[发明专利]高耐磨铜银合金接触线及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高耐磨铜银合金接触线及其生产方法。主要应用于高速电气化铁路接触网作为供电类导线。属电工合金材料技术领域。 

背景技术

铜银合金接触线是电气化铁路接触网中供电类导线的一种，接触线的强度、导电性能是电力机车运行安全可靠的关键技术。随着我国电气化铁路建设技术的日益成熟，要求接触线的机电性能在满足规定条件下，还需达到高耐磨的特性，使电力机车运行安全可靠，并能延长使用寿命。 

目前，国内生产企业采用连铸连轧生产工艺生产的铜银合金接触线，其的磨耗比均高于0.015mm²/万弓架次；严重影响了电气化铁路接触网的使用寿命。日本采用的增加合金元素，加大杆坯直径，低温铸杆，低温轧制的生产工艺生产的铜银合金接触线，磨耗比也达到0.015mm²/万弓架次；德国采用提高合金含量的措施，产品的磨耗比也达到0.015mm²/万弓架次。 

我国电气化铁路建设是推动国民经济发展的重要手段，增加电气化铁路营运里程是我国近期铁路建设的重点发展目标。要求接触线的机电性能在满足规定条件下，还需达到高耐磨的特性（磨耗比需要小于0.01mm²/万弓架次），使电力机车运行安全可靠并能延长接触线的使用寿命。这对国内外科研及生产企业提出了前所未有的高要求。 

发明内容

本发明的目的之一在于克服上述不足，提供一种既能满足高速电气化铁路的抗拉强度和导电性能要求，又能延长使用寿命的高耐磨铜银合金接触线。 

本发明的目的之二在于提供一种高耐磨铜银合金接触线的生产方法。 

本发明的目的是这样实现的：一种高耐磨铜银合金接触线，所述高耐磨铜银合金接触线中铜含量≥99.75%（重量百分比），银含量0.08~0.10%（重量百分比），铟0.005~0.006%（重量百分比），碲0.008~0.010%（重量百分比），余量为不可避免的杂质，各组份的重量百分比总和为100%。 

一种高耐磨铜银合金接触线的生产方法，所述方法包括以下工艺步骤： 

步骤一、第一次熔炼

将上述各原料按配比置于真空熔炼炉中，加热至1050~1200℃，熔炼成铜银合金锭；

步骤二、第二次熔炼和上引连铸

利用温度为1050~1200℃的工频炉将铜银合金锭熔炼成铜银合金液，将结晶器直接伸入铜银合金液中，采用上引连铸的方法，将铜银合金液上引连铸成铜银合金杆，上引连铸时采用木炭隔氧，水隔套冷却；

步骤三、连续挤压和多辊轧制

将铜银合金杆进行连续挤压，然后通过多辊连续轧机进行轧制出满足规定尺寸的铜银合金杆；

铜银合金杆通过轧制的冷变形，改变了内部晶粒的形状，合理的冷变形速比能使产品达到高强度高导电的目的。

步骤四、冷拔成型 

将步骤三制得的铜银合金杆经过多道拉拔冷拔成型，制成高耐磨铜银合金接触线。

冷拔成型过程优选使用一级五模巨拉机。 

本发明的有益效果是： 

1.   将高耐磨铜银合金接触线中银含量下降至0.08~0.10%，同时增加了0.008~0.010%的碲，由此来增加其耐磨性能，但是碲的加入会使得产品脆性增大，影响其使用性能，因此加入0.005~0.006%质量百分比的铟元素，进行综合作用，解决了由于碲存在而产生的脆性问题，对耐磨性能有进一步的提高，另外铟还具有可以去除铜银合金中氧、氢等有害气体、杂质，净化基体的作用，还能和铜进行复合强化的作用。本发明对铜银合金接触线材料配比的优化设计，保证了产品的强度和导电性能，并提高了材料的耐磨性。

2.   采用“二次熔炼”生产工艺对铜银合金接触线材料进行熔铸，铜银合金接触线是大长度、无接头的产品，故产品坯杆采用上引连铸的方法，同时利用工频炉电流对铜液的作用，促使产品的合金成份充分混合。但传统的一次熔炼方法，难以保证合金元素在产品中的均匀性和稳定性。故二次熔炼生产工艺，对按规定配比的铜、银、铟、碲进真空炉熔炼成中间合金，再进上引连铸熔炼炉，利用木炭隔氧、水隔冷却的方法用结晶器对铜液进行连续上引抽拉成规定尺寸的铜银合金杆坯，保证了接触线的大长度、无接头的要求，并促使铜银合金杆合金成份始终保持均匀稳定； 

3.   对铜银合金杆进行连续挤压加连续轧制，改善了铜银合金杆的铸态金相组织，细化了铜银合金杆的材料晶粒，实现了超细晶，保证了产品达具有强度高、导电率优、磨耗小的性能；