[发明专利]一种高抗压双层铜合金接触线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜合金接触线及其制备方法，具体地说是一种具有高导电性、高耐磨性的铜合金接触线及其制备方法。 

背景技术

随着科学技术的进步和发展，高速、大电流受电摩擦材料得到了广泛应用，如在轨道交通领域、输变电系统的各种开关、通讯系统的各种导电触头、工业控制器中的各种接触器、插拔导电部件等。这类摩擦－导电摩擦材料有如下特性：摩擦接触与导电接触共存，使用寿命、可靠性与导电性能要求并重，要求材料同时具备摩擦－导电一体化功能。 

铜具有高的导电性、导热性及优良的加工性能，但是纯铜的熔点、室温强度和高温强度较低，难以满足苛刻工况条件要求。 

接触网作为电气化铁路的重要组成部分，接触网质量的优劣，将影响行车安全和运输经济效益。众所周知，接触线是与列车运行最直接相关的接触网部分，从而接触线是高速铁路供电系统的核心技术之一，也是影响我国发展高速铁路所面临的关键技术之一，直接影响列车运行速度和安全，为确保列车高速运行时能连续不断地从牵引供电系统中获取能量，必须拥有良好的弓网配合关系，否则，接触线将可因为振动、温度差变、电火花烧伤、接触硬点等因素造成列车断电，接触线技术的高耐磨，耐火高导电成为了限制列车高速运行的瓶颈。 

接触硬点突然带来机械伤害和电弧伤害。机械伤害是指受电弓、接触导线轻微的碰伤、刮伤等，通常我们说硬点对弓（网）的伤害，主要是硬点引起的弓网离线，和离线瞬间产生的高温电弧，对接触网、受电弓都有很大的危害。接触硬点是造成机车受电弓受电弓离线的重要原因之一。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种高抗压双层铜合金接触线及其制备方法，合金中弥散分布着摩擦组元、润滑组元和高温组元，该铜合金接触线结构独特，在保证高导性的同时，组元起到减磨、抗磨作用，该接触线在使用时，能有效防止温度差变及电火花烧伤。 

本发明实现上述目的采取的技术方案是：一种高抗压双层铜合金接触线，铜合金接触线抗拉抗拉强度≥450MPa，拉断力≥48KN，电导率≥75%IACS，其两侧设有缺口，由外层的镀锡层和内层的铜合金本体组成，位于缺口上下方的铜合金本体的横截面均呈扇形，在镀锡层上设有多个伸缩口，铜合金本体原料由Cu、Ni、Si、Mg、Wc、Co、Ti、Cr₂O₃和PbO组成，各物料的质量分数是：Ni0.2-0.5%、Si0.1-0.5%、Mg0.1-0.5%、Wc0.2-0.5%、Co0.2-0.5%、Ti0.1-0.5%、Cr₂O₃0.1-0.3%和PbO0.1-0.3%，其余为铜；制备的合金中Ni、Si、Mg、Wc、Co、Ti、Cr₂O₃和PbO均匀分布于铜基体。 

一种高抗压双层铜合金接触线的制备方法步骤如下： 

一、         将质量分数为0.2－0.5%的Ni、质量分数为0.1－0.5%Si、质量分数为0.1－0.5%的Mg、质量分数为0.2－0.5%的Wc、质量分数为0.2－0.5%的Co、质量分数为0.1－0.5%的Ti、质量分数为0.1－0.3%的Cr₂O₃、质量分数为0.1－0.3%的PbO和质量分数为96.4－98.9％的铜的粉末，按比例配好后，装入高能球磨机的不锈钢研磨罐中，混合研磨5－25h，真空操作，真空度不小于10^-3Pa，干燥氮气保护，制得混合粉体料；

二、将混合粉体料，送入压力机，预压成坯料，保压时间20－35min；

三、将预压后的坯料，送入冷等静压机中，进行压制，压力230－280MPa，保压10-15min；

四、将步骤三静压后的坯料，制成坯锭，送入真空烧结炉内烧结，氢气保护，在890-950℃状态下，烧制0.5小时，然后停止加热，随炉冷却4小时后，打开炉体外罩空冷至350℃，关闭氢气，通入氮气8-12分，出炉，制得铜合金；

五、将步骤四制得的铜合金在850℃炉中保温十分钟后立刻取出，放入液压成型机内进行反挤压，挤压成棒材，将所得棒材通过拉拨制成所需截面尺寸的接触线，制得铜合金本体；

六、将步骤六制得的铜合金本体，通过电镀镀上镀锡层，制得产品。

本发明的有益效果是： 

1、制备的高导电高耐磨铜钼合金材料性能优良：抗拉强度≥450MPa，拉断力≥48KN，在高速滑动和大电流的条件下电导率≥75%IACS。制备生产过程简单、易于控制，增强颗粒大小、分布均匀。