专利名称：电气化高速铁路用线夹及垫块的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及铜异型材的加工エ艺，具体指电气化高速鉄路反馈线夹、电连接线夹及垫块用异型材的生产エ艺。
背景技术：
进入ニ i^ 一世纪以来，随着我国国民经济的高速发展，高速鉄路也相应地得到了飞速的发展，但大部分技术 直至零部件完全由国外引迸。其中应用鉄路承力索铜铰线的电连接的线夹，引进并采用日本或德国的技术，同时采用他们的零件，但价格昂贵。为了满足市场的需要，便于国外技术国内消化吸收，形成自己的知识产权，降低使用成本，尝试用机械加工的方法生产，但反馈线夹、电连接线夹及垫块(如图I至图7所示)不仅结构形状复杂，而且对于其内部质量、尺寸精度、特别内表面质量要求较高，采用常规的机械加工方法无法生产；现一般采用线切割切出形状后用机械加工出产品，为单件生产，形不成大規模生产，成品率低，仅为34%左右，而且加工周期长，成本也高。
发明内容
本发明提供一种电气化高速铁路用线夹及垫块的生产エ艺，除形成连续大規模的生产、降低成本外，完全达到并满足该产品的设计要求和使用要求。为此，采用如下技术方案一种电气化高速铁路用线夹及垫块的生产エ艺，该エ艺流程为熔炼、半连续铸造一锯切铸锭一检查一感应加热铸锭一热挤压一检查一酸洗一清洗一做头一拉伸一检查一精整一锯切一钻孔一铰孔一倒角一保护性气体退火一清洗一检查一包装；其中
所述的熔炼、半连续铸造エ序中，采用优质的电解铜作为原料熔铸出铸锭备用；在熔铸时采用木碳覆盖保温脱氧及加入磷做脱氧剂，木炭使用前在600 800°C煅烧炉中烘烤4 5小时；
所述的热挤压エ序中，采用连续的热挤压模具将所述铸锭挤压成拉伸坯料，热挤压各參数确定如下
a、铸锭的挤压温度为800 850°C，各界面采用相同的挤压比20 35;采用高的挤压力；采用较低的挤压速度，金属流动速度0. 5 0. 8米/秒；
b、采用脱皮挤压，脱皮厚度1.I I. 5mm
C、挤压时保留一定厚度的压余，挤压时采用正向、平模挤压，所留压余厚度为30 35毫米；
d、清理挤压筒，每挤压一次，将内衬中的铜皮和氧化物清理干净；
所述的拉伸エ序中，采用连续的拉伸模具将所述拉伸坯料拉伸成成品条材；拉伸各參数确定如下拉伸的道次加工率为10% 20%，一次拉伸成品，采用粘性较大的菜籽油作为润滑剤，拉伸速度为I 0米 20米/分钟；
所述的保护性气体退火エ序中，采用氨分解保护性气氛退火，退火温度550 600 °C，保温时间5小时；随炉冷却。本发明通过熔铸、加热挤压、拉 伸提供条材、锯切定尺、保护性气体退火，加工简单，容易实现大批量的规模生产，大幅提高生产效率。且相比较用线切割エ艺加工生产的产品成品率高、加工周期短、成本低。采用本发明加工的反馈线夹、电连接线夹及垫块完全满足其设定的技术要求使用于横截面积为70平方毫米的承力索与横截面积为95平方毫米的电连接线的电连接；压接后承カ索线夹与电连接线的滑动荷重不小于4千牛顿；压接后线夹电阻不大于同等长度被连接导线的电阻。线夹与导线连接处温升不大于被连接导线的温升。电气性能20°C导电率>98%。过负荷电热循环试验后的电阻值不大于同等长度索电阻值。线夹的载流量不小于被连接导线的载流量。产品的状态介于半硬与软状态之间的状态。所以，本发明产品完全可替代进ロ的或国内线切割加工的反馈线夹、电连接线夹及垫块。
图I-图7为本发明可加工的各种异型材的结构示意 图8为本发明热挤压模具的剖面结构示意 图9为本发明拉伸模具的剖面结构示意图。
具体实施例方式下述实施例以电连接线夹的制造方法为例。I、一种电气化高速铁路用线夹及垫块的生产エ艺，该エ艺流程为熔炼、半连续铸造一锯切铸锭一检查一感应加热铸锭一热挤压一检查一酸洗一清洗一做头一拉伸一检查—精整一锯切一钻孔一铰孔一倒角一保护性气体退火一清洗一检查一包装；其中
所述的熔炼、半连续铸造エ序中，采用符合GB/5231T — 2001规定的优质电解铜作为原料，以保证产品的化学成分，半连续铸造法铸出铸锭备用；在熔铸过程中，由于紫铜(T2)高温下易出现氧化、吸气；熔铸时用木炭做覆盖剂，木炭使用前必须仔细挑选杂物后，在600 800°C煅烧炉中烘烤4 5小时；以除去有害气体。木炭兼有脱氧、保温作用。用磷做脱氧剂，来控制铸锭中的氧含量。由于铋、铈、硫、磷、氧等有害杂质含量高时，会导致铸锭产生裂纹，因此旧料使用不超过5%，同时严防混料。熔铸设备的选择采用电动搅拌，易密封覆盖的I. 5吨エ频芯感应炉熔炼，采用立式半连续铸造生产铸锭。铸造温度1160 1180°C ;铸造速度10 12米/小时；冷却水压カ0. I 0. 15MP。半连续铸造出C 145的铸锭坯。在锯床锯切C 145X150铸锭，检查没有气孔夹渣等缺陷的合格铸锭转入热挤压。所述的热挤压エ序中，采用与所述反馈线夹、电连接线夹及垫块形状相适配的连续热挤压模具将所述铸锭挤压成拉伸坯料，热挤压各參数确定如下
a、铸锭的挤压温度为800 850°C，各界面采用相同的挤压比20 30 ;及高的挤压カ；采用较低的挤压速度，金属流动速度0. 5 0. 8米/秒；铸锭采用快速加热，避免铸锭慢速加热在高温停留时间长而使晶粒粗大，氧化严重。具体为将0 145X150的铸锭装入エ频感应炉加热到800 850°C ;采用UBE880ST浮动式油挤压机挤压；挤压时要对挤压工具预热及润滑，预热温度为300 350°C。将预热的挤压模具安装到挤压设备中加热好的铸锭送入挤压筒中挤压，挤压出产品。參照图8，所述连续热挤压模具的剖面结构为所述热挤压模具的模芯I为单锥整体式，其内腔结构从入料ロ到出料ロ依次为入口区2、定径区3、锥角过渡区4和出口区5 ;所述定径区3向所述模芯I的前端面锥度扩大形成所述入口区2，而该定径区3和出口区5之间由锥角过渡区4扩大过渡；所述入口区2、定径区3、锥角过渡区4和出口区5的横截面形状均和所述电气化高速鉄路反馈线夹、电连接线夹及垫块用异型材的形状相一致且所述定径区3的截面形状尺寸比所述异型材的形状尺寸均匀放大；单边放大0. 3,0. 4,0. 5,0. 6、
0.7或0. 8毫米。 所述模芯I的入口区2的长度为8、9、10、11、12、13、14或15毫米，定径区3的长度为4、5或6毫米；所述模芯I的入口区2和锥角过渡区4的锥度均为35° 45°，使得出口区的截面形状大小比定径区的截面形状均匀大出2 4毫米；
所述模具I的入口区2、定径区3、锥角过渡区4和出口区5相互之间由圆角R2圆滑过渡；所述入口区2前部和所述模芯I的前端面圆角R5圆滑过渡；所述出口区5后部和所述模具I的后端面圆角RlO圆滑过渡。所述模芯I的入口区2和定径区3的表面粗糙度为镜面。b、采用脱皮挤压，由于热挤压时，铸锭加热到高温时表面氧化严重，形成一定厚度的氧化皮，这些缺陷在挤压时沿死区流动进入挤压产品中，产生裂纹、起皮、皮下缩尾、夹灰等缺陷。再者电连接线夹的结构形状复杂，表面要求精度较高，不能用拉伸扒皮，去除表面缺陷；为保证质量，采用脱皮挤压，脱皮厚度为I. I I. 5mm，且脱皮要完整。此外，脱皮挤压，金属表面与挤压筒内壁之间无相对滑动，提高了挤压筒内衬的使用寿命。C、热挤压时保留一定厚度的压余，挤压时采用正向、平模挤压，挤压时挤压筒内壁与金属之间存在着剧烈的摩擦，导致金属变形不均匀，挤压筒中的铜皮和氧化物等通常流动滞后，部分被带入挤压末期。同时，在靠近模具端面有一小部分金属几乎不流动，成为死区金属，这部分死区金属在挤压末期也会參与流动。因此，为克服上述死区金属和铜皮氧化物等在挤压末期流到挤压产品当中去，应该留有一定厚度的压余，所留压余厚度为30 35毫米。d、清理挤压筒，保证エ艺卫生挤压时难免要产生ー些铜皮和氧化物，为了避免挤压筒中的铜皮、氧化物和油污脏物等卷入挤压产品中形成起皮、皮下缩尾、夹灰等，挤压前要清理挤压筒。一般用检查垫片清理挤压后的铜皮；用抹布等清理油污、脏物以及氧化物。通过此处理，避免缺陷在挤压时卷入到成品中，而消除或減少起皮、皮下缩尾、夹灰等缺陷的产生。对挤压所得拉伸坯料进行检查，根据要求，合格的转入酸洗エ序。所述的酸洗エ序为挤压后，在产品的表面形成了一定厚度的金属氧化物(CuO，Cu2O),不利于拉伸，影响产品的质量。所以，在拉伸前一定要硫酸洗。而成品退火后，产品表面也形成了一定厚度的金属氧化物(CuO, Cu2O)不仅影响产品表面质量,而且影响零件的导电率,所以成品退火后，也必须硫酸洗。酸洗エ艺參数15%的硫酸，酸洗30分钟。酸洗后的产品，在热水中将产品表面的残酸冲洗干净。做头，并将加工好的拉伸模具装入5吨拉伸机的模套中，砸紧模具，将做好头的挤压产品放入与所述反馈线夹、电连接线夹及垫块形状相适配的连续拉伸模具中拉伸成成品条材；连续拉伸エ艺保证了产品的质量、表面粗糙度、尺寸公差。拉伸的道次加工率为10% 20%。一次拉伸成品。采用粘性较大的菜籽油作为润滑剂，使拉伸过称润滑充分。拉伸速度为I 0米 20米/分钟。为防止拉产品的磕碰伤，加工时必须轻拿轻放，精心操作。
參照图9，所述拉伸模具剖面结构为该拉伸模具的模芯7为整体式，其内腔结构从入料ロ到出料ロ依次为润滑变形区8、拉伸定径区9、拉伸出口区10 ;所述拉伸定径区9向两端锥度扩大形成所述润滑变形区8和拉伸出口区10 ;所述润滑变形区8、拉伸定径区9、拉伸出口区10的横截面形状均和所述电气化高速鉄路反馈线夹、电连接线夹及垫块用异型材的形状相一致且所述拉伸定径区的截面形状尺寸和所述异型材的形状尺寸相同。所述定径区的截面形状尺寸或型腔尺寸确定原则包容尺寸公差选下偏差，被包容尺寸选用上偏差。保证各处截面拉伸的延伸率一致且延长模具的寿命。拉伸模具最主要的部分为定径区，定径带宽，拉伸カ大，起到矫直作用，拉伸出的产品直，定径窄，拉伸カ小，拉伸出的料会发生弯曲变形。所述模芯7的拉伸定径区9的长度为4 10毫米，拉伸出口区10的长度为5 10毫米。所述模芯7的润滑变形区8的锥度为6° 12°，与拉伸料接触的部分为变形区，与料不接触的部分为润滑区；变形区的锥角大，拉伸カ大，变形区锥角小，拉伸坯料不能进入模ロ。拉伸出口区10的锥度为10° 45°。所述模芯7的润滑变形区8前部和所述模芯7的前端面圆角RlO圆滑过渡；拉伸出口区10后部和所述模芯7的后端面圆角圆滑过渡。所述模芯7的整个型腔表面粗糙度为镜面。拉伸后的产品，进行检查，合格的转入机械加工エ序，进行机械加工，锯切、倒角、绞孔等エ序。对机械加工件检查，合格的转入退火エ序；退火采用氨分解保护性气氛竖式炉中退火，退火温度550 600°C，保温时间5小时；随炉冷却；
保护性气体退火技术，使加工件不产生氧化现象。且不会产生二次污染，节能减排效果好。而且可以避免加工过程中的磕碰伤。保证产品的表面质量、尺寸公差及形位公差，省去了成品的酸洗エ序。由于产品质量要求高，每道エ序必须严格按エ艺參数加工；加工过程中，都要精心操作，轻拿轻放。每道エ序对产品按要求做检查，不合格产品报废，杜绝加工，減少浪费人力物力。上述未提及的各エ序均为本领域中的常规エ艺。根据本发明，可以加工同类型的产品，生产同类型的异型材。图I至图7为部分本发明可加工的异型材的结构示意图。
权利要求
1. 一种电气化高速铁路用线夹及垫块的生产エ艺，其特征在于该エ艺流程为熔炼、半连续铸造一锯切铸锭一检查一感应加热铸锭一热挤压一检查一酸洗一清洗一做头一拉伸一检查一精整一锯切一钻孔一铰孔一倒角一保护性气体退火一清洗一检查一包装；其中 所述的熔炼、半连续铸造エ序中，采用优质的电解铜作为原料熔铸出铸锭备用；在熔铸时采用木碳覆盖保温脱氧及加入磷做脱氧剂，木炭使用前在600 800°C煅烧炉中烘烤4 5小时； 所述的热挤压エ序中，采用连续的热挤压模具将所述铸锭挤压成拉伸坯料，热挤压各參数确定如下 a、铸锭的挤压温度为800 850°C，各界面采用相同的挤压比20 35;采用高的挤压力；采用较低的挤压速度，金属流动速度0. 5 0. 8米/秒； b、采用脱皮挤压，脱皮厚度1.I I. 5mm C、挤压时保留一定厚度的压余，挤压时采用正向、平模挤压，所留压余厚度为30 35毫米； d、清理挤压筒，每挤压一次，将内衬中的铜皮和氧化物清理干净； 所述的拉伸エ序中，采用连续的拉伸模具将所述拉伸坯料拉伸成成品条材；拉伸各參数确定如下拉伸的道次加工率为10% 20%，一次拉伸成品，采用粘性较大的菜籽油作为润滑剤，拉伸速度为I 0米 20米/分钟； 所述的保护性气体退火エ序中，采用氨分解保护性气氛退火，退火温度550 600°C，保温时间5小时；随炉冷却。
全文摘要
一种电气化高速铁路用线夹及垫块的生产工艺，该工艺流程为熔炼、半连续铸造→锯切铸锭→检查→感应加热铸锭→热挤压→检查→酸洗→清洗→做头→拉伸→检查→精整→锯切→钻孔→铰孔→倒角→保护性气体退火→清洗→检查→包装。本发明加工简单，容易实现大批量的规模生产，大幅提高生产效率。且相比较用线切割工艺加工生产的产品成品率高、加工周期短、成本低。本发明产品完全可替代进口的或国内线切割加工的反馈线夹、电连接线夹及垫块。
文档编号B23P15/20GK102615488SQ201210083839
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者刘生伟, 李双龙, 李新虎, 王毓昆, 薛永庆, 邓予生 申请人:白银有色集团股份有限公司