50°C,保溫0.5h?lh,后繼續(xù)保溫加熱至350°C?500°C,保溫Ih?4h冷卻至100°C以下取出線材。
[0019]所述Cu-Cr-Zr-Si合金接觸線的抗拉強(qiáng)度為510~620MPa,相對(duì)電導(dǎo)率為75~90%IACS ;在400°C軟化退火2h后強(qiáng)度下降不超過(guò)10%。
[0020]本發(fā)明具有的有益效果:
I)可在大氣環(huán)境采用木炭、惰性混合氣體、保護(hù)熔煉及水平連鑄制造坯料桿技術(shù),無(wú)需大型真空熔煉爐及熱開(kāi)坯設(shè)備。
[0021]2)采用附加專用電磁攪拌及結(jié)晶器進(jìn)口端熔體局部加熱裝置的水平連鑄技術(shù),配合大變形軋制技術(shù),有效造成動(dòng)態(tài)再結(jié)晶效果細(xì)化鑄態(tài)晶粒,改善了產(chǎn)品力學(xué)性能和導(dǎo)電性能。
[0022]3)合金中不含有昂貴的金屬元素,原材料成分相對(duì)簡(jiǎn)單。
[0023]4)所發(fā)明的產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度大于500MPa,電導(dǎo)率高于75%IACS,在400°C軟化退火2h后強(qiáng)度下降不超過(guò)10%,抗高溫軟化能力尤其突出。具有傳輸載流量高,節(jié)能降耗效果顯著的優(yōu)點(diǎn),綜合性能指標(biāo)高于目前實(shí)際工程應(yīng)用的任何其它類型的接觸網(wǎng)導(dǎo)線。
[0024]5)工藝及所需設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單,適用于工業(yè)化生產(chǎn),成本相對(duì)較低。
[0025]本發(fā)明合金材料成分簡(jiǎn)單、產(chǎn)品冶金質(zhì)量較高,各項(xiàng)性能能夠滿足現(xiàn)代高速鐵路、低速重載等各種不同接觸網(wǎng)的需求,易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1本發(fā)明中附加有結(jié)晶器電磁攪拌及局部加熱裝置的水平連鑄系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
[0027]圖中:1、保溫爐,2、電磁攪拌器,3、一次冷卻區(qū),4、二次及三次冷卻區(qū) 5、棒坯,6、牽引系統(tǒng),7、石墨模。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0029]本發(fā)明的附加有結(jié)晶器電磁攪拌及局部加熱裝置的水平連鑄系統(tǒng)簡(jiǎn)圖,如圖1所示,包括:保溫爐1,電磁攪拌器2,一次冷卻區(qū)3,二次及三次冷卻區(qū)4,
棒坯5,牽引系統(tǒng)6和石墨模7。保溫爐I側(cè)面與石墨模7連接,石墨模7外圓依次向外裝有電磁攪拌器2和一次冷卻區(qū)3,位于石墨模7外的棒還5外圓依次向外裝有二次及三次冷卻區(qū)4和牽引系統(tǒng)6。
[0030]實(shí)施例1
使用原料為99.96%陰極銅,Cu-Cr中間合金,Cu-Zr中間合金及Cu-Si中間合金按合金元素的含量為(質(zhì)量%): Cu-0.30% Cr-0.10% Zr-0.01% Si配制熔煉原材料。應(yīng)先將陰極Cu置于感應(yīng)爐向爐內(nèi)充純Ar至30kPa盡量擠排爐內(nèi)空氣,以約10°C /min的速率升溫至材料熔化后通入lOml/s流量純Ar加15ml/s流量的純隊(duì)混合氣體形成惰性氣體完整保護(hù)層再在熔體表面覆蓋約40_厚干燥木炭層加強(qiáng)保護(hù)并阻隔熔體的熱輻射效應(yīng)。再加入Cu-Cr中間合金,熔化后再加入Cu-Zr及Cu-Si中間合金,熔體在1250°C電磁攪拌均勻靜置20min。整個(gè)過(guò)程必須嚴(yán)格控制熔體表面木炭及混合氣體覆蓋層的嚴(yán)密性和穩(wěn)定性。
[0031]將銅合金熔液在附加有結(jié)晶器電磁攪拌及局部加熱裝置的水平連鑄系統(tǒng)中以80mm/min速度引鑄得到直徑為120mm的棒還,電磁攪拌頻率為20Hz,磁場(chǎng)電流為100A。以保證熔體在結(jié)晶器入口局部溫度為1200°C。
[0032]上述步驟得到的棒還高頻感應(yīng)加熱預(yù)熱至950°C,然后以低于1500mm/min的速度熱軋成直徑為30_的棒材,形成充分的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶破壞粗大鑄態(tài)組織細(xì)化晶粒。軋后棒材收成直徑大于2m的盤卷。
[0033]對(duì)合金熱軋得到的盤卷在純N2保護(hù)下采用加熱至800°C保溫lh,再加熱至990°C,保溫20min的后在< 1s內(nèi)入水冷卻,水冷期間冷卻水進(jìn)行有效對(duì)流散熱。
[0034]將固溶處理后的合金棒材常溫下經(jīng)4道次軋制直徑為1mm線材,軋制速度為3m/min總變形量> 70% ;
對(duì)冷軋合金線材在真空爐中下進(jìn)行分級(jí)時(shí)效處理,首先加熱至350°C保溫Ih后繼續(xù)保溫2h冷卻至100°C以下取出線材。
[0035]對(duì)時(shí)效后的桿拉拔成截面具有對(duì)稱溝槽的公稱截面積為100 mm2的接觸線。
[0036]經(jīng)上述工藝制備的接觸線單根長(zhǎng)度可達(dá)2000 m,抗拉強(qiáng)度可達(dá)到510MPa,相對(duì)電導(dǎo)率可達(dá)到75% IACS。在400°C軟化退火2h后強(qiáng)度下降不超過(guò)10%。
[0037]實(shí)施例2
使用原料為99.96%陰極銅,Cu-Cr中間合金,Cu-Zr中間合金及Cu-Si中間合金配制元素含量為(質(zhì)量%):Cu-0.60% Cr-0.15% Zr-0.02% Si的接觸線的熔煉原材料。先將陰極Cu置于感應(yīng)爐向爐內(nèi)充純Ar至30kPa盡量擠排爐內(nèi)空氣,以約10°C /min的速率升溫至材料熔化后通入20ml/s流量純Ar加30ml/s流量的純N混合氣體形成惰性氣體完整保護(hù)層再在熔體表面覆蓋約40_厚干燥木炭層加強(qiáng)保護(hù)并阻隔熔體的熱輻射效應(yīng)。再加入Cu-Cr中間合金,熔化后再加入Cu-Zr及Cu-Si中間合金,熔體在1250°C電磁攪拌均勻靜置20min。整個(gè)過(guò)程必須嚴(yán)格控制熔體表面木炭及混合氣體覆蓋層的嚴(yán)密性和穩(wěn)定性。
[0038]將銅合金熔液在附加有結(jié)晶器電磁攪拌及局部加熱裝置的水平連鑄系統(tǒng)中以550mm/min速度引鑄得到直徑為115mm的棒還,電磁攪拌頻率為60Hz,磁場(chǎng)電流為30A。以保證熔體在結(jié)晶器入口局部溫度為1200°C。
[0039]上述步驟得到的棒還高頻感應(yīng)加熱預(yù)熱至800°C,然后以低于1500mm/min的速度熱軋成直徑為35_的棒材,形成充分的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶破壞粗大鑄態(tài)組織細(xì)化晶粒。軋后棒材收成直徑大于2m的盤卷。
[0040]對(duì)合金熱軋得到的盤卷在純N2保護(hù)下采用加熱至720°C保溫1.5h,再加熱至950°C,保溫60min的后在< 1s內(nèi)入水冷卻,水冷期間冷卻水進(jìn)行有效對(duì)流散熱。
[0041]將固溶處理后的合金棒材常溫下經(jīng)6道次軋制直徑為15mm線材,軋制速度為2m/min總變形量> 70% ;
對(duì)冷軋合金線材在真空爐中下進(jìn)行分級(jí)時(shí)效處理,首先加熱至300°C保溫0.5h后再加熱至550°C保溫4h冷卻至100°C以下取出線材。
[0042]對(duì)時(shí)效后的桿拉拔成截面具有對(duì)稱溝槽的公稱截面積為150 mm2的接觸線。
[0043]經(jīng)上述工藝制備的接觸線單根長(zhǎng)度可達(dá)1800 m,抗拉強(qiáng)度可達(dá)到620MPa,相對(duì)電導(dǎo)率可達(dá)到90% IACS。在400°C軟化退火2h后強(qiáng)度下降不超過(guò)10%。
[0044]實(shí)施例3
使用原料為99.96%陰極銅,Cu-Cr中間合金,Cu-Zr中間合金及Cu-Si中間合金配制元素含量為(質(zhì)量%):Cu-0.50% Cr-0.12% Zr-0.02% Si的接觸線的熔煉原材料。先將陰極Cu置于感應(yīng)爐中,先將陰極Cu置于感應(yīng)爐向爐內(nèi)充純Ar至30kPa盡量擠排爐內(nèi)空氣,以約10°C /min的速率升溫至材料熔化后通入15ml/s流量純Ar加20ml/s流量的純N混合氣體形成惰性氣體完整保護(hù)層再在熔體表面覆蓋約40_厚干燥木炭層加強(qiáng)保護(hù)并阻隔熔體的熱輻射效應(yīng)。再加入Cu-Cr中間合金,熔化后再加入Cu-Zr及Cu-Si中間合金,熔體在1250°C電磁攪拌均勻靜置20min。整個(gè)過(guò)程必須嚴(yán)格控制熔體表面木炭及混合氣體覆蓋層的嚴(yán)密性和穩(wěn)定性。
[0045]將銅合金熔液在附加有電磁攪拌及結(jié)晶器端部局部加熱裝置的水平連鑄系統(tǒng)中以350mm/min速度引鑄得到直徑為10mm的棒還,電磁攪拌頻率為30Hz,磁場(chǎng)電流為70A。以保證熔體在結(jié)晶器入口局部溫度為1200°C。
[0046]上述步驟得到的棒還高頻感應(yīng)加熱預(yù)熱至900°C,然后以低于1500mm/min的速度熱軋成直徑為45_的棒材,形成充分的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶破壞粗大鑄態(tài)組織細(xì)化晶粒。軋后棒材收成直徑大于2m的盤卷。
[0047]對(duì)合金熱軋得到的盤卷在純N2保護(hù)下采用加熱至760°C保溫1.5h,再加熱至940°C,保溫50min的后在< 1s內(nèi)入水冷卻,水冷期間冷卻水進(jìn)行有效對(duì)流散熱。
[0048]將固溶處理后的合金棒材常溫下經(jīng)5道次軋制直徑為15mm線材,軋制速度為2.4m/min 總變形量> 70% ;
對(duì)冷軋合金線材在真空爐中下進(jìn)行分級(jí)時(shí)效處理,首先加熱至320°C保溫0.Sh后再加熱至520°C保溫3h冷卻至100°C以下取出線材。
[0049]對(duì)時(shí)效后的桿拉拔成截面具有對(duì)稱溝槽的公稱截面積為150 mm2的接觸線。
[0050]經(jīng)上述工藝制備的接觸線單根長(zhǎng)度可達(dá)2000 m,抗拉強(qiáng)度可達(dá)到550MPa,相對(duì)電導(dǎo)率可達(dá)到82% IACS。在400°C軟化退火2h后強(qiáng)度下降不超過(guò)10%。
[0051]實(shí)施例4
使用原料為99.96%陰極銅,Cu-Cr中間合金,Cu-Zr中間合金及Cu-Si中間合金配制元素含量為(質(zhì)量%):Cu-0.55% Cr-0.14% Zr-0.02% Si的接觸線的熔煉原材料。先將