[发明专利]一种电气化铁路用Cu-Cr-Zr合金绞线的制造方法

说明书

本发明公开了一种电气化铁路用Cu‑Cr‑Zr合金绞线的制造方法，S1配料：按照成分选择并准备相应的原料；S2熔炼及铸造：根据各元素的配比及各自特定加入方式将原料装入熔炼炉进行熔炼，保温后开始上引铸造，获得铜杆坯料；S3轧制：将铜杆坯料进行加热轧制，获得热轧坯料；S4固溶热处理：将热轧坯料进行固溶热处理，保温后水淬；S5冷轧：将固溶热处理后的坯料进行多道次冷轧，获得冷轧坯料；S6时效热处理：将冷轧坯料进行时效热处理；S7绞线绞合：将时效后的冷轧坯料进行多道次拉拔获得绞线单线成品，并将多线绞合获得成品绞线。本发明制备方法所制备的合金绞线性能、组织优异，材料利用率高、能耗小，实现了Cu‑Cr‑Zr铁路绞线的产业化生产。

技术领域

本发明涉及绞线制造技术领域，具体是涉及一种电气化铁路用Cu-Cr-Zr合金绞线的制造方法。

背景技术

铁路高速化已成为电气化铁路的主要发展趋势，随着电气化铁路的快速发展，高速电气化对绞线的性能要求不断提高，公认的比较理想的铜合金绞线材料是时效强化型的Cu-Cr-Zr合金，高强度和高导电始终是绞线性能要求的重要指标，而对于铜合金绞线，长期以来一直存在着高强度与高导电率之间的矛盾，在各种制备材料的方法中，而只有利用时效析出强化则可以使铜合金的强度和导电性达到较好的结合，到目前为止，世界各国所开发出来的绞线均满足不了高速铁路的发展对绞线材料的要求，而我国高速电气化铁路正在迅速发展，显然绞线有着很大的国内外市场。

目前Cu-Cr-Zr合金主要的制备方法有真空感应熔炼、下引半连续铸造等，受到熔炼环境的限制，熔炼的Cu-Cr-Zr合金不能有效解决铸坯中Cr、Zr主要合金元素分布及均匀性的问题，还存在铸坯杂质含量高、气体元素含量高、铸态组织相对粗大等诸多问题的，降低了合金的性能。最重要的是不能实现大长度大单重的连续生产，生产效率低、生产工艺流程长、生产成本高等，无法满足电气化铁路绞线的产品要求。

鉴于以上，必须尽快地在高起点、高质量的基点上进行新一代绞线产品的研究与开发，现需要开发一种高质量连续铸造Cu-Cr-Zr合金绞线的制备方法以优化上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电气化铁路用Cu-Cr-Zr合金绞线的制造方法。

本发明的技术方案是：一种电气化铁路用Cu-Cr-Zr合金绞线的制造方法，包括以下步骤：

S1配料：按照Cu-Cr-Zr合金材料成分要求对各合金元素进行配比，选择并准备相应的原料；

S2熔炼及铸造：根据各元素的配比及各自特定加入方式将原料装入熔炼炉进行熔炼，送料进入加料区域的同时加热，原料熔炼后铸造机液位控制区域，整个过程充入氩气保护，保温1-2h后开始上引铸造，确保合金溶液在碳基坩埚系统的自然脱氧环境中获得足够的保温时间，获得Φ25-35mm的铜杆坯料；

S3轧制：将Φ25-35mm的铜杆坯料进行加热轧制，加热温度800-1000℃，多道次轧制获得Φ10-20mm热轧坯料；

S4固溶热处理：将Φ10-20mm热轧坯料进行固溶热处理，固溶温度850-1000℃，保温时间1-2小时，水淬；通过固溶热处理合金元素固溶到铜基体里面，再通过步骤S6的时效热处理使第二相溶质原子及化合物析出，达到强化合金的效果；

S5冷轧：将固溶热处理后的Φ10-20mm坯料进行多道次冷轧或冷拉拔，获得Φ8-Φ10mm冷轧坯料；

S6时效热处理：将Φ8-Φ10mm冷轧坯料进行时效热处理，时效温度500-600℃，保温时间3-5小时；通过时效热处理使第二相溶质原子及化合物析出，以配合步骤S4固溶热处理处理，达到强化合金的效果；

S7绞线绞合：将时效后的Φ8-Φ10mm冷轧坯料进一步进行多道次拉拔，获得Φ2.25-Φ3.15mm绞线单线成品，并将Φ2.25-Φ3.15mm多线绞合获得成品绞线。