專利名稱：一種高強度高導電銅合金絞線的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種高強度高導電銅合金絞線的生產方法，適用于高速電氣化鉄路接觸網，作為承カ索和吊弦線使用。
背景技術：
高速鐵路受到廣泛青睞源于其本身的顯著優點:1)縮短了旅客旅行時間，產生了巨大的社會效益；2)對沿線地區經濟發展起到了推進和均衡作用；3)促進了沿線城市經濟發展和國土開發；4)沿線企業數量増加使國稅和地稅相應增加；4)節約能源和減少環境污染。隨著點津城際鐵路、武廣聞速鐵路、鄭西聞速鐵路、滬寧城際聞速鐵路、滬杭聞鐵、京滬高鐵等相繼開通運營，我國高鐵正在引領世界高鐵發展。隨著時代的發展，加快發展高速鐵路的呼聲也越來越高。聞速鐵路作為適應現代文明和社會進步的聞科技廣品，是以聞速度、大容量、低污染、安全可靠著稱的先進的交通工具。它的廣泛使用將大大降低交通運輸的社會成本，從而產生很大的社會經濟效益。進入本世紀，隨著環境問題的日益嚴峻，專家們認為，交通運輸各行業中，從單位運量的能源消耗、對環境資源的占用、對環境質量的保護、對自然環境的適應以及運營安全等方面來綜合分析，鉄路的優勢最為明顯。因此歐洲各發達國家在經歷了一段曲折的道路之后，重新審視和調整其運輸政策，把重點逐步移回鉄路，其策略中重要的一環是規劃和發展高速鉄路。人們普遍認為，發展中國高速鉄路勢在必行。高鐵將通達中國大部分地區，就可以把中國變成ー個“中國村”。迄今，高速鉄路接觸網的承力索和吊弦線使用銅鎂合金絞線，其強度雖然較高(567MPa)，但電導率很低(約為64%IACS)。它作為載流承力索和吊弦線使用不利于電流輸送造成電能浪費，并因焦耳熱而降低其使用壽命。也就是說，由于銅鎂合金絞線，載流性能差，過載能力小，熱穩定性能差，不僅造成電能浪費，而且影響了其使用。難于滿足高速電氣化鐵路對承力索和吊弦線的新要求
發明內容
:本發明提供一種載流性能好、過載能力強、熱穩定性能好的高速鉄路高強度高導電銅合金絞線的生產方法。本發明采用的技術方案是:一種高強度高導電銅合金絞線的生產方法，所述方法為:以銅為基體、其中含有質量百分分數(T0.15%的銀和0.20、.72%的鉻熱軋棒或上引桿為原料，將熱軋棒或上引桿進行固溶處理，固溶處理溫度為948 9 65° C，固溶處理時間為8(T90min，然后進行變形量為30 50%的冷軋處理，再進行時效處理，時效處理溫度為465 487°C，時效處理時間為10(Tl20min，再進行變形量40%的冷軋得到直徑6 7mm的圓棒坯，然后經3道或4道拉絲得到直徑2 3mm的單絲，再經復繞，得到絞線IX (7^19)的高強度高導電銅合金絞線。所述熱軋棒是由以銅為基體、其中含有質量百分分數(T0.15%的銀和0.20、.72%鉻的銅合金經熱軋得到的直徑為12mm的熱軋棒。其中的鉻以銅鉻中間合金方式加入。鉻以銅鉻中間合金方式加入有利于減少燒損和控制成分具體的，所述熱軋棒按以下方法制得:在熔煉爐中加入陰極銅使之全部熔化后保溫I小時，將溫度升到120(Tl350度(優選1290°C)，按照鉻在銅基體中的含量加入銅鉻中間合金，待其全部溶化后，保持30分鐘，按照銀在銅基體中的含量加入銀，再保溫30分鐘，精煉除渣后流入溫度為120(T1300度的鑄造爐中，通過牽引鋳造設備進行銅鉻銀合金的半連續鑄造，得到直徑90mm的銅鉻銀合金棒材；將得到的直徑90mm的銅鉻銀合金棒材進行熱車し開軋溫度90(T950°C (優選910°C )，終軋溫度為50(T550°C (優選510°C )，得到直徑為12mm的熱軋棒；所述熔煉爐中以烘干的冰晶石和木炭為覆蓋劑，并且熔煉過程中蓋緊熔煉爐的密封蓋子，向熔煉爐內充入惰性保護氣體；所述鑄造爐的爐底鋪上烘干片狀石墨覆蓋齊U，并且鑄造過程中蓋緊鑄造爐密封蓋子，向鋳造爐中充入惰性保護氣體。所述上引桿是由以銅為基體、其中含有質量百分分數(T0.15%的銀和0.20、.72%的鉻的銅合金經上引法得到的直徑為12mm的上引桿。其中的鉻以銅鉻中間合金方式加入。具體的，所述上引桿按以下方法制得:在熔煉爐中加入陰極銅使之全部熔化后保溫I小時，將溫度升到120(Tl350度，按照鉻在銅基體中的含量加入銅鉻中間合金，待其全部溶化后，保持30分鐘，按照銀在銅基體中的含量加入銀，再保溫3(T50分鐘，精煉除渣后流入溫度為120(T1300度的鑄造爐中，通過牽引鋳造設備進行銅鉻銀合金的上引鋳造，上引速度保持在40(T450mm/min，得到直徑12mm的銅鉻銀合金上引桿材，并進行收卷裝置成盤；所述熔煉爐中以烘干的冰晶石和木炭為覆蓋劑，并且熔煉過程中蓋緊熔煉爐的密封蓋子，向熔煉爐內充入惰性保護氣體；所述鑄造爐的爐底鋪上烘干片狀石墨覆蓋劑，并且鋳造過程中蓋緊鑄造爐密封蓋子，向鋳造爐中充入惰性保護氣體。所述惰性保護氣體通常可以是氮氣或氬氣。

本發明所述熱軋棒或上引桿中，含有銀的質量百分分數為(T0.15%，其中的0是指無限接近于0而不為0，優選含有銀的質量百分分數為0.08、.11%。本發明所述熱軋棒或上引桿中，含有鉻的質量百分分數優選為0.32、.72%，以銅鉻中間合金方式加入。本發明的在銅合金中加入特定含量的銀、鉻元素，以本發明提供的生產エ藝進行生產，所得到的高強度高導電銅合金絞線的拉伸強度可在570MPa以上，電導率在75%IACS以上，適用于高速電氣化鉄路接觸網，作為承カ索和吊弦線使用。
具體實施方式
:下面以具體實施例來對本發明做進ー步說明，但本發明的保護范圍不限于此。本發明實施例中，熱軋棒的生產エ藝為:在熔煉爐中加入陰極銅使之全部熔化后保溫I小時，將溫度升到129度，按照鉻在銅基體中的含量為0.32%加入銅鉻中間合金，待其全部溶化后，保持30分鐘，按照銀在銅基體中的含量為0.09%加入銀，再保溫30分鐘，精煉除渣后流入溫度為1240度的鑄造爐中，通過牽引鋳造設備進行銅鉻銀合金的半連續鑄造，得到直徑90_的銅鉻銀合金棒材；將得到的直徑90mm的銅鉻銀合金棒材經過15道次熱軋，得到O 12mm熱軋棒，開軋溫度910°C，終軋溫度為510°C ;所述熔煉爐中以烘干的冰晶石和木炭為覆蓋劑，并且熔煉過程中蓋緊熔煉爐的密封蓋子，向熔煉爐內充入氮氣；所述鑄造爐的爐底鋪上烘干片狀石墨覆蓋劑，并且鑄造過程中蓋緊鑄造爐密封蓋子，向鋳造爐中充入氮氣。改變銅基體中銀、鉻的含量，但制備エ藝條件不變，分別制得含銀0.09%、鉻0.72%的O 12mm熱軋棒、含銀0.10%、鉻0.52%的O 12mm熱軋棒、含銀0.10%、鉻0.61%的O 12mm熱軋棒、含銀0.10%、鉻0.63%的O 12mm熱軋棒。上引桿的制備エ藝是:在熔煉爐中加入陰極銅使之全部熔化后保溫I小時，將溫度升到1300°C，按照鉻在銅基體中的含量為0.34%加入銅鉻中間合金，待其全部溶化后，保持30分鐘，按照銀在銅基體中的含量為0.08%加入銀，再保溫50分鐘，精煉除渣后流入溫度為120(Tl300度的鑄造爐中，通過牽引鋳造設備進行銅鉻銀合金的上引鋳造，上引速度保持在400mm/min，得到直徑12_的銅鉻銀合金上引桿材，并進行收卷裝置成盤；所述熔煉爐中以烘干的冰晶石和木炭為覆蓋劑，并且熔煉過程中蓋緊熔煉爐的密封蓋子，向熔煉爐內充入氮氣；所述鑄造爐的爐底鋪上烘干片狀石墨覆蓋劑，并且鑄造過程中蓋緊鑄造爐密封蓋子，向鋳造爐中充入氮氣。改變銅基體中銀、鉻的含量，但制備エ藝條件不變，分別制得含銀0.09%、鉻0.66%的O 12mm上引桿、含銀0.11%、鉻0.54%的O 12mm上引桿、含銀0.08%、鉻0.61%的012_上引桿、含銀0.09%、鉻0.48%的O 12mm上引桿。實施例1以銅為基體，含銀0.09%、鉻0.32%的①12mm熱軋棒進行固溶處理，固溶處理規范為960° CX90min。冷軋變形量為30 50%，然后進行時效處理，時效處理的規范為470° CX120min。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經4道拉絲得到O 2.1的單絲，再經復繞， 得到絞線I X 19的絞線，拉伸強度為581MPa，電導率在75.5%IACS。實施例2以銅為基體，含銀0.09%、鉻0.72%的①12mm熱軋棒進行固溶處理，固溶處理規范為954° CX80min。冷軋變形量為30 45%，然后進行時效處理，時效處理的規范為475° CXllOmin。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經3道拉絲得到0 3.0的單絲，再經復繞，得到絞線1X7的絞線，拉伸強度為585MPa，電導率在75.3%IACS。實施例3以銅為基體，含銀0.10%、鉻0.52%的012mm熱軋棒進行固溶處理，固溶處理規范為961° CX90min。冷軋變形量為30 45%，然后進行時效處理，時效處理的規范為465° CX120min。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經3道拉絲得到0 2.5的單絲，再經復繞，得到絞線1X7的絞線，拉伸強度為581MPa，電導率在75.6%IACS。實施例4以銅為基體，含銀0.10%、鉻0.61%的012mm熱軋棒進行固溶處理，固溶處理規范為952° CX90min。冷軋變形量為30 45%，然后進行時效處理，時效處理的規范為485° CX120min。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經3道拉絲得到0 2.8的單絲，再經復繞，得到絞線I X 19的絞線，拉伸強度為578MPa，電導率在75.4%IACS。實施例5
以銅為基體，含銀0.10%、鉻0.63%的012mm熱軋棒進行固溶處理，固溶處理規范為965° CX90min。冷軋變形量為30 45%，然后進行時效處理，時效處理的規范為485° CXllOmin。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經3道拉絲得到0 3.0的單絲，再經復繞，得到絞線1X7的絞線，拉伸強度為582MPa，電導率在75.7%IACS。實施例6以銅為基體，含銀0.08%、鉻0.34%的O 12mm上引桿進行固溶處理，固溶處理規范為952° CX90min。冷軋變形量為30 50%，然后進行時效處理，時效處理的規范為470° CXllOmin。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經4道拉絲得到0 2.1的單絲，再經復繞，得到絞線1 X 19的絞線，拉伸強度為578MPa，電導率在75.4%IACS。實施例7以銅為基體，含銀0.09%、鉻0.66%的O 12mm上引桿進行固溶處理，固溶處理規范為956° CX90min。冷軋變形量為30 45%，然后進行時效處理，時效處理的規范為472° CXllOmin。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經3道拉絲得到0 3.0的單絲，再經復繞，得到絞線1X7的絞線，拉伸強度為581MPa，電導率在75.5%IACS。實施例8以銅為基體，含銀0.11%、鉻0.54%的012mm上引桿進行固溶處理，固溶處理規范為963° CX90min。冷軋變形量為30 45%，然后進行時效處理，時效處理的規范為465° CXllOmin。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經3道拉絲得到0 2.5的單絲，再經復繞，得到絞線1X7的絞線，拉伸強度為583MPa，電導率在75.1%IACS。實施例9以銅為基體，含銀0.08%、鉻0.61%的012mm上引桿進行固溶處理，固溶處理規范為951° CX90min。冷軋變形量為30 45%，然后進行時效處理，時效處理的規范為487° CX lOOmin。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經3道拉絲得到0 2.8的單絲，再經復繞，得到絞線I X 19的絞線，拉伸強度為579MPa，電導率在75.3%IACS。實施例10以銅為基體，含銀0.09%、鉻0.48%的O 12mm上引桿進行固溶處理，固溶處理規范為948° CX90min。冷軋變形量為30 45%，然后進行時效處理，時效處理的規范為480° CXllOmin。再進行變形量40%的冷軋得到06 7mm的圓棒坯，然后經3道拉絲得到0 3.0的單絲，再經復繞，得到絞線1X7的絞線，拉伸強度為575MPa，電導率在75.3%IACS。
權利要求
1.一種高強度高導電銅合金絞線的生產方法，其特征在于所述方法為:以銅為基體、其中含有質量百分分數(T0.15%的銀和0.20、.72%的鉻的熱軋棒或上引桿為原料，將熱軋棒或上引桿進行固溶處理，固溶處理溫度為948 965° C，固溶處理時間為8(T90min，然后進行變形量為30 50%的冷軋處理，再進行時效處理，時效處理溫度為465 487°C，時效處理時間為10(Tl20min，再進行變形量40%的冷軋得到直徑6 7mm的圓棒坯，然后經3道或4道拉絲得到直徑2 3mm的單絲，再經復繞，得到絞線IX (7 19)的高強度高導電銅合金絞線。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述熱軋棒是直徑為12mm的熱軋棒。
3.按權利要求2所述的方法，其特征在于所述熱軋棒按以下方法制得:在熔煉爐中加入陰極銅使之全部熔化后保溫I小時，將溫度升到120(T1350度，按照鉻在銅基體中的含量加入銅鉻中間合金，待其全部溶化后，保持30分鐘，按照銀在銅基體中的含量加入銀，再保溫30分鐘，精煉除渣后流入溫度為120(T1300度的鑄造爐中，通過牽引鋳造設備進行銅鉻銀合金的半連續鑄造，得到直徑90mm的銅鉻銀合金棒材；將得到的直徑90mm的銅鉻銀合金棒材進行熱軋，開軋溫度90(T95(TC，終軋溫度為50(T55(TC，得到直徑為12mm的熱軋棒；所述熔煉爐中以烘干的冰晶石和木炭為覆蓋劑，并且熔煉過程中蓋緊熔煉爐的密封蓋子，向熔煉爐內充入惰性保護氣體；所述鑄造爐的爐底鋪上烘干片狀石墨覆蓋劑，并且鑄造過程中蓋緊鑄造爐密封蓋子，向鋳造爐中充入惰性保護氣體。
4.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述上引桿是直徑為12mm的上引桿。
5.按權利要求4所述的方法，其特征在于所述上引桿按以下方法制得:在熔煉爐中加入陰極銅使之全部熔化后保溫1小時，將溫度升到120(T1350度，按照鉻在銅基體中的含量加入銅鉻中間合金，待其全部溶化后，保持30分鐘，按照銀在銅基體中的含量加入銀，再保溫3(T50分鐘，精煉除渣后流入溫度為12001300度的鑄造爐中，通過牽引鋳造設備進行銅鉻銀合金的上引鑄造，上引 速度保持在40(T450mm/min，得到直徑12mm的銅鉻銀合金上引桿材，并進行收卷裝置成盤；所述熔煉爐中以烘干的冰晶石和木炭為覆蓋劑，并且熔煉過程中蓋緊熔煉爐的密封蓋子，向熔煉爐內充入惰性保護氣體；所述鑄造爐的爐底鋪上烘干片狀石墨覆蓋劑，并且鑄造過程中蓋緊鑄造爐密封蓋子，向鋳造爐中充入惰性保護氣體。
6.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述熱軋棒或上引桿中，含有銀的質量百分分數為 0.08^0.11%。
7.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述熱軋棒或上引桿中，含有鉻的質量百分分數為 0.32、.72%。
全文摘要
本發明公開一種高強度高導電銅合金絞線的生產方法。該銅合金絞線成分是以銅為主，向其中加入總重量百分比0~0.15%的銀和0.20~0.72%的鉻，并且鉻以銅鉻中間合金方式加入，有利于減少燒損和控制成分。熔煉爐內充入保護氣體，形成氣體保護環境，有利于提高材料的質量；制備方法是將大截面的銅合金經熱軋成桿材或者上引桿進行加工。具體的加工工藝為，桿材-固溶-冷軋-時效-冷軋-拉絲-復繞-絞線。在所給成分范圍內，按照上述加工工藝能夠獲得強度和導電率均高的高速鐵路用銅合金絞線。所生產的高強度高導電銅合金絞線的強度在570MPa以上，電導率在75%IACS以上。
文檔編號C22F1/08GK103088228SQ20121037688
公開日2013年5月8日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者鄭茂盛, 甘泳泉 申請人:浙江天河銅業股份有限公司, 西北大學