专利名称：铜合金接触线的制作方法
技术领域：
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% (GB466-82一号电解铜)银(Ag)0.02-0.08% (GB4135-84一号银)锡(Sn)0.03-0.13% (GB728-84一号锡)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
<p>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。
权利要求
1.本发明公开了一种电气化铁路接触网接触线用的铜合金，其特征在于该合金由铜、锡、银组成，这三种元素的重量百分比为铜 99.80-99.95% (GB466-82一号铜)锡 0.03-0.13%(GB728-84一号锡)银 0.02-0.08%(GB4135-84一号银)银、锡之和在总含量中可在0.09-0.15%间调整以适应实际使用中对强度和导电率的不同需求。
2.权利要求1所述的铜合金接触线是这样加工制成的按配比将银、锡加入到熔融的铜中，在隔绝空气的条件下，采用连铸法铸成坯件，再经轧制成圆杆后冷拉拨制成本发明接触线。
全文摘要
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。
文档编号H01B1/02GK1084577SQ9311711
公开日1994年3月30日 申请日期1993年9月6日 优先权日1993年9月6日
发明者张强, 李常靖, 蒋文渊, 王永文, 陈树康, 谢起林 申请人:铁道部科学研究院机车车辆研究所, 上海电缆厂