CN101812612B

CN101812612B - 一种cy状态高速电气化铁路用镍硅铜合金棒材或型材

Info

Publication number: CN101812612B
Application number: CN201010170649XA
Authority: CN
Inventors: 娄花芬; 张文芹; 曹利; 卢燕; 韩卫光; 修志磊; 曹秀兰
Original assignee: ZHONGLU LUOYANG COPPER INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: China Aluminum Luoyang Copper Processing Co., Ltd.
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2030-05-13
Also published as: CN101812612A

Abstract

一种CY状态高速电气化铁路用镍硅铜合金棒材或型材，其加工工艺采用：熔铸、加热、挤压-淬火、拉伸、光亮退火、精整、入库；采用制作成定位线夹用镍硅铜合金棒材或型材，其主要是将原加工工艺流程中的挤压和退火合并成一个加工工艺，省去酸洗，从而减少了加工工艺流程，降低了生产成本；采用本技术方案加工制作的棒材或型材，力学性能达到：Rm≥380MPa，维氏硬度HV80～150，A≥10％，HB≥180，可满足速度350公里/小时高速铁路的需求；采用本技术方案加工制作的镍硅铜合金棒材或型材材料组织为CY态，更适宜于后续加工。

Description

一种CY状态高速电气化铁路用镍硅铜合金棒材或型材

技术领域

本发明涉及一种有色金属加工技术，特别涉及一种CY状态高速电气化铁路接触网线定位线夹及其附件用镍硅铜合金棒材或型材。

背景技术

镍硅铜合金由于具有高强度、优良的耐蚀性、耐磨性、成形性、耐应力松驰性能及热冷加工性能，属于高强度耐磨青铜，主要用于船舶构件、电气化铁路器件等领域。近年来随着我国经济的持续高速增长，特别是机电制造、船舶、电气化铁路等行业的快速发展使得镍硅青铜材料需求量逐年稳步增长。尤其是电气化铁路使用的整体吊悬线夹及定位线夹用镍硅青铜材料，由于其成本高、工艺复杂、技术和质量要求高、采购周期长等原因，需要大量进口，为发展本国经济及技术，采用国产材料替代进口，具有十分重大的意义。

公开号：CN101289716A公开了一种镍硅青铜合金材料的加工工艺专利，其中的棒材加工工艺采用：熔铸、加热、挤压、拉伸、退火、酸洗、拉伸、光亮退火、精整、入库；其提供的是一种M状态镍硅青铜合金材料(退火(焖火))状态，再经后续加工成电气化铁路使用的接触网线夹，但其性能仅能达到HB150左右：且存在工艺流程较长、成本也较高等不足之处，本发明为了解决上述问题，提供以下技术方案。

发明内容

本发明提供了新的一种CY状态高速电气化铁路用镍硅铜合金棒材或型材的加工工艺，其中的镍硅铜合金棒材或型材的化学成分仍是以Cu-Ni-Si系为基的铜合金，具体由铜、镍、硅为主要合金及锰、铁为微量元素和不可避免的杂质构成。铜：具有极高的导电、导热性能及良好的耐蚀性，在镍硅铜合金中重量比最多，为余量；镍：起到提高合金的抗蚀性与韧性，成分控制在1.6～3.4％范围内；硅：通过添加Si可以提高合金力学性能、耐蚀、耐磨及焊接性能，并可热冷态压力加工等性能，但过高会严重产生塑性剧烈下降，造成不能进行压力加工，过低则达不到预期效果，故组分含量控制在0.15～1.1％范围内；锰：属于高熔点合金元素，Mn的加入可以通过固溶强化提高铜合金强度和硬度，其与硅结合生成硬度相当高的六方结构的Mn₅Si₃，从而提高合金耐磨性。但过高对合金性能带来负面影响，过低则达不到理想要求，故组分含量严格控制在≤1.0％以下；铁：可以提高合金的力学性能和工艺性能，所以组分含量严格控制在≤0.6％以下；以及不可避免的杂质严格控制在≤0.3％以下，共同构成。

本镍硅铜合金棒材/型材可根据电气化铁路上不同场合的使用加工制造适宜于不同场合的高速电气化铁路接触网线定位夹用镍硅铜合金棒/型材，其加工工艺采用：熔铸、加热、挤压-淬火、拉伸、光亮退火、精整、入库；其中的：

Ⅰ、挤压-淬火：采用挤压机对加热的锭坯进行水封挤压加工成坯料，即将挤压机模具出口和一个水槽相连，使挤出的坯料直接进入水槽内进行快速冷却，可以防止坯料表面氧化，以及细化控制坯料合金组织的晶粒；挤压比：26～45；水槽中的水温≤50℃；

Ⅱ、拉伸：根据型号规格采用拉伸机对挤压-淬火后的坯料进行一次或二次拉伸加工：一次拉伸加工至成品规格的拉伸加工率为：38-45％；二次拉伸加工至成品规格的第一次拉伸加工率为：38-45％。第二次拉伸加工率为：25～40％；

其余的熔铸、加热、光亮退火、精整、入库等工艺均为铜加工现有加工工艺；镍硅铜合金棒材或型材再经后续加工制作成高速电气化铁路接触网线定位线夹及其附件所使用的镍硅铜合金棒材或型材。

本发明的有益效果：

1)采用制作成高速电气化铁路接触网线用定位线夹及其附件用的镍硅铜合金棒材或型材，其主要是将原加工工艺流程中的挤压和退火合并成一个加工工艺，省去酸洗，从而减少了加工工艺流程，降低了生产成本；

2)采用本技术方案加工制作的棒材或型材，力学性能达到：Rm≥380MPa，维氏硬度HV80～150，A≥10％，HB≥180，可满足速度350公里/小时高速铁路的需求；

3)采用本技术方案加工制作的镍硅铜合金棒材或型材材料组织为CY态(淬火后冷轧(冷作硬化)的有色金属加工产品状态)，更适宜于后续加工；该材料具有良好导电性、耐摩擦性，同时还具有高抗拉强度、高延伸强度；高速电气化铁路铁轨上方架设于空中的接触网线及其附件担负着确保列车不脱轨、安全稳定运行的重任。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的工艺流程。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

加工制作CY状态φ24X6000mm的CuNi2Si合金型材，其工艺流程采用：

熔铸：镍硅铜合金材料组分按重量比分别称重配料：镍1.6～3.4％、硅0.15～1.1％及锰≤1.0％、铁≤0.6％和不可避免的杂质≤0.3％，余量为铜共同构成；分别称重先后投入熔炼炉，熔铸成锭坯；

加热：采用感应加热炉将锭坯进行加热，加热温度：850～900℃、加热时间：3～6min；

挤压-淬火：采用挤压机对加热的锭坯进行水封挤压加工成坯料，即将挤压机的模具出口与一个水槽相连，使挤出的坯料直接进入水槽内进行快速冷却，可以防止坯料表面氧化，以及细化控制坯料合金组织的晶粒，挤压比：26～45；水槽中的水温≤50℃；

拉伸：采用拉伸机对挤压后的坯料进行一次拉伸，拉伸加工率：38-45％；

光亮退火：采用退火炉对成品型材进行成品光亮退火，退火温度：650℃～700℃、退火时间：1～3h；

精整：对退火后的成品型材进行人工或机械精整；

入库：按合同要求对精整后的成品型材检查合格后进行包装入库。

实施例2：

加工制作CY状态φ24X3000mm的CuNi2Si合金棒材，其工艺流程采用：

熔铸：镍硅铜合金材料组分按重量比分别称重配料：镍1.6～3.4％、硅0.15～1.1％及锰≤1.0％、铁≤0.6％和不可避免的杂质≤0.3％、余量为铜，分别称重先后投入熔炼炉，熔铸成锭坯；

挤压-淬火：采用挤压机对加热的锭坯进行水封挤压加工成坯料，即将挤压机的模具出口与一个水槽相连，使挤出的坯料直接进入水槽内进行快速冷却，可以防止坯料表面氧化，以及细化控制坯料组织的晶粒，挤压比：26～45；水槽中的水温：≤50℃；

拉伸：采用拉伸机对挤压后的坯料进行二次拉伸，第一次拉伸加工率：38-45％，第二次拉伸加工至成品棒材，拉伸加工率：25～40％；

光亮退火：采用退火炉对成品棒材进行成品光亮退火，退火温度：650℃～700℃、退火时间：1～3h；

精整：对退火后的成品棒材进行人工或机械精整；

入库：按合同要求对精整后的成品棒材检查合格后进行包装入库。

Claims

1.一种CY状态高速电气化铁路用镍硅铜合金棒材或型材，其加工工艺采用：熔铸、加热、挤压-淬火、拉伸、光亮退火、精整、入库；其特征在于：

其中的挤压-淬火、拉伸工艺采用：

挤压-淬火：采用挤压机对加热的锭坯进行水封挤压加工成坯料，即将挤压机模具出口和一个水槽相连，使挤出的坯料直接进入水槽内进行快速冷却，可以防止坯料表面氧化，以及细化控制坯料合金组织的晶粒；挤压比：26～45；水槽中的水温≤50℃；

拉伸：根据型号规格采用拉伸机对挤压-淬火后的坯料进行一次或二次拉伸加工；一次拉伸加工至成品规格的拉伸加工率为：38-45％；二次拉伸加工至成品规格的第一次拉伸加工率为：38-45％、第二次拉伸加工率为：25～40％。