專利名稱：高速鐵路接觸網(wǎng)用鋁材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速鐵路接觸網(wǎng)專用鋁材的材料及制造工藝。
背景技術(shù)：
接觸網(wǎng)是一個龐大的空間機(jī)械系統(tǒng)，它用零部件實現(xiàn)有序的連接和接續(xù)，把接觸 線、承力索、支持裝置、絕緣元件、電氣設(shè)備以及支柱等連接成一個能傳遞電能并且有支持 功能，同時具備相應(yīng)強(qiáng)度的機(jī)械性質(zhì)的整體系統(tǒng)。這個系統(tǒng)應(yīng)能經(jīng)受自然界多種氣象條件 的侵襲，保證良好地向高速運(yùn)行的電力機(jī)車傳送電能。接觸網(wǎng)的零部件是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)節(jié)及紐帶，任何接觸網(wǎng)零部件的損壞，即意味 著供電系統(tǒng)的破壞，使整體運(yùn)行及供電系統(tǒng)陷人癱瘓。在一定意義上說，接觸網(wǎng)零部件是整 體系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)。隨著電氣化鐵路運(yùn)行速度的不斷提高，線索的張力也在逐漸增大， 因而，各種零部件的重要程度也更加突出地顯現(xiàn)出來，不僅是機(jī)械性能要提高，而且其電氣 性能、溫度性能、防腐性能、抗振性能都要強(qiáng)化和提高。就零部件整體而言，其材質(zhì)應(yīng)具備 強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕的特點；就其性能而言，應(yīng)具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、耐震性好、可靠性 高、裝卸方便；從經(jīng)濟(jì)角度而論，應(yīng)該是取材廣泛，造價低廉，制造程序簡易。當(dāng)前，高速接觸網(wǎng)零件發(fā)展的方向是采用優(yōu)質(zhì)材料，實現(xiàn)擠壓成型模式，并要求零 件結(jié)構(gòu)新穎、重量輕、防腐性能好。為滿足要求，材質(zhì)上應(yīng)根據(jù)不同使用條件選用銅材、鋁 材、不銹鋼、合成材料等，加工工藝采用精密模鍛、精密冷沖成型、精密鑄造成型、數(shù)控自動 化加工成型等。表面處理采用拋丸、表面氧化等電化學(xué)處理方法，有效地提高了安全性和可 靠性，以達(dá)到少維修或無維修的目的。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種可滿足高速鐵路接觸網(wǎng)產(chǎn)品性能要求及使用 要求的專用鋁材；同時，本發(fā)明還提供一種制造該鋁材的方法。為實現(xiàn)該技術(shù)目的，本發(fā)明的方案是一種高速鐵路接觸網(wǎng)用鋁材，包含有以重量 百分比計算的0. 83 0.9%的硅，最多0. 18%的鐵，0. 04 0. 07%的銅，最多0. 05%的 鋅，0. 78 0. 85%的鎂，0. 12 0.2%的鉻，0. 45 0.6%的錳，最多0. 的鈦，余量鋁以 及制備時所帶入的雜質(zhì)。一種制造高速鐵路接觸網(wǎng)用鋁材的方法，包括以下步驟熔鑄步驟熔煉溫度控制在740 760°C，取樣前均勻攪拌兩次以上；再在鋁液 深度的中部、爐膛左右兩側(cè)各取一個樣進(jìn)行分析，用純氮?dú)夂途珶拕┻M(jìn)行噴粉、噴氣；并于 735 750°C精煉15 20分鐘，然后靜置半小時，經(jīng)過濾后鑄造；退火步驟采用均勻化退火，溫度先控制在570°C以下保溫12小時以下，再以不低 于200°C /小時的速度冷卻；擠壓及淬火步驟擠壓出型材的溫度控制在500°C以上，經(jīng)擠壓出口后通過水淬， 使其溫度迅速降到50°C以下。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，在所述擠壓及淬火步驟之后還包括時效熱處理步驟，時效溫 度在180°C以下，保溫時間12小時以上。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述熔鑄步驟中的過濾采用兩道過濾，第一道用30PPI，第二 道用50PPI。本發(fā)明鋁材的性能超出國際要求，其抗拉強(qiáng)度ab ^ 330、屈服點Q0. 2 ^ 310、延伸 率3 > 13%，并改善了抗蝕性，沖擊韌性和彎曲性能。
具體實施例方式本發(fā)明的一種高速鐵路接觸網(wǎng)用鋁材，包含有以重量百分比計算的0.83 0.9%的硅，最多0. 18%的鐵，0. 04 0. 07%的銅，最多0. 05%的鋅，0. 78 0. 85%的鎂， 0. 12 0. 2%的鉻，0. 45 0. 6%的錳，最多0. 1 %的鈦，余量鋁以及制備時所帶入的雜質(zhì)。 鋁材的性能超出國際要求，其抗拉強(qiáng)度ab彡330、屈服點Q0. 2彡310、延伸率S彡13%，并 改善了抗蝕性，沖擊韌性和彎曲性能。其中，Mg、Si、Fe等元素主要起強(qiáng)化作用，合理配比對 擠壓工藝及最終產(chǎn)品性能意義重大，因此需嚴(yán)格控制配比，范圍盡量縮小。加Mn能細(xì)化再 結(jié)晶晶粒，擴(kuò)大淬火溫度上限，增大合金元素的固熔度，因而提高合金的力學(xué)性能，改善抗 蝕性，沖擊韌性和彎曲性能，并能減少Fe的有害影響和阻礙再結(jié)晶。但Mn必須控制在一定 的范圍，過量會增加其粘度，流動性下降，可能Mn在過飽和固液體內(nèi)，嚴(yán)重的晶內(nèi)偏析，影 響合金的再結(jié)晶，所以Mn含量控制在中偏下范圍。Cr和Ti能細(xì)化晶粒，提高鑄造質(zhì)量，改 善鑄造和高溫性能，抵消Cu的不良影響，少量的Cu可增加時效效果、提高強(qiáng)度、能改善高溫 塑性，但對抗蝕性有害，配制在中偏下限。制造高速鐵路接觸網(wǎng)用鋁材的方法，包括以下步驟熔鑄步驟由于6082合金Mn是難熔金屬，熔煉溫度控制在740 760°C，取樣前 均勻攪拌兩次以上，保證金屬完全熔化、溫度準(zhǔn)確、成分均勻；攪拌后在鋁液深度的中部、 爐膛左右兩側(cè)各取一個樣進(jìn)行分析，用純氮?dú)夂途珶拕┻M(jìn)行噴粉、噴氣。精煉溫度735 7500C，時間15 20分鐘，精煉后靜置半小時。鑄造時間兩道過濾，前用30PPI后用50PPI， 充分濾去熔體中的氧化物、夾渣，鑄造速度偏低，水流量偏大，水溫控制適宜。上述工藝嚴(yán)格 控制，否則鑄造無效。退火步驟采用均勻化退火，溫度先控制在570°C以下保溫12小時以下，再以不低 于200°C /小時的速度冷卻；擠壓及淬火步驟要使合金主要強(qiáng)化相Mg2Si完全熔固，須保證淬火溫度在500°C 以上，固此型材擠壓出口溫度應(yīng)控制在520°C以上。合金中含有Mn，促進(jìn)晶內(nèi)金屬間化合物 形成，對淬火性能有不利影響，要求淬火冷卻強(qiáng)度大，冷卻速度快，必須通過水淬，使其溫度 迅速降到50°C以下。時效熱處理步驟時效溫度在180°C以下，保溫時間12小時以上。最后，裝框時產(chǎn)品與產(chǎn)品之間保留空隙，便于后工序時效處理。以下是本發(fā)明的具體的實施方式一鋁材包含有以重量百分比計算的0. 9 %的硅，0. 18 %的鐵，0. 07 %的銅，0. 05 %的 鋅，0. 85 %的鎂，0. 2 %的鉻，0. 6 %的錳，0. 1 %的鈦，余量鋁以及制備時所帶入的雜質(zhì)。鋁材 的抗拉強(qiáng)度ab為390、屈服點Q0. 2為360、延伸率S為16%。
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以下是本發(fā)明的具體的實施方式二 鋁材包含有以重量百分比計算的0.83%的硅，0. 15%的鐵，0.04%的銅，0.04% 的鋅，0. 78 %的鎂，0. 12 %的鉻，0. 45 %的錳，0. 08 %的鈦，余量鋁以及制備時所帶入的雜 質(zhì)。鋁材的抗拉強(qiáng)度ab為360、屈服點Q0. 2為350、延伸率S為14%。以下是本發(fā)明的具體的實施方式三鋁材包含有以重量百分比計算的0.9%的硅，0. 18%的鐵，0.04%的銅，0.05%的 鋅，0. 78 %的鎂，0. 2 %的鉻，0. 6 %的錳，0. 1 %的鈦，余量鋁以及制備時所帶入的雜質(zhì)。鋁材 的抗拉強(qiáng)度ab為370、屈服點Q0. 2為320、延伸率S為13%。以下是本發(fā)明的具體的實施方式四鋁材包含有以重量百分比計算的0.85%的硅，0. 10%的鐵，0.05%的銅，0.03% 的鋅，0.8%的鎂，0. 16 %的鉻，0. 5 %的錳，0. 06 %的鈦，余量鋁以及制備時所帶入的雜質(zhì)。 鋁材的性能超出國際要求，其抗拉強(qiáng)度ab為330、屈服點Q0. 2為330、延伸率S為15%。
權(quán)利要求
一種高速鐵路接觸網(wǎng)用鋁材，包含有以重量百分比計算的0.83～0.9％的硅，最多0.18％的鐵，0.04～0.07％的銅，最多0.05％的鋅，0.78～0.85％的鎂，0.12～0.2％的鉻，0.45～0.6％的錳，最多0.1％的鈦，余量鋁以及制備時所帶入的雜質(zhì)。
2.一種制造如權(quán)利要求1所述的高速鐵路接觸網(wǎng)用鋁材的方法，包括以下步驟熔鑄步驟熔煉溫度控制在740 760°C，取樣前均勻攪拌兩次以上；再在鋁液深度的 中部、爐膛左右兩側(cè)各取一個樣進(jìn)行分析，用純氮?dú)夂途珶拕┻M(jìn)行噴粉、噴氣；并于735 750°C精煉15 20分鐘，然后靜置半小時，經(jīng)過濾后鑄造；退火步驟采用均勻化退火，溫度先控制在570°C以下保溫12小時以下，再以不低于 200 0C /小時的速度冷卻；擠壓及淬火步驟擠壓出型材的溫度控制在500°C以上，經(jīng)擠壓出口后通過水淬，使其 溫度迅速降到50°C以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于在所述擠壓及淬火步驟之后還包括 時效熱處理步驟，時效溫度在180°C以下，保溫時間12小時以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制造方法，其特征在于所述熔鑄步驟中的過濾采用兩 道過濾，第一道用30PPI，第二道用50PPI。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速鐵路接觸網(wǎng)用鋁材及其制造方法。該鋁材包含有以重量百分比計算的0.83～0.9％的硅，最多0.18％的鐵，0.04～0.07％的銅，最多0.05％的鋅，0.78～0.85％的鎂，0.12～0.2％的鉻，0.45～0.6％的錳，最多0.1％的鈦，余量鋁以及制備時所帶入的雜質(zhì)。其制造方法主包括有熔鑄、退火、擠壓與淬火步驟。本發(fā)明的鋁材的性能超出國際要求，其抗拉強(qiáng)度ab≥330、屈服點Q0.2≥310、延伸率S≥13％，并改善了抗蝕性，沖擊韌性和彎曲性能。
文檔編號C22C21/02GK101935784SQ201010267489
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者譚柳玉 申請人:佛山市鴻金源鋁業(yè)制品有限公司