹钢杆的沟槽四周，克服横向因铜和钢的线膨胀因素而导致的脱落，使铜和钢完全铆合在一起。使铜和钢完全铆合在一起。使铜和钢完全铆合在一起。

【技术实现步骤摘要】
一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备及其方法


[0001]本专利技术涉及线材领域，尤其涉及一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备及其方法。

技术介绍

[0002]随着电子信息技术的发展，对铜合金导电材料的综合使用性能要求越来越高，要求其在保持高强度（硬度）、韧性、耐磨性的同时，仍保持较高的导电性、导热性、耐寒性、无铁磁性等特性。这些优良的特性，使铜合金逐渐成为电力、信息、交通、能源、轻工及航天航空等高科技领域中使用的重要金属材料。很多场合很少以纯铜的形式应用，这是因为纯铜的强度较低( 230～300 MPa)，冷加工后虽然可以达到400 MPa，但伸长率仅为2%，在加热或一定温度下使用时，其强化效果很容易消失。所以，纯铜仅能应用于受力不大的电力、电器、电子的导电体、散热体、装饰件等。在保持纯铜的一些优良性能的前提下，尽可能提高铜的强度(硬度)和耐磨性，随即高强度高导电性铜合金逐渐被研发出来。
[0003]目前高速电气化铁路采用Cu
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Mg、Cu
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Sn合金接触线，该类线材均是以丧失导电率为前提的。Cu
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Cr
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Zr接触线还处实验室阶段或小批量试验阶段，虽在原有基础止的有一定幅度的提高，但提高幅度有限。现有的铜包钢或铜钢复合接触线，是通过简单增加压力、压强或冷轧、让铜和钢发生较大的形变量，使得铜钢复合在一起，工艺简单，即使复合在一起却因膨胀系数不匹配，而导致铜钢脱离的现象，会产生安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备及其方法，加强了铜和钢的铆合，从而使铜和钢完全复合在一起。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备，它包括依次布置的第一模具、第二模具、连续冷锻装置和整理模具；所述第一模具上设有钢杆入口，所述第一模具包括注入段和冷却段，所述注入段设有铜腔，铜腔内注入隔绝空气的铜水，铜腔与钢杆入口连通，钢杆入口内放入螺纹钢杆或复合铜钢绞线，螺纹钢杆或复合铜钢绞线通过钢杆入口进入铜腔；所述冷却段设有冷却循环系统，物料经过循环冷却系统冷却成固态后进入第二模具，所述进入第二模具上依次设有连续冷锻装置和整理模具，经冷却为固态的物料经过轧制后进入连续冷锻装置，最后经过整理模具拉拔形成接触线。
[0006]进一步地，所述钢杆入口的两侧分别设有调节阀，钢杆入口的一侧设有保护气入口，通入保护气。
[0007]进一步地，所述铜腔的一侧还设有铜镁复合腔，铜镁复合腔内注入铜镁合金炉水。
[0008]进一步地，所述整理模具为大小头整理模具，整理模具腔口从最前端到最后端，逐渐收缩1
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2%左右。
[0009]一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产方法，包括以下内容：
a.准备螺纹钢杆或复合铜钢绞线；b.在第一模具的铜腔内注入铜水；铜水进入模腔前隔绝空气，使铜水无氧进入铜腔；c.将上述螺纹钢杆或复合铜钢绞线通过钢杆入口进入铜腔，经循环冷却系统将液态铜水与螺纹钢杆或复合铜钢绞线冷却成为一体化的固态；d.将上述经循环冷却系统冷却后的物料通过第二模具，经过连续冷锻工艺和轧制的两道工艺后进入整理模具产出接触线。
[0010]进一步地，步骤b中铜腔一侧还设有铜镁复合腔，在第一模具的铜镁复合腔内注入0.4%的铜镁合金炉水，将铜镁合金炉水注入铜镁复合腔之前，隔绝空气，隔绝氧气，使铜镁合金炉水无氧进入铜镁复合腔。
[0011]进一步地，步骤c中在钢杆入口放入螺纹钢杆，铜水进铜腔之后，充满螺纹钢杆的沟槽四周，经过循环冷却系统的持续作用，钢水形成固态和螺纹钢杆的沟槽完全铆合在一些，形成一个有机的整体。
[0012]进一步地，步骤c中在钢杆入口放入复合铜钢绞线，所述复合铜钢绞线在进入铜腔后，铜的熔点1083℃，钢的熔点1535℃，铜水的温度高达1200℃，将复合铜钢绞线中外围铜丝熔化，熔化后，铜腔内的铜水再充满铜丝熔化的空隙，从而消除空隙。
[0013]进一步地，步骤c中螺纹钢杆或复合铜钢绞线在进入第一模具之前，先进行除锈、除油、除污、清洗除垢再干燥，最后充入保护气。
[0014]进一步地，所述循环冷却系统均采用伺服冷却系统，使得冷却系统均匀冷却。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术的接触线强度的提高，将为我国高速铁路接触网设计提供了更安全更广阔的空间，导电性能的提升也会节省大量电能；同时在生产、试验、施工、运行等方面将会产生相应的自主创新科研成果，极大地促进了我国高速接触网技术的发展；本专利技术不仅能满足电气化铁路接触线等产品单件重量大于1吨的要求，解决了困扰国内同行业的重大技术难题，有重大的工业推广价值，填补国内该新型复合材料生产工艺的一项空白，对于推动铜加工行业的技术进步和自主创新能力的建设有不可估量的现实意义。
[0016]（2）本专利技术的接触线的铜层中心设有螺纹钢芯或复合铜钢绞线，铜水进铜腔之后，充满螺纹钢杆的沟槽四周，经过循环冷却系统的持续作用，钢水形成固态和螺纹钢杆的沟槽完全铆合在一些，形成一个有机的整体；复合铜钢绞线在进入铜腔后，铜的熔点1083℃，钢的熔点1535℃，铜水的温度高达1200℃，将复合铜钢绞线外围的铜丝熔化，熔化后，铜水再充满空隙，从而消除空隙，强化铜和钢丝之间铆固的强度。完全可以克服横向因铜和钢的线膨胀因素而导致的脱落，另一方面，在纵向上，由于螺纹钢杆的沟槽填充了铜，复合铜钢绞线的外围铜丝熔化后的空隙填充了铜，加强了铜和钢的铆合，从而使铜和钢完全复合在一起，形成了一个牢固的、不可脱落的整体，提高了铜钢复合接触线的强度，强化复合线材的牢固度、结合度和一体性。
[0017]（3）本专利技术的接触线的底部采用0.4%铜镁合金连铸造，形成一层铜镁合金耐磨层，增加与受电弓的耐磨性，减少接触线的接触部分的磨损，从而增加接触线的使用寿命。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的实施例1的接触线的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术的实施例2的接触线的结构示意图。
[0020]图3为本专利技术的接触线的生产设备的结构示意图。
[0021]图中：第一模具1、钢杆入口2、螺纹钢杆3、第二模具4、冷却循环系统5、连续冷锻装置6、整理模具7、接触线8、螺纹钢芯8.1、铜层8.2、铜镁合金耐磨层8.3、沟槽8.4、复合铜钢绞线8.5、钢丝8.51、铜丝8.52。
具体实施方式
[0022]为更好地理解本专利技术的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下具体实施例并非用以限制本专利技术的技术方案的具体实施态样，其仅为本专利技术技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如A部件位于B部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。
[0023]实施例1：参见图1和图3，图3绘制了一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备的结构示意图。如图所示，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备，其特征在于：它包括依次布置的第一模具、第二模具、连续冷锻装置和整理模具；所述第一模具上设有钢杆入口，所述第一模具包括注入段和冷却段，所述注入段设有铜腔，铜腔内注入隔绝空气的铜水，铜腔与钢杆入口连通，钢杆入口内放入螺纹钢杆或复合铜钢绞线，螺纹钢杆或复合铜钢绞线通过钢杆入口进入铜腔；所述冷却段设有冷却循环系统，物料经过循环冷却系统冷却成固态后进入第二模具，所述进入第二模具上依次设有连续冷锻装置和整理模具，经冷却为固态的物料经过轧制后进入连续冷锻装置，最后经过整理模具拉拔形成接触线。2.根据权利要求1所述的一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备，其特征在于：所述钢杆入口的两侧分别设有调节阀，钢杆入口的一侧设有保护气入口，通入保护气。3.根据权利要求1所述的一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备，其特征在于：所述铜腔的一侧还设有铜镁复合腔，铜镁复合腔内注入铜镁合金炉水。4.根据权利要求1所述的一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产设备，其特征在于：所述整理模具为大小头整理模具，整理模具腔口从最前端到最后端，逐渐收缩1
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2%左右。5.一种中心铆固型铜钢复合接触线的生产方法，其特征在于，包括以下内容：a.准备螺纹钢杆或复合铜钢绞线；b.在第一模具的铜腔内注入铜水；铜水进入模腔前隔绝空气，使铜水无氧进入铜腔；c.将上述螺纹钢杆或复合铜钢绞线通过钢杆入口进入铜腔，经循环冷却系统将液态铜水与螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁衍任，沈华，赵德胜，花思明，杨玉军，寇宗乾，孟宪浩，杜宽，武鸿亮，何宇，王士斌，于婷，王国迎，赵海洋，路超，张光飞，王哲，
申请(专利权)人：中铁建电气化局集团康远新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：