CN1032824C - 铜合金接触线

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本发明公开了一种铜基合金，其所含各元素的重量百分比分别为：铜：99.80%-99.95%，银：0.02-0.08%，锡：0.03-0.13%，

按本发明配比熔炼的铜合金，采用本发明提供的工艺方法加工制成的接触网接触线，其导电率在80-90%IACS，拉断力在45-42kN，经300℃2小时软化处理后拉断力可保留90%以上，是一种综合性能明显优于纯铜接触线的铜合金接触线。

铜合金接触线

本发明提供了一种电气化铁路接触网接触线用的铜合金。

接触网是电气化铁路的主要装备之一。接触网的设计既要保证电力机车有可靠的取流性，又要求有最佳的技术经济效果。要达到上述设计要求，主要的问题之一是选定接触线。

接触线是电力机车集电弓在其下部滑行的一种导线。接触线采用的材料除了要求有高的导电率外，还应耐磨、耐热、抗拉、价格较低等。这样才能保证电力机车在重载、高速等运行条件下能正常取流，且能减少维修，延长更换周期，从而取得较好的技术经济效果。

由于纯铜的导电率高，国内外广泛采用硬拉铜接触线。但由单一元素铜制作的铜接触线耐磨、耐热、抗拉性能均不太高，难于保证接触线在使用中的多种复杂要求，特别是重载、高速等运行条件下，纯铜接触线更换周期短，影响到电气化铁路的经济、有效地运行。

由此，研制一种综合性能好的铜合金接触线成了各国的研究热点。

前苏联和国际铁路合作组织研制了铜锡、铜镉、铜镁、铜铝、铜硅、铜钛、铜镁锆等多种铜合金，其中含锡0.04％的铜锡合金接触线已得到实际应用，但因其性能与纯铜接触线相接近，优势不明显。

日本研制的、已进入线路试用的含锡0.3％的铜锡合金接触线其导电率只能达到70％IACS，由于线路损耗大，不具有实用价值。目前日本正在开发研制含铬及氧化锆的铜合金接触线。

国际铁路联盟UIC—870，英国BS23，法国NFC34—800，德国DIN43140等标准中规定的铜镉合金接触线，综合性能虽然比纯铜的好，但镉属于第一类污染物，在制造和使用中污染环境，危害人体健康，欧洲一些国家目前已开始停止使用。

德国DIN43140、日本JRS36512—3F—14AR3A标准中，也制定了铜银合金接触线的技术标准，但由于成本较高，难于广泛推广应用。

本发明的目的在于制造一种强度优于纯铜接触线，而导电率保持在80—90％IACS，耐热性能好(经300℃、2小时软化处理后，强度仍保持在室温强度的90％以上)，成本较低，无污染，工艺不太复杂的铜合金接触线。

本发明的目的是这样实现的：应用多元少量合金化原则，在铜的基体中加入少量银和锡制成一种铜、锡、银合金。

银、锡均可固溶在铜的基体中，起到强化作用，提高铜的高温强度。

银、锡同时加入铜中，可起到复合强化作用，可以较大幅度地提高纯铜的抗拉强度、耐磨性和耐热性。

银、锡、铜均属无污染元素，不会造成公害。而且锡的价格低，仅有银的1/30，故可降低成本。

本发明的具体配方和制造工艺如下：(下述百分数均为重量百分数)

铜(Cu)：99.80％—99.95％

银(Ag)：0.02—0.08％

锡(Sn)：0.03—0.13％

银与锡用量之和在总含量中可在0.09—0.15％间调整，以适应对接触线不同导电率与强度的需求。

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

将0.03％的银和0.10％的锡加到99.87％的熔融的铜中，在隔绝空气的条件下采用连铸法铸成截面积大于500mm²的坯料后，轧制成圆杆，再经冷拉拨制成截面积为110mm²尺寸符合GB12971.2—91规格的接触线。

银和锡用量之和可在0.09—0.15％的范围内调整，可制得导电率在80—90％IACS，拉断力为42—45kN，经300℃，2小时软化处理后的拉断力不低于未经软化处理时的90％的本发明之接触线。

下表列出了采用本发明制得的一种CTHT—110型接触线和纯铜CT—110型接触线主要性能数据：

经发明人专用试验台检测CTHT110、CT110型接触线，每万受电弓架次磨损的截面积分别为0.0942、0.1390平方毫米。

本发明的接触线与纯铜接触线相比较，机械强度提高了约11％—19％，耐磨性能提高了约30％，软化处理后的强度损失小于原强度的10％。

采用本发明制造的铜、银、锡合金接触线，既保证了导电率≥80％IACS的条件，而在耐磨、耐热、抗拉等技术性能方面又明显地优于纯铜接触线，而且成本又较低。

经线路试用，本发明的接触线适于加大张力悬挂，改善了接触网的弹性从而改善了电力机车的取流条件，利于电力机车的正常运行，可取得良好的技术经济效益。

1、一种电气化铁路接触网用的铜合金接触线，其特征在于化学成分为(重量百分数)：

Cu99.80—99.95、Sn0.03—0.13、Ag0.02—0.08银、锡之和为0.09—0.15。