[发明专利]上下型高强高导耐磨铜钢复合接触线的生产设备及其方法

说明书

本发明涉及的一种上下型高强高导耐磨铜钢复合接触线的生产设备及其方法，包括耐磨铜杆生产装置、钢杆生产装置和铜钢复合接触线生产装置；铜钢复合接触线生产装置包括依次设置的铜钢混合炉、第二模具、第二循环冷却系统、第三模具、连续冷锻装置和第二整理模具，第二模具内设有钢杆通道、铜杆通道和铜钢混合炉水通道，第三模具内由上至下依次设有钢腔、铜钢复合腔和铜腔，钢腔与钢杆通道连通，铜腔与铜杆通道连通，铜钢复合腔和铜钢混合炉水通道连通，最后经过第二整理模具拉拔形成接触线。发明的接触线的底部采用0.4%铜镁合金连铸造，形成一层铜镁合金耐磨层，增加与受电弓的耐磨性，减少接触线的接触部分的磨损，从而增加接触线的使用寿命。

技术领域

本发明涉及线材领域，尤其涉及一种上下型高强高导耐磨铜钢复合接触线的生产设备及其方法。

背景技术

随着电子信息技术的发展，对铜合金导电材料的综合使用性能要求越来越高，要求其在保持高强度（硬度）、韧性、耐磨性的同时，仍保持较高的导电性、导热性、耐寒性、无铁磁性等特性。这些优良的特性，使铜合金逐渐成为电力、信息、交通、能源、轻工及航天航空等高科技领域中使用的重要金属材料。很多场合很少以纯铜的形式应用，这是因为纯铜的强度较低( 230～300 MPa)，冷加工后虽然可以达到400 MPa，但伸长率仅为2%，在加热或一定温度下使用时，其强化效果很容易消失。所以，纯铜仅能应用于受力不大的电力、电器、电子的导电体、散热体、装饰件等。在保持纯铜的一些优良性能的前提下，尽可能提高铜的强度(硬度)和耐磨性，随即高强度高导电性铜合金逐渐被研发出来。

目前高速电气化铁路采用Cu-Mg、Cu-Sn合金接触线，该类线材均是以丧失导电率为前提的。Cu-Cr-Zr接触线还处实验室阶段或小批量试验阶段，虽在原有基础止的有一定幅度的提高，但提高幅度有限，中国专利CN110660499A，提供了一种大长度熔融渗透式铜钢复合线材，大大增强线材的抗拉强度，而且保持较高的导电率，但此类合金材料中部的复合部分强度最高，接触线的下部与受电弓长期接触后磨损较大，缩短了接触线的使用寿命，因此亟需一种强化耐磨型大长度高强高导的铜钢复合接触线，加强接触线下部的耐磨性，满足未来高速铁路线材发展要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种上下型高强高导耐磨铜钢复合接触线的生产设备及其方法，突破了导电率和抗拉强度相互矛盾，克服了铜包钢的铜、包覆层、钢芯因膨胀系不配匹等原因而相互脱离的等难题，均衡提高接触线的抗拉强度以及导电性。

本发明的目的是这样实现的：

一种上下型高强高导耐磨铜钢复合接触线的生产设备，它包括耐磨铜杆生产装置、钢杆生产装置和铜钢复合接触线生产装置；所述耐磨铜杆生产装置包括依次设置的第一模具、第一循环冷却系统和第一整理模具；所述第一模具包括注入段和冷却段，第一模具内设有上下分布的铜腔和铜镁复合腔，所述铜水熔炉与铜腔连通，在注入段注入铜水，铜镁合金炉与铜镁复合腔连通，在注入段注入铜镁合金炉水；第一模具的冷却段与第一整理模具连接，冷却后的物料经第一整理模具拉拔形成底部设有铜镁合金层的铜杆；所述钢杆生产装置包括与钢水熔炉连通的钢杆模具和整理模具，钢水注入钢杆模具经冷却后形成固态，再经第二整理模具拉拔形成钢杆；

所述铜钢复合接触线生产装置包括依次设置的铜钢混合炉、第二模具、第二循环冷却系统、第三模具、连续冷锻装置和第二整理模具，所述第二模具内设有钢杆通道、铜杆通道和铜钢混合炉水通道，第三模具内由上至下依次设有钢腔、铜钢复合腔和铜腔，钢腔与钢杆通道连通，铜腔与铜杆通道连通，铜钢复合腔和铜钢混合炉水通道连通；

所述铜钢混合炉与第二模具的铜钢混合炉水通道连通，注入铜钢混合炉水，经过铜钢混合炉水通道进入第三模具内的铜钢复合腔，钢杆生产装置产出的钢杆通过第二模具的钢杆通道进入第三模具内的钢腔；耐磨铜杆生产装置产出的铜杆通过第二模具的铜杆通道进入第三模具内的铜腔；