[发明专利]一种接触导线用铜合金的制备方法

说明书

一种接触导线用铜合金的制备方法，包括：(1)熔化：将阴极铜加入熔炼炉中，添加覆盖剂，在保护气氛下进行熔化；(2)熔体除气：对得到的铜熔体进行除气，使熔体中的氧含量为50ppm及以下，对处理后的熔体进行严密覆盖及惰性气体保护；(3)合金化：将Cu‑Mg‑Zr等中间合金加入铜熔体中，得到铜合金熔体；(4)上引连铸：采用SiC/石墨复合材料内衬连铸结晶器，对所得铜合金熔体进行上引连铸，得到铜合金铸锭；(5)加工：将所得铜合金铸锭加工成接触导线。本发明得到的150mm²的Cu‑Cr‑Zr接触线，卷重2.5吨，性能可达抗拉强度560MPa‑650MPa，延伸率5％‑12％，电导率75‑85％IACS。

技术领域

本发明涉及铜合金加工技术领域，具体涉及一种接触导线用铜合金的制备 方法。

背景技术

随着技术的进步，高速铁路进一步提速至400km/h以上是未来发展的必然 趋势，需要采用高强高导Cu-Cr-Zr系接触导线。由于单根接触导线要求至少 1200m长，以标称150mm²的铜合金接触线计算，需要制备的线坯单卷重达到 2.5吨，且要求全长范围内成分均匀。Zr为易损元素，成分均匀性难以控制，真 空熔炼方式能较好解决此问题，但对设备要求较高，制备成本增加，且生产连 续性差，不适于工业化生产。因此，需要开发适合于工业化生产的非真空大卷 重制备方法，目前使用较普遍、具备发展前景的是上引连铸法。

上引连铸为非真空制备方法，因连铸过程时间较长，Zr的控制难度较大， 收得率一般低于50％，Zr元素价格昂贵，导致合金制备成本高。另一方面，传 统上引连铸所使用的石墨模具，易被高强度的铸锭磨损，而且在长时间的铸造 过程中发生氧化，损耗加剧，使用寿命有限，难以实现大卷重铸锭的连续铸造。

为了解决Zr元素的烧损问题，常规做法是使用覆盖剂及惰性气体保护，如CN101531149B、CN101613808B、CN101618445B、CN106735003B、CN107586975B、CN108526422A等，具备一定的保护效果，但是在长时间的熔炼铸造过程中，熔 体的氧含量仍然会持续增加。另一种方法是利用其他元素替代或者降低Zr含量， 以降低制备难度。专利CN107287468B和CN108526422A通过添加廉价的常见元 素Mg、Si等元素替代或降低Zr含量，CN103966475B和CN108277378B分别采 用Ti和Ag元素代替Zr元素。但是Cu-Cr-Zr系合金优异的综合性能，是这些替 代合金难以完全企及的，这也是Cu-Cr-Zr合金虽然制备难度大，但仍然备受推崇 的原因。

为解决模具寿命问题，专利CN108526422A公开了一种炭炭复合材料(石墨 60-70，碳纤维30-40)的上引连铸模具内衬，以保证高润滑、高导热和耐高温性 能。专利CN106735003B通过对石墨模具内表面施加BN或Al₂O₃涂层，以阻止 合金棒材与石墨发生反应。但是炭炭复合材料内衬制备困难、成本过高，BN或 Al₂O₃涂层制备困难且不能很好起到润滑作用，使用效果不佳，均难以应用于工 业化生产。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种接触导线用铜合金的制备 方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种接触导线用铜合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)熔化：将阴极铜加入熔炼炉中，添加覆盖剂，在保护气氛下进行熔化；

(2)熔体除气：对经步骤(1)得到的铜熔体进行除气，对处理后的熔体 进行严密覆盖及惰性气体保护；

(3)合金化：将中间合金加入铜熔体中，得到铜合金熔体；

(4)上引连铸：对步骤(3)所得铜合金熔体进行上引连铸，得到铜合金铸 锭；