专利名称：一种稀土铜合金接触线、制造设备及其制备方法
技术领域：
本发明属电线电缆制备，特别涉及一种用于电气化铁路接触网导线的稀土铜合金接触线、制造设备及其制备方法。
目前，国内电气化铁路架空铜接触线的制备主要采取如下工艺上引→冷轧→冷拉。为了保证铜接触线的综合拉断力能够满足TB-2810要求，引杆直径一般要保持在Φ26-29mm的水平上，由于引杆直径较粗，芯部不易冷却充分，从而造成上引铸杆晶粒粗大，芯部组织疏松，从而降低铜接触线的综合拉断力，降低接触网运行的安全性及可靠性。
铜接触线由于耐温升性能不好，主要用于低速的电气化铁路的接触网导线，而随着国民经济的快速发展，电气化铁路正朝着高速、重载的方向发展，这就需要发展准高速、高速电气化铁路，而随着速度的增加，接触网导线与受电滑板的摩擦加剧，引起导线的强度下降，不能承受高速度所需的大张力，因此，铜接触线不适用于准高速、高速电气铁路，例如在300℃条件下，120mm2的铜接触线的综合拉断力由常温下的42KN降至27KN以下，维氏硬度由110降至55。
铜合金接触线是在铜中加入银、锡等合金元素而制成的，由于加入了这些合金元素，加剧了晶格畸变，从而提高了接触线的高温强度和耐磨性，从而适用于准高速、高速电气化铁路，但加入银、锡等合金元素以后，带来了成份偏析和晶粒粗大等问题，从而使铜合金接触线的平直度和综合拉断力还难以完全满足准高速、高速电气化铁路的要求。
本发明的目的在于克服以上技术不足，提供一种高温强度高、平直度好，抗过载能力强的稀土铜合金接触线、制造设备及其制备方法。
本发明的特征在于(1)稀土铜合金接触线由加入量0.002-0.1％的稀土金属Re余量为铜或铜合金组成，加入稀土，细化晶粒，提高强度消除成分偏析；(2)使用两个或三个工频感应电炉的多次电磁搅拌作用，消除成分偏析；(3)利用结晶器中的中套的端部与外套相接触实现中套的轴向定位，以保证管腔间隙均匀一致，保证冷却的均匀性，同时，由于管壁间隙在4-6mm，加强了冷却，减轻了成分偏析；(4)利用高温熔炼，低温上引，也可减轻成分偏析；(5)合理的上引工艺参数，保证稀土合金杆的质量。
通过上述措施，增强了高温强度和耐磨性，同时具有较高的平直度，提高了稀土铜合金接触线综合拉断力和接触网运行的安全性及可靠性，可以满足准高速、高速电气化铁路的要求。
以下结合附图以实施例具体说明。
图1示双腔上引炉壁结构剖面图。
图2示结晶器结构剖面图。
图3示稀土铜合金接触线工艺流程图。
图1中，(1)-结晶器；(2)-上引炉壁；(3)-溶沟；(4)-加料口；(5)-隔板图2中，(1-1)-铜杆；(1-2)-外套；(1-3)-中套；(1-4)-内套；(1-5)-连接套；(1-6)-石墨模一种稀土铜合金接触线，含有稀土(Re)0.002-0.1％(重量计)，稀土为混合稀土金属或金属铈Ce，余量为铜或铜合金。铜合金是在铜中加入0.08-0.12％(重量计)银Ag或加入0.04-0.06％(重量计)银Ag，0.08-0.12％(重量计)锡Sn。
一种稀土铜合金接触线制造设备，上引炉体(2)内装设的结晶器(1)，中心部为冷却铜合金杆1-(1)，上部为内套1-(4)，下部外套石墨模1(6)，连接套1-(5)、中套1-(3)，在外套1-(2)中定位，在中套1-(3)端头处开有冷却水通道，使外套1-(2)与中套1-(3)、中套1-(3)与中套1-(3)的间隙为4-6mm。
一种稀土铜合金接触线制备方法，在工频感应电炉熔化腔内熔炼稀土铜合金温度为1500-1160℃，在保温腔中插入结晶器，引杆直径为Φ26-29mm，低温上引温度为1140±20℃，引杆上引速度190-280mm/min，进水温度30±10℃，冷却水压0.2-0.4MPa，进出水温差8-16℃，节距2-3mm。
本发明的具体制备工艺实施过程如下稀土铜合金接触线，稀土为混合稀土金属或金属铈。
混合稀土金属应符合GB4153-84标准要求，其技术要求如下(1)、外观应为银灰色，金属锭表面应洁净，无明显的机械夹杂物。
(2)、牌号及化学成分应符合下表规定
金属铈应符合国家标准的要求，要求金属中铈的含量应大于98％。
铜为符合国家标准的1#电解铜板或化学成分符合1#电解铜板的其他铜材。
实施例1稀土银铜合金接触线CTHA型制备过程首次投料算得炉内铜液重量，按0.05％的稀土，0.1％的银加入炉内，保温半小时后引出。
过程控制(1)、秤得电解铜板或化学成分相当的铜材50Kg，烘干后从上引炉壁(2)的加料(4)处加入炉体内。
(2)、每50Kg铜，加入稀土(Re)25g，银50g，具体加入方法是将25g稀土和50g银封装在一段铜管内，然后从加料口(4)加入到含有2个熔沟(3)的上引炉壁(2)内。
(3)、加料的频度与引杆的速度和引杆的根数有关。根据液面的温度以及液面的高度来掌握，当温度达到温度控制范围上限时加料。加料后，炉温下降。当炉温再次达到温度控制上限时再投料，当发现液面过高或过低时再通过调整电源电压等方式做辅助调整，铜液温度控制在1140±20℃。
稀土铜合金接触线CTHA-120的技术性能
>
实施例2稀土银、锡、铜合金接触线CTHB型制备过程首次投料算得炉内铜液重量，按0.05％的稀土铈(Ce)0.05％的银(Ag)，0.10％的锡(Sn)，加入炉内，保温半小时后引出。
过程控制(1)、秤得电解铜板或化学成分相当的铜材50Kg，烘干后从上引炉壁(2)的加料(4)处加入炉体内。
(2)、每50Kg铜，加入稀土铈Ce25g、银Ag25g、锡Sn50g，具体加入方法是将25g稀土、25g银、50g锡封装在一段铜管内，然后从加料口(4)加入到含有2个熔沟(3)的上引炉壁(2)内。
(3)、加料的频度与引杆的速度和引杆的根数有关。根据液面的温度以及液面的高度来掌握，当温度达到温度控制范围上限时加料。加料后，炉温下降。当炉温再次达到温度控制上限时再投料，当发现液面过高或过低时再通过调整电源电压等方式做辅助调整，铜液温度控制在1140±20℃。
稀土铜合金接触线CTHB-120的技术性能
实施例3稀土铜合金接触线CT型制备过程首次投料算得炉内铜液重量，按0.02％的比例加入稀土铈，保温半小时后引出。
过程控制(1)、秤得电解铜板或化学成分相当的铜材50Kg，烘干后从上引炉壁(2)的加料(4)处加入炉体内。
(2)、每50Kg铜，加入稀土铈Ce10g，具体加入方法是将10g稀土铈封装在一段铜管内，然后从加料口(4)加入到含有2个熔沟(3)的上引炉壁(2)内。
(3)、加料的频度与引杆的速度和引杆的根数有关。根据液面的温度以及液面的高度来掌握，当温度达到温度控制范围上限时加料。加料后，炉温下降。当炉温再次达到温度控制上限时再投料，当发现液面过高或过低时再通过调整电源电压等方式做辅助调整，铜液温度控制在1140±20℃。
稀土铜合金接触线CT-110的技术性能
>
本发明属电线电缆制备，提供一种高温强度高，平直度好，抗过载能力强的稀土铜合金接触线、制造设备及其制备方法。其中，稀土铜合接触线含有混合稀土金属或金属铈0.002-0.1％，余量为铜或铜合金，在工频感应电炉熔化腔内熔炼稀土铜合金温度为1150-1160℃，在保温腔中插入结晶器，低温上引温度为1140±20℃。采用高温熔炼、低温上引工艺，细化晶粒，消除成份偏析，使用寿命提高40％，适用于准高速、高速电气化铁路架空接触线。
权利要求
1.一种稀土铜合金接触线，其特征在于含有稀土(Re)0.002-0.1％(重量计)，稀土为混合稀土金属或金属铈Ce，余量为铜或铜合金。
2.根据权利要求1所述的一种稀土铜合金接触线，其特征在于铜合金中加入0.08-0.12％(重量计)银Ag或0.04-0.06％(重量计)银Ag,0.08-0.12％(重量计)锡Sn。
3.一种稀土铜合金接触线制造设备，其特征在于上引炉体(2)内装设的结晶器(1)，中心部为冷却铜合金杆1-(1)，上部为内套1-(4)，下部外套石墨模1-(6)，连接套1-(5)、中套1-(3)，在外套1-(2)中定位，在中套1-(3)端头处开有冷却水通道，使外套1-(2)与中套1-(3)、中套1-(3)与中套1-(3)的间隙为4-6mm。
4.一种稀土铜合金接触线制备方法，其特征在于在工频感应电炉熔化腔内熔炼稀土铜合金温度为1150-1160℃，在保温腔中插入结晶器，引杆直径为Φ26-29mm，低温上引温度为1140±20℃。
5.根据权利要求4所述的一种稀土铜合金接触线制备方法，其特征在于引杆上引速度190-280mm/min，进水温度30±10℃，冷却水压0.2-0.4MPa，进出水温差8-16℃，节距2-3mm。
全文摘要
本发明属电线电缆制备,提供一种高温强度高,平直度好,抗过载能力强的稀土铜合金接触线、制造设备及其制备方法。其中,稀土铜合金接触线含有混合稀土金属或金属铈0.002—0.1%,余量为铜或铜合金,在工频感应电炉熔化腔内熔炼稀土铜合金温度为1150—1160℃,在保温腔中插入结晶器,低温上引温度为1140±20℃。采用高温熔炼、低温上引工艺,细化晶粒,消除成分偏析,使用寿命提高40%,适用于准高速、高速电气化铁路架空接触线。
文档编号C22C9/00GK1218840SQ9811420
公开日1999年6月9日 申请日期1998年7月30日 优先权日1998年7月30日
发明者韩士恩, 董晓亮, 于尊哲 申请人:阜新市电缆厂