CN113798430B - 基于共挤压的钢铝导电轨的制备方法及导电轨 - Google Patents

基于共挤压的钢铝导电轨的制备方法及导电轨 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，包括：在铝合金锭坯上包覆保护箔后加热，将钢锭坯加热；并将加热后的两者装载至挤压筒，墩粗使得铝合金锭坯外侧形成包层，挤压，矫直，人工时效，即得到钢铝导电轨成品；其中，保护箔主要由以下质量百分比的成分组成：Cu 19～20.5％，Si4～5％，Ni 2～3％，Sc 0.1～0.2％，余量为Al。相应的，本发明还公开了一种导电轨。实施本发明，可提升钢铝连接界面的质量，提升导电轨的导电性、耐蚀性。且本发明的制备方法可适用于大规格导电轨的生产。

Description

基于共挤压的钢铝导电轨的制备方法及导电轨
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高脆性铝合金的挤压方法及高脆性铝合金挤压件。
背景技术
传统的导电轨一般采用低碳钢材料制成，但其导电性较差，难以满足快速轨道交通的使用需求。因此，钢铝导电轨应运而生，钢铝复合导电轨由铝合金和不锈钢覆层形成，其具有导电性好、重量轻、成本低等优点。因此，被广泛的应用在轨道交通中。
目前，钢铝复合导电轨最成熟的连接方式是机械接合，即通过铆钉、螺钉、夹具或者咬合的方式将两者连接。但这种连接方式接合界面质量差，层间接触电阻比较大，容易造成结合面被腐蚀，缩短其使用寿命。另一种较为新颖的方式是采用冶金结合，即采用铸造、共挤压等工艺进行连接，但这种方法容易形成FeAl中间化合物，降低导电性；同时由于不锈钢与铝合金的导热性差异较大，在结合界面会产生较大的热应力，也会降低导电轨的使用寿命。还有一种方法是在钢铝之间引入中间层，以提升导电性，但这种方法难以用以生产大规格的导电轨，且其性能大幅受限于中间层的质量。
另一方面，现有的导电轨用铝型材一般是6101合金，其导电性可达到51％IACS，抗拉强度可达到200MPa。但由于磁悬浮列车等新型交通方式对于导电性提出了更高的需求，导致6101合金难以满足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于共挤压的钢铝导电轨的制备方法，其制备得到的导电轨的钢铝之间结合紧密，导电性强，且可用以生产大规格导电轨。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种导电轨。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，其包括：
(1)提供或制备铝合金锭坯、保护箔；
(2)在所述铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热固定；
(3)将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至450～520℃；
(4)将钢锭坯加热至650～750℃；
(5)将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；
(6)将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
(7)将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
(8)将所述钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
(9)将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理，即得到钢铝导电轨成品；
其中，所述保护箔主要由以下质量百分比的成分组成：
Cu 19～20.5％，Si 4～5％，Ni 2～3％，Sc 0.1～0.2％，余量为Al。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金锭坯的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料备用；
(2)将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
(3)将所述铝铸棒进行均质处理，即得铝合金锭坯；
其中，所述铝合金锭坯主要由以下质量百分比的成分组成：
Si 0.32～0.38％，Mg 0.45～0.55％，Fe 0.1～0.45％，Cu 0.05～0.15％，Mn0.001～0.01％，Cr 0.001～0.005％，Zn 0.001～0.03％，Ti 0.005～0.01％，B 0.005～0.02％，余量为Al和不可避免的杂质；其中，所述不可避免杂质的含量≤0.1wt％。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金锭坯中，Mg：Si＝1.3～1.5；
Ti、Mn、Cr的总含量≤0.02％。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金锭坯的制备方法中，均质温度为510～540℃，均质时间为12～18h。
作为上述技术方案的改进，所述保护箔的制备方法为：
(1)按照比例准备各种原料，并熔炼得到熔体；
(2)将所述熔体铸轧为坯料；
(3)将所述坯料轧制为保护箔。
作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，加热温度为320～350℃，所述保护箔的厚度为0.05～0.3mm。
作为上述技术方案的改进，所述钢锭坯的材质为X5CrNi18或X2CrNi12。
作为上述技术方案的改进，步骤(9)中，时效温度为170～180℃，时效时间为5.5～6.5h。
作为上述技术方案的改进，所述铝合金锭坯、钢锭坯为圆柱状，所述铝合金锭坯的直径＜所述钢锭坯的直径；所述铝合金锭坯的长度＞所述钢锭坯的长度。
相应的，本发明还公开了一种导电轨，其由上述的基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法制备而得。
实施本发明，具有如下有益效果：
1.本发明的基于共挤压工艺的钢铝导电轨制备方法，在铝合金锭坯表面包覆了保护箔；并在挤压之前，在铝合金锭坯之前放置钢锭坯，通过墩粗工艺在铝合金锭坯表面形成包层，再共挤压成型。这种制备方法提升了钢铝连接界面的质量，提升了导电性，提升了界面的耐蚀性。同时，也可适用于大规格导电轨的生产。
2.本发明中的保护箔采用Al-Si-Cu-Ni-Sc合金，其可与铝合金、钢均形成冶金结合，提升铝合金、钢的连接质量。
4.本发明降低了铝合金锭坯中各强化元素的含量，减少了晶格畸变、强化相散射等对电子传导的影响，从而有效提升了铝合金锭坯的导电率。
5.本发明通过控制铝合金锭坯中Ti、Mn、Cr的总含量，增大了铝合金锭坯中各种强化相的粒径，降低了其对电子的散射作用，从而提升了铝合金锭坯的导电率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式对本发明作进一步地详细描述。
本发明公开了一种基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，其包括以下步骤：
S1：提供或制备铝合金锭坯、保护箔；
具体的，铝合金锭坯可为6063材质或6101材质，但不限于此。优选的，铝合金锭坯的制备方法为：
S111：按照比例准备各种原料备用；
其中，以重量百分比计的原料配方如下：
Si 0.32～0.38％，Mg 0.45～0.55％，Fe 0.1～0.45％，Cu 0.05～0.15％，Mn0.001～0.01％，Cr 0.001～0.005％，Zn 0.001～0.03％，Ti 0.005～0.01％，B 0.005～0.02％，余量为Al和不可避免的杂质；其中，所述不可避免杂质的含量≤0.1wt％；
其中，原料可包括：铝锭、铝镁合金、高纯硅、铝铜合金、铝铬合金等，但不限于此。
S112：将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
具体的，将各种原料在将各种原料在740～760℃熔化，精炼3～4次，扒渣，搅拌均化，静置后铸造得到铝铸棒。
S113：将铝铸棒进行均质处理，即得铝合金锭坯成品；
其中，均质温度为500～530℃，均质时间为12～18h。当均质温度逐渐提高时，铝合金锭坯中的各种合金元素的固溶度提高，铝合金锭坯的硬度、力学性能等逐渐提升，但导电性能降低；当均质温度突破一定界限时，随着均质温度的升高，强化相的微观颗粒尺寸反而增大，会导致力学性能下降，但导热性能恢复。为此，在本发明中控制均质温度为500～530℃，在此范围内可较好的实现导热性能、力学性能的平衡。示例性的，均质温度为508℃、512℃、520℃或525℃，但不限于此。
均质时间为12～18h，随着均质时间延长，铝合金锭坯中的各元素固溶程度均提高。尤其是Cu会与Al、Fe形成Al13Cu4Fe3相，有效降低Fe相带来的对导电率的不利影响，保证铝合金具有较高的导电率，且具有相对合理的热膨胀系数。
其中，保护箔主要由以下质量百分比的成分组成：
Cu 19～20.5％，Si 4～5％，Ni 2～3％，Sc 0.1～0.2％，余量为Al。该组成的保护箔导电性良好，能有效扩散进入铝合金锭坯和钢锭坯中，形成牢固的结合界面，防止腐蚀。同时，该组成的保护箔材料熔点较低，方便加工。
在保护箔中，Cu的含量为19～20.5wt％，示例性的为19.2wt％、19.5wt％、19.8wt％或20.2wt％，但不限于此。
在保护箔中，Si可增强塑性，为形成铝合金箔提供基础。Si的含量为4～5wt％，示例性的为4.2wt％、4.5wt％或4.9wt％，但不限于此。
在保护箔中，Ni可有效提升界面的耐蚀性。具体的，Ni的含量为2～3wt％，示例性的为4.2wt％、4.5wt％或4.9wt％，但不限于此。
在保护箔中，Sc可增强塑性和耐蚀性能。具体的，Sc的含量为0.1～0.2wt％，示例性的为0.11wt％、0.13wt％、0.16wt％或0.18wt％，但不限于此。
具体的，保护箔的制备方法为：
S121：按照比例准备各种原料，并熔炼得到熔体；
具体的，熔炼温度为650～750℃；所采用的原料包括但不限于铝锭、硅锭、铝镍合金、铝钪合金、铝铜合金。
S122：将所述熔体铸轧为坯料；
具体的，将熔体通入铸轧机，铸轧成坯料；
S123：将坯料轧制成铝合金箔；
具体的，通过热轧工艺将坯料轧制成保护箔。
S2：在铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热固定
具体的，将保护箔加热至320～350℃，此温度时箔呈浆状，可与铝合金锭坯形成良好的冶金结合。
S3：将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至450～520℃；
将铝合金锭坯加热，一者可赋予铝合金锭坯塑性，以便于后续挤压；二者可进一步加强保护箔与铝合金锭坯之间的连接稳固性。
具体的，加热温度为450～520℃，示例性的为450℃、460℃、475℃、490℃、510℃或515℃，但不限于此。
S4：将钢锭坯加热至650～750℃；
其中，钢锭坯的材质为X5CrNi18、X2CrNi12，但不限于此。通过将钢锭坯加热，可赋予其一定的流动性，以使得其在墩粗过程中流向铝合金锭坯表面，形成包层。
具体的，加热温度为650～750℃，示例性的为660℃、680℃、700℃或720℃，但不限于此。
S5：将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；
其中，铝合金锭坯、钢锭坯均为圆柱状，且铝合金锭坯的直径＜钢锭坯的直径；铝合金锭坯的长度＞钢锭坯的长度。通过以上控制，可使得钢锭坯对铝合金锭坯形成包层。
具体的，钢锭坯直径-铝合金锭坯直径＝2～5mm，铝合金锭坯长度-钢锭坯长度＝0.5～4m。
S6：将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
在墩粗过程中，钢锭坯流向铝合金锭坯，形成包层。
S7：将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
具体的，挤压模具的温度为500～520℃，挤压筒温度为490～500℃，待挤压坯体的温度为510～530℃，挤压速度为2～4m/min。
通过挤压得到的钢铝导电轨粗坯包括由铝合金锭坯形成的铝合金本体，由保护箔形成的中间层和由钢锭坯形成的耐磨覆层；通过挤压，三者之间形成了良好的冶金结合，且耐磨覆层均匀的分布在铝合金本体的表面。
S8：将钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
具体的，矫直量为1～2％，示例性的为1.2％、1.4％、1.6％或1.9％，但不限于此。
S9：将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理，即得到钢铝导电轨成品；
其中，时效温度为170～180℃，示例性的为171℃、174℃、176℃或178℃，但不限于此。时效时间为5.5～6.5h，示例性的为5.6h、6h或6.2h，但不限于此。
相应的，本发明还公开了一种导电轨，其采用上述的基于共挤压工艺的钢铝导电轨制备方法制备而得。
下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其包括以下步骤：
(1)提供铝合金锭坯、保护箔；
其中，铝合金锭坯为6101材质，保护箔的配方为：
Cu 19％，Si 5％，Ni 3％，Sc0.1％，余量为Al。
(2)在所述铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热至340℃固定；
(3)将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至450℃；
(4)将钢锭坯(X5CrNi18)加热至700℃；
(5)将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；
(6)将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
(7)将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
(8)将所述钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
(9)将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理(170℃×6.5h)，即得到钢铝导电轨成品；
实施例2
本实施例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其包括以下步骤：
(1)制备铝合金锭坯、保护箔；
其中，铝合金锭坯的配方为：
Si 0.32％，Mg 0.55％，Fe 0.15％，Cu 0.06％，Mn 0.006％，Cr 0.005％，Zn0.001％，Ti 0.01％，B 0.005％，杂质0.06％，余量为Al。
其中，铝合金锭坯的制备方法为：
A、按照比例准备各种原料备用；
B、将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
C、将铝铸棒进行均质处理，即得。
其中，均质温度为530℃，时间为12h；
其中，保护箔的配方为：
Cu 20％，Si 4.5％，Ni 2.2％，Sc0.15％，余量为Al。
保护箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
(2)在所述铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热至320℃固定；
(3)将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至500℃；
(4)将钢锭坯(X5CrNi18)加热至680℃；
(5)将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；
(6)将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
(7)将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
(8)将所述钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
矫直量为1.2％；
(9)将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理(170℃×6.5h)，即得到钢铝导电轨成品。
实施例3
本实施例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其包括以下步骤：
(1)制备铝合金锭坯、保护箔；
其中，铝合金锭坯的配方为：
Si 0.38％，Mg 0.45％，Fe 0.32％，Cu 0.11％，Mn 0.002％，Cr 0.003％，Zn0.004％，Ti 0.009％，B 0.01％，杂质0.08％，余量为Al。
其中，铝合金锭坯的制备方法为：
A、按照比例准备各种原料备用；
B、将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
C、将铝铸棒进行均质处理，即得。
其中，均质温度为520℃，时间为14h；
其中，保护箔的配方为：
Cu 20％，Si 4.5％，Ni 2.2％，Sc0.15％，余量为Al。
保护箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
(2)在所述铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热至320℃固定；
(3)将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至510℃；
(4)将钢锭坯(X5CrNi18)加热至690℃；
(5)将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；
(6)将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
(7)将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
(8)将所述钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
矫直量为1.5％；
(9)将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理(180℃×5.5h)，即得到钢铝导电轨成品。
实施例4
本实施例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其包括以下步骤：
(1)制备铝合金锭坯、保护箔；
其中，铝合金锭坯的配方为：
Si 0.34％，Mg 0.48％，Fe 0.24％，Cu 0.08％，Mn 0.004％，Cr 0.002％，Zn0.01％，Ti 0.008％，B 0.015％，杂质0.01％，余量为Al。
其中，铝合金锭坯的制备方法为：
A、按照比例准备各种原料备用；
B、将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
C、将铝铸棒进行均质处理，即得。
其中，均质温度为510℃，时间为18h；
其中，保护箔的配方为：
Cu 19.7％，Si 4.8％，Ni 2.4％，Sc 0.12％，余量为Al。
保护箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
(2)在所述铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热至330℃固定；
(3)将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至480℃；
(4)将钢锭坯(X5CrNi18)加热至680℃；
(5)将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；
(6)将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
(7)将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
(8)将所述钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
矫直量为1.3％；
(9)将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理(175℃×6h)，即得到钢铝导电轨成品。
实施例5
本实施例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其包括以下步骤：
(1)制备铝合金锭坯、保护箔；
其中，铝合金锭坯的配方为：
Si 0.33％，Mg 0.46％，Fe 0.42％，Cu 0.13％，Mn 0.005％，Cr 0.004％，Zn0.01％，Ti 0.009％，B 0.011％，杂质0.08％，余量为Al。
其中，铝合金锭坯的制备方法为：
A、按照比例准备各种原料备用；
B、将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
C、将铝铸棒进行均质处理，即得。
其中，均质温度为520℃，时间为13h；
其中，保护箔的配方为：
Cu 19.4％，Si 4.8％，Ni 2.6％，Sc 0.14％，余量为Al。
保护箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
(2)在所述铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热至310℃固定；
(3)将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至505℃；
(4)将钢锭坯(X5CrNi18)加热至710℃；
(5)将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；
(6)将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
(7)将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
(8)将所述钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
矫直量为1.3％；
(9)将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理(175℃×6.5h)，即得到钢铝导电轨成品。
实施例6
本实施例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其包括以下步骤：
(1)制备铝合金锭坯、保护箔；
其中，铝合金锭坯的配方为：
Si 0.33％，Mg 0.46％，Fe 0.42％，Cu 0.13％，Mn 0.005％，Cr 0.004％，Zn0.01％，Ti 0.009％，B 0.011％，杂质0.08％，余量为Al。
其中，铝合金锭坯的制备方法为：
A、按照比例准备各种原料备用；
B、将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
C、将铝铸棒进行均质处理，即得。
其中，均质温度为520℃，时间为16h；
其中，保护箔的配方为：
Cu 19.4％，Si 4.8％，Ni 2.6％，Sc 0.14％，余量为Al。
保护箔的制备方法为：将各种原料经熔炼、铸轧、轧制后得到。
(2)在所述铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热至310℃固定；
(3)将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至505℃；
(4)将钢锭坯(X5CrNi18)加热至710℃；
(5)将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；
(6)将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
(7)将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
(8)将所述钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
矫直量为1.3％；
(9)将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理(175℃×6h)，即得到钢铝导电轨成品。
对比例1
本对比例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其包括：
(1)选用6101铝合金，经挤压、人工时效后得到铝合金本体；
(2)选用X5CrNi18钢材，轧制成不锈钢板；
(3)将铝合金本体和不锈钢板焊接，即得。
其不设有结合层，耐磨覆层与铝合金本体直接焊接。
对比例2
本对比例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其包括：
(1)选用6101铝合金，经挤压、人工时效后得到铝合金本体；
(2)选用X5CrNi18钢材，轧制成不锈钢板；
(3)将铝合金本体、不锈钢的薄层加热至液态，然后压制连接。
对比例3
本对比例提供一种钢铝导电轨的制备方法，其与实施例1的区别在于，在铝合金锭坯表面不包裹保护箔。实验过程发现难以挤压，挤压成品率很低。
将实施例1～6、对比例1～3的钢铝导电轨做测试(参CJ/T414)，具体结果如下表：
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，其特征在于，包括：
（1）提供或制备铝合金锭坯、保护箔；
（2）在所述铝合金锭坯上包覆保护箔，并加热固定；
（3）将包覆保护箔的铝合金锭坯加热至450~520℃；
（4）将钢锭坯加热至650~750℃；
（5）将加热后的铝合金锭坯、钢锭坯装载至挤压筒，并将钢锭坯装载至挤压筒前端，将铝合金锭坯装载于挤压筒后端；所述铝合金锭坯、钢锭坯为圆柱状，所述铝合金锭坯的直径＜所述钢锭坯的直径；所述铝合金锭坯的长度＞所述钢锭坯的长度；（6）将铝合金锭坯和钢锭坯进行墩粗，以在所述铝合金锭坯外侧形成包层，得到待挤压坯体；
（7）将所述待挤压坯体挤压成型，得到钢铝导电轨粗坯；
（8）将所述钢铝导电轨粗坯进行矫直处理；
（9）将矫直后的钢铝导电轨粗坯进行时效处理，即得到钢铝导电轨成品；
其中，所述保护箔主要由以下质量百分比的成分组成：
Cu 19~20.5%，Si 4~5%，Ni 2~3%，Sc 0.1~0.2%，余量为Al；
所述铝合金锭坯的制备方法为：
（i）按照比例准备各种原料备用；
（ii）将各种原料混合熔铸后得到铝铸棒；
（iii）将所述铝铸棒进行均质处理，即得铝合金锭坯；
其中，所述铝合金锭坯主要由以下质量百分比的成分组成：
Si 0.32~0.38%，Mg 0.45~0.55%，Fe 0.1~0.45%，Cu 0.05~0.15%，Mn 0.001~0.01%，Cr0.001~0.005%，Zn 0.001~0.03%，Ti 0.005~0.01%，B 0.005~0.02%，余量为Al和不可避免的杂质；其中，所述不可避免杂质的含量≤0.1wt%；所述铝合金锭坯中，Mg：Si=1.3~1.5；Ti、Mn、Cr的总含量≤0.02%。
2.如权利要求1所述的基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，其特征在于，所述铝合金锭坯的制备方法中，均质温度为510~540℃，均质时间为12~18h。
3.如权利要求1所述的基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，其特征在于，所述保护箔的制备方法为：
（1）按照比例准备各种原料，并熔炼得到熔体；
（2）将所述熔体铸轧为坯料；
（3）将所述坯料轧制为保护箔。
4.如权利要求1所述的基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，加热温度为320~350℃，所述保护箔的厚度为0.05~0.3mm。
5.如权利要求1所述的基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，其特征在于，所述钢锭坯的材质为X5CrNi18或X2CrNi12。
6.如权利要求1所述的基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法，其特征在于，步骤（9）中，时效温度为170~180℃，时效时间为5.5~6.5h。
7.一种导电轨，其特征在于，其由如权利要求1~6任一项所述的基于共挤压工艺的钢铝导电轨的制备方法制备而得。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112247044A (zh) * 2020-09-11 2021-01-22 郑州机械研究所有限公司 一种双金属齿轮冷精密成形制造工艺
CN113755728A (zh) * 2021-08-11 2021-12-07 广东华昌集团有限公司 一种钢铝复合导电轨及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3543831A1 (de) * 1985-12-12 1987-07-02 Aluminium Walzwerke Singen Verbundprofil, insbesondere verbundstromschiene
EP0380445B1 (de) * 1989-01-23 1994-05-04 Alusuisse-Lonza Services Ag Verbundstromschiene aus Aluminium und Stahl, insbesondere Hochleistungs-Bahnstromschiene
GB2259894B (en) * 1991-09-28 1995-05-17 Brecknell Willis & Co Ltd Conductor rails
EP2003219B1 (en) * 2006-03-31 2014-02-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Aluminum alloy forging member and process for producing the same
CN101408274A (zh) * 2007-10-08 2009-04-15 王广武 三层共挤铝塑复合型材
CN101229572B (zh) * 2008-02-26 2010-12-29 中铁宝桥股份有限公司 重载铁路用尖轨跟端成型的工艺
CN101805837B (zh) * 2010-04-27 2012-02-01 辽宁忠旺集团有限公司 轨道交通导电轨用铝合金型材的制造方法
US20130140173A1 (en) * 2011-06-10 2013-06-06 Séverin Stéphane Gérard Tierce Rotary sputter target assembly
CN103057437B (zh) * 2011-10-20 2015-05-20 台州学院 一种制备地铁复合接触轨的装置与方法
JP5901738B2 (ja) * 2014-03-27 2016-04-13 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金鍛造材およびその製造方法
US10132267B2 (en) * 2015-12-17 2018-11-20 Ford Global Technologies, Llc Coated bore aluminum cylinder liner for aluminum cast blocks
CN206106993U (zh) * 2016-07-27 2017-04-19 李雷 一种热复合的钢铝复合导电轨
CN106670249B (zh) * 2017-01-03 2018-08-28 中国兵器科学研究院宁波分院 带法兰凸缘轮辋挤扩成形方法
CN107613048A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 广东长盈精密技术有限公司 手机中框及其制造方法
CN109207811B (zh) * 2018-11-21 2020-12-22 重庆铝王铝业有限公司 一种铝合金型材的制备方法及其应用
CN109762266A (zh) * 2018-12-20 2019-05-17 安徽坤和电气有限公司 一种金属塑钢桥架多层共挤成型的方法
CN110125408B (zh) * 2019-05-31 2021-09-17 河冶科技股份有限公司 高合金工模具钢空心管坯制备方法
CN110434187B (zh) * 2019-06-19 2020-08-07 广东坚美铝型材厂（集团）有限公司 一种高脆性铝合金的挤压方法及高脆性铝合金挤压件
CN110961867B (zh) * 2019-11-28 2021-02-09 天津忠旺铝业有限公司 一种钎焊用铝合金三层复合材的制备方法
CN111230513B (zh) * 2020-02-04 2021-04-06 太原理工大学 界面空间冶金结合的铝合金-铝-钢过渡接头制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112247044A (zh) * 2020-09-11 2021-01-22 郑州机械研究所有限公司 一种双金属齿轮冷精密成形制造工艺
CN113755728A (zh) * 2021-08-11 2021-12-07 广东华昌集团有限公司 一种钢铝复合导电轨及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
6063铝合金轨道交通型材电导率与力学性能工艺研究;王呈刚等;铝加工(第3期);53-58 *
快速凝固Al-Si-Cu合金钎料的组织和熔点研究;冯华;轻合金加工技术;第37卷(第2期);14-17 *
硼化处理对6101铝合金挤压型材导电性能的影响;周伟等;轻合金加工技术;第48卷(第4期);42-46 *
钢铝复合导电轨制造技术的探讨;杨连发;中国铁道科学;第25卷(第6期);103-108 *

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