[发明专利]一种电气化铁路铬锆铜接触线及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气化铁路接触线，具体涉及一种电气化铁路铬锆铜接触线及其加工工艺，属于电缆技术领域。

背景技术

电气化铁路用接触线应具有高的强度、高的导电率和高的软化温度。目前接触线采用的主要有Cu-Mg、Cu-Sn、Cu-Ag合金。Cu-Ag是低强高导合金，适合于速度不太高的铁路；Cu-Mg、Cu-Sn是中强中导合金，虽用于目前的高铁，但由于导电率中等浪费大量电能，并不是理想的接触线合金材料。Cu-Cr-Zr是典型的高强高导铜合金，国内外普遍认可它是目前最理想的接触线合金材料。Cu-Cr-Zr合金应用在其它行业已很普遍，应用于高铁接触线的目前只有日本和中国。虽然日本和中国都在铁路上进行了挂线试用，但挂线长度短，生产制造工艺都不理想，都不适合于大生产。

关于Cu-Cr-Zr接触线制造方面有如下一些专利技术：

专利CN101447259A公开了重量百分比为Cu-(0.4-1.0％)Cr-(0.05-0.2％)Zr-0.05％(Mg、Re)接触线合金的加工技术，该专利是用多根短的Cu-Cr-Zr线杆经过焊接变成长线杆，再用连续挤压方法细化晶粒，然后固溶处理、冷拉成型。该技术生产的线杆有许多焊接接头，接头处成分不一致，虽经连续挤压，在长度方向上线杆的成分有区别，自然性能不相同；再是铬锆铜变形抗力大，挤压模具寿命很短；该技术生产成本很高。

专利CN101386925A公开了重量百分比为Cu-(0.3-0.5％)Cr-(0.1-0.15％)Zr-(0.01-0.02)％Si接触线合金的加工技术。该专利是先用真空感应炉熔化Cu-Cr、Cu-Zr、Cu-Si中间合金，然后二次熔化Cu-Cr-Zr并铸锭，铸锭经过冷轧变成线杆，线杆不经过固溶处理而直接退火后冷拔成型，抗拉强度580-640MPa,导电率77-80％IACS。该技术有几个不足，一是二次熔化能耗高；二是冷轧变形量有限，铸锭规格很小，不符合接触线大长度要求；三是没有进行固溶处理，材料的弥散沉淀强化效果不可能发挥出来，达不到专利中所指的机械物理性能。

专利CN101531149A公开了重量百分比为Cu-(0.3-0.6％)Cr-(0.1-0.15％)Zr-(0.01-0.02)％Si接触线合金的加工技术。该专利是先用真空感应炉熔化Cu-Cr、Cu-Zr、Cu-Si中间合金，然后用上引连铸方法连铸Φ16-22的盘圆，盘圆经过连续挤压成Φ24-31的盘圆，尔后进行固溶处理、冷拔或冷轧、退火。接触线抗拉强度540-600MPa,导电率75-84％IACS。该技术主要不足处，一是上引连铸法目前还无法生产出合格的铬锆铜铜杆，其原因是锆太活泼，成分根本无法保证长度方向上一致，木炭覆盖不住Zr的氧化烧损；二是铬锆铜连续挤压模具没有过关，并且连续挤压铬锆铜氧化夹杂解决不了；三是必须单独进行固溶处理，能耗高，晶粒大。

专利CN03135758.X公开了采用快速凝固制粉、压坯、烧结、挤压获得Cu-(0.01--2.5)％Cr-(0.01--2.0)％Zr-(0.01-2.0)％(Y,La,Sm)合金棒材或片材的制备方法，可以获得良好的导电、导热、高温强度及抗软化性能，但由于受加工技术特点的限制，况且合金元素含量较高，只适用于制造尺寸较小的电阻焊电极及引线框架等产品，无法在制造上千米长的接触线中实际应用。

CN1811998A公开了重量百分比为Cu-(0-0.15％)Ag-(0.20％-0.72％)Cr接触线合金的加工技术。该技术由于不加Zr，采用大气下熔化铸造技术；铸造采用半连铸铸大断面坯料和水平连铸铸造Φ34盘圆；大断面坯料经热轧成盘圆再固溶处理，水平连铸Φ34盘圆铸后再进行固溶处理；固溶后的两种盘圆进行同样的冷轧、时效、冷轧成型。

日本新干线曾用过大型挤压机提供铬锆铜铜杆，然后拉拔成型，但该工艺不能制作长度达1000米以上的线杆。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种电气化铁路铬锆铜接触线及其加工工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：一种电气化铁路铬锆铜接触线，由如下质量百分比的原料组成：铬0.30～0.70％，锆0.10～0.35％，杂质总和不大于0.05％，余量为铜。

本发明第二方面公开了前述电气化铁路铬锆铜接触线的制备方法，包括以下步骤：

1)在真空感应熔化炉中按所述铬锆铜接触线的原料重量百分比加入电解铜、金属铬和海绵锆，真空度＜0.01pa，铜水熔清温度至1200±30℃时倒入真空保温炉，保温炉真空度＜0.01pa，双流水平连铸方坯；