專利名稱：銅包鋼雙金屬線材的生產(chǎn)方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及材料技術(shù)領域，主要用于鐵路的銅包鋼雙金屬線材、合金電纜的生產(chǎn)
技術(shù)，具體為一種銅包鋼雙金屬線材的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
銅包鋼雙金屬線材(以下簡稱銅包鋼)是一種新型的導電線材。它不僅具有銅的 良好的導電性能，而且又具有鋼的高強度特性。尤其是在通訊、電子、電力等行業(yè)有著廣闊 的市場，國外發(fā)達國家在軍工、高速鐵路、電子通訊等行業(yè)已普遍采用。在我國，在材料生產(chǎn) 領域，由于種種原因，雙金屬材料銅包鋼線材的生產(chǎn)仍屬空白。國家每年都動用一定數(shù)量的 外匯，進口相關的產(chǎn)品。國內(nèi)有關行業(yè)擬引進高質(zhì)量雙金屬材料項目的生產(chǎn)線和相應的生 產(chǎn)技術(shù)，均因價格過高、成本過大、技術(shù)不轉(zhuǎn)讓等原因而無法實施。 目前，隨著鐵路電氣化改造的深入進行，對銅包鋼線材的研發(fā)與生產(chǎn)提出了迫切 的要求，鐵路系統(tǒng)有關部門曾多次提出盡快引進國外先進技術(shù)和生產(chǎn)線，以保證能獲得批 量供貨。為此，國家將此項目的研究開發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)列為重點開發(fā)和鼓勵的高新技術(shù)項 目。鐵路的發(fā)展方向是不斷向高速、重載、電氣化方向發(fā)展，這就對電氣化鐵路接觸網(wǎng)及相 關的零部件提出高標準的要求，必須具有更高的機械強度、更好的電氣性能和更平順可靠 的電纜，以確保電氣化鐵路的提速和行車安全。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)銅包鋼的方法主要有三 種銅帶焊接包覆法、電鍍法和浸涂法。 銅帶焊接包覆法需要采用高質(zhì)量的銅帶包覆在鋼絲的外層，用氬弧焊焊接后，再 進行拉制，工藝難度大，加工成本高。 電鍍法，具有能耗高，有污染，產(chǎn)品質(zhì)量檔次低、產(chǎn)品用途領域過窄的缺點。 以上兩種工藝和產(chǎn)品的致命質(zhì)量問題是銅包鋼雙金屬線材的結(jié)合不牢固，在彎曲
和巻繞次數(shù)一定時，很容易造成銅鋼分離，而銅鋼結(jié)合的牢固程度恰恰是該產(chǎn)品的一個最
重要的質(zhì)量檢測指標。 浸涂法是目前國外生產(chǎn)銅包鋼線材最先進的方法，但國內(nèi)的設備和技術(shù)目前尚達 不到浸涂法生產(chǎn)銅包鋼線材的工藝要求，若引進國外的設備則投資過大，而且國外大多公 司一般都不轉(zhuǎn)讓該技術(shù)，致使我國高質(zhì)量銅包鋼線材的生產(chǎn)一直不能得以實現(xiàn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是銅包鋼生產(chǎn)中雙金屬結(jié)合不牢固的致命質(zhì)量問 題，從而提供一種工藝技術(shù)與浸涂法相比具有投資小、見效快、成本低、能夠完全滿足最終 產(chǎn)品的質(zhì)量要求的一種生產(chǎn)銅包鋼雙金屬線材的方法。
本發(fā)明的技術(shù)問題采用下述技術(shù)方案解決 —種銅包鋼雙金屬線材的生產(chǎn)方法，其特征在于按下述方法步驟生產(chǎn)
a、將鋼芯進行物理校直，再做除銹、去污和機械拋光處理； b、將電解銅加熱至1100 °C -1200 °C熔化，對拋光處理過的鋼芯加熱至
3650°C —75(TC，進行水平連鑄包覆銅層，使包覆的銅層厚度為0. 5mm—7. 5mm ; c、將步驟b所得銅包鋼加熱至650°C —105(TC后在5-15秒內(nèi)進行快速固溶處理，
使雙金屬界面完全牢固結(jié)合，銅與鋼之間實現(xiàn)冶金熔接，成為單一復合體； d、將固溶后的銅包鋼線材進行連續(xù)多次拉拔，使產(chǎn)品直徑達到4mm—26mm ; e、將銅包鋼線材加熱至700°C -SO(TC進行退火，使拉拔后的電纜具有穩(wěn)定的導電
率，產(chǎn)品外表形成抗氧化保護層； f、將退火后的線材根據(jù)產(chǎn)品所需規(guī)格進行模具拉伸即為成品。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法與電鍍法、浸涂法、熱軋法及銅帶包覆法相比，具有以下特點
(1)、銅與鋼之間為可延性冶金熔接，界面完全牢固結(jié)合，成為單一復合體，拉撥雙金屬線材就象拉撥單一金屬線一樣； (2)、根據(jù)用途的不同，可任意包覆不同材質(zhì)，不同銅層厚度的產(chǎn)品，能滿足相關行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和性能的要求，導電率為10% _85%。 (3)、經(jīng)過拉撥能達到0. 3mm-26mm之間不同的規(guī)格，可生產(chǎn)大直徑、大長度產(chǎn)品；
(4)、此工藝采用新型機械除銹，對環(huán)境無污染。
(5)、設備投資不大，成本低，見效快，質(zhì)量穩(wěn)定，大規(guī)模生產(chǎn)不成問題。 (6)、高質(zhì)量的銅包鋼雙金屬線材可滿足軍工、高速鐵路、通訊、電子、電力等行業(yè)
的高要求，填補了我國高質(zhì)雙金屬線材的空白。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明
實施例1 以生產(chǎn)抗拉強度為1000N/匪，導電率為38% -42% ;直徑為0. 3mm的電纜為例，選用直徑為7mm的鋼芯及40%比例的電解純銅。 1、首先對鋼芯在調(diào)直機上進行物理校直，再將鋼芯做機械除銹、去污和機械拋光； 2、將電解銅在工頻爐中加熱至115(TC熔化，對拋光處理過的鋼芯加熱至75(TC進行水平連鑄，使包覆的銅層達到1. 5mm厚度； 3、將銅包鋼線材用收線機盤巻成圓盤放入固溶爐中加熱至105(TC后在15秒之內(nèi)放入冷水中進行固溶，使雙金屬界面完全牢固結(jié)合，從而實現(xiàn)銅與鋼之間可延性冶金熔接成為單一復合體； 4、將固溶后的銅包鋼用850拉伸機和560拉伸機進行連續(xù)多次拉拔使產(chǎn)品直徑達至lj 4mm ; 5、將拉拔后的線材放入真空充氣感應加熱爐中在72(TC下加熱半小時進行退火，退火是為了保證拉拔后的電纜具有穩(wěn)定的導電率； 6、將退火后的線材用450圓盤拉伸機拉制成直徑為0. 3mm的銅包鋼線材，所有工
序結(jié)束。 實施例2 以生產(chǎn)抗拉強度為1000N/匪導電率為10% ;直徑為15mm的接地電纜或避雷棒為例，選用直徑為18mm的鋼芯及比例為10%的電解純銅。
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1 、首先對鋼芯在調(diào)直機上進行物理校直，再將鋼芯做去污和機械拋光； 2、將電解銅在工頻爐中加熱至110(TC熔化，將拋光后的鋼芯用感應加熱爐加熱至
75(TC進行水平連鑄使包覆的銅層達到0. 5mm厚度； 3、將銅包鋼線材用收線機盤巻成圓盤放入固溶爐中加熱至65(TC后在5秒之內(nèi)放入冷水中進行固溶使雙金屬界面完全牢固結(jié)合，從而實現(xiàn)銅與鋼之間可延性冶金熔接成為單一復合體； 4、將固溶后的銅包鋼用850拉伸機和560拉伸機進行連續(xù)多次拉拔使產(chǎn)品直徑達至lj 18mm ; 5、將拉拔后的線材放入真空充氣感應加熱爐中在70(TC下加熱半小時進行退火，退火是為了保證拉拔后的電纜具有穩(wěn)定的導電率； 6、將退火后的線材用450圓盤拉伸機拉制成直徑為15mm的銅包鋼線材，所有工序結(jié)束。 實施例3 以生產(chǎn)抗拉強度為900N/匪導電率為80 ;直徑為6mm的軍工或民用電纜為例，選用直徑為4mm的鋼芯及比例為80%的電解純銅。 1、首先對鋼芯在調(diào)直機上進行物理校直，再將鋼芯做去污和機械拋光；將拋光后的鋼芯用感應加熱爐加熱至70(TC攝氏度； 2、將電解銅在工頻爐中加熱至120(TC熔化，對加熱鋼芯進行水平連鑄使包覆的銅層達到6mm厚度； 3、將銅包鋼線材用收線機盤巻成圓盤，放入固溶爐中加熱至85(TC后在15秒之內(nèi)放入冷水中進行固溶使雙金屬界面完全牢固結(jié)合，從而實現(xiàn)銅與鋼之間可延性冶金熔接成為單一復合體； 4、將固溶后的銅包鋼用850拉伸機和560拉伸機進行連續(xù)多次拉拔使產(chǎn)品直徑達到12mm ; 5、將拉拔后的線材放入真空充氣感應加熱爐中在80(TC下加熱半小時進行退火，退火是為了保證拉拔后的電纜具有穩(wěn)定的導電率； 6、將退火后的線材用450圓盤拉伸機拉制成直徑為6mm的銅包鋼線材，所有工序結(jié)束。 實施例4 以生產(chǎn)抗拉強度為1000N/匪導電率為38% _42%;直徑為26mm的鐵路電纜為例，選用直徑為21mm的鋼芯及40%比例的電解純銅。 1、首先對鋼芯在調(diào)直機上進行物理校直，再將鋼芯做去污和機械拋光；將拋光后的鋼芯用感應加熱爐加熱至65(TC ; 2、將電解銅在工頻爐中加熱至120(TC熔化，對拋光處理過的鋼芯加熱至75(TC進行水平連鑄，使包覆的銅層達到7. 5mm厚度； 3、將銅包鋼線材用收線機盤巻成圓盤放入固溶爐中加熱至105(TC后在15秒之內(nèi)放入冷水中進行固溶，使雙金屬界面完全牢固結(jié)合，從而實現(xiàn)銅與鋼之間可延性冶金熔接成為單一復合體； 4、將固溶后的銅包鋼用850拉伸機和560拉伸機進行連續(xù)多次拉拔使產(chǎn)品直徑達至lj 26mm ; 5、將拉拔后的線材放入真空充氣感應加熱爐中在72(TC下加熱半小時進行退火， 退火是為了保證拉拔后的電纜具有穩(wěn)定的導電率； 6、將退火后的線材用450圓盤拉伸機拉制成直徑為22mm的銅包鋼線材，所有工序 結(jié)束。
權(quán)利要求
一種銅包鋼雙金屬線材的生產(chǎn)方法，其特征在于按下述方法步驟生產(chǎn)a、將鋼芯進行物理校直，再做除銹、去污和機械拋光處理；b、將電解銅加熱至1100℃-1200℃熔化，對拋光處理過的鋼芯加熱至650℃--750℃，進行水平連鑄包覆銅層，使包覆的銅層厚度為0.5mm-7.5mm；c、將步驟b所得銅包鋼加熱至650℃--1050℃后在5-15秒內(nèi)進行快速固溶處理，使雙金屬界面完全牢固結(jié)合，銅與鋼之間實現(xiàn)冶金熔接，成為單一復合體；d、將固溶后的銅包鋼線材進行連續(xù)多次拉拔，使產(chǎn)品直徑達到4mm--26mm；e、將銅包鋼線材加熱至700℃-800℃進行退火，使拉拔后的電纜具有穩(wěn)定的導電率，產(chǎn)品外表形成抗氧化保護層；f、將退火后的線材根據(jù)產(chǎn)品所需規(guī)格進行模具拉伸即為成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅包鋼雙金屬線材的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟e中將 銅包鋼線材加熱至72(TC進行退火處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅包鋼雙金屬線材的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟a中的 除銹工藝為機械除銹。
全文摘要
一種銅包鋼雙金屬線材的生產(chǎn)方法，步驟為將鋼芯校直，除銹、去污和機械拋光；將電解銅加熱熔化，對鋼芯加熱，進行水平連鑄包覆銅層；將銅包鋼加熱、進行快速固溶處理；將銅包鋼線材連續(xù)多次拉拔，使產(chǎn)品直徑達到4mm--26mm；將拉拔的銅包鋼線材退火，模具拉伸為所需規(guī)格成品即可。本發(fā)明銅與鋼之間為可延性冶金熔接，界面完全牢固結(jié)合，成為單一復合體，拉撥雙金屬線材就象拉撥單一金屬線一樣；可任意包覆不同材質(zhì)，不同銅層厚度的產(chǎn)品，能滿足相關行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和性能的要求，可生產(chǎn)大直徑、大長度產(chǎn)品；對環(huán)境無污染。設備投資小，見效快，性能穩(wěn)定，可滿足軍工、高速鐵路、通訊、電子、電力等行業(yè)的高要求。
文檔編號H01B1/02GK101763916SQ20091011776
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者張富平 申請人:甘肅天拓冶金科技有限公司