專利名稱：銅鎂合金絞線及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種銅鎂合金絞線及其生產工藝。應用于高速電氣化鐵路接觸網作為承力索和吊弦線使用。
背景技術：
目前，在鐵路的電氣化建設中，用于載流承力索和吊弦線有采用鍍鋅鐵絲制作，有采用鋁包鐵(鋼)絲制作，有采用銅包鋼制作，還有采用硬純銅制作。它們各自存在許多不足。現分述如下1、用鍍鋅絲制作絞線，其鍍鋅層極易在大氣中腐蝕而生銹，既影響使用壽命，又影響使用性能，一般在三個月至一年就需要更換，而且在更換時，工人需懸空作業(yè)，因而，更換維護勞動強度大，維護費用高，且導電性能也差，影響列車的安全運行。已逐漸被淘汰。
2、用鋁鐵(鋼)絲制作的絞線，由于鋁的抗腐蝕性強，用鋁包鐵絲制作的承力索經久耐用，可大大降低承力索的更換維修費用。但也存在因鋁存在機械性能較差，在堿性或酸性環(huán)境下的抗腐蝕能力也較差，為防止銅鋁間的電化學腐蝕致使接觸網結構復雜等問題而影響其使用。
3、用銅包鋼絲制作絞線，雖說具有較高的抗拉強度，但承力索的彈性較差，單絲表面硬度較低，施工放線過程中易發(fā)生刮銅漏鋼現象，在超載過流時產生局部放電。因而也影響其正常使用。
4、用硬純銅制作的銅絞線整繩機械強度和耐熱動態(tài)沖擊性能較差，則需采用截面較大的絞線，且耐腐蝕性差。而大截面銅絞線重量重，成本高，彈性差，強度小，允許工作溫度低，載流性能差，過載能力小，熱穩(wěn)定性差。很難適應高速電氣化鐵路接觸網作力承力索的吊弦線的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種耐腐蝕性好、彈性好、強度高、截面小、過載能力大、熱穩(wěn)定性能好的高速電氣化鐵路接觸網用承力索和吊弦用絞線及其生產工藝。
本發(fā)明的技術內容是一種銅鎂合金絞線，其特點是材料中銅含量＞99％，鎂含量在0.45～0.55％。
銅鎂合金絞線的生產工藝為熔煉銅鎂合金制成中間合金→熔煉中間合金、上引連鑄制成桿坯→冷軋→拉絲→復繞→絞線。
銅鎂合金絞線由于合金強化作用，制作的電氣化鐵路承力索和吊弦，其耐腐蝕性好，機械強度遠高于純銅絞線，載流性能好，過載能力大，熱穩(wěn)定性好，其單線強度比純銅單線強度高約1.5倍，因而可經受過負荷沖擊。工作穩(wěn)定可靠。使用壽命長。在滿足同樣拉斷率及設計載流量要求的條件下，采用銅鎂合金絞線代替純銅絞線承力索的截面積可減少30％左右。盡管銅鎂合金絞線價格比純銅絞線高20％左右，但按架設長度計算，每噸公里成本比純銅絞線仍可降低約7～8％。因此，采用小截面的高強度銅鎂合金絞線代替純銅絞線做接觸網線索不但可減少截面和減輕自重，使接觸網輕型化，還可改善接觸網的彈性，為用戶降低造價。


圖1為本發(fā)明的生產工藝流程圖。
具體實施例方式銅美合金絞線為同心式絞線，各相鄰層的絞向相反，最外層為右向。材料采用銅鎂合金制造。銅含量＞99％，鎂含量0.45～0.55％。生產工藝如圖1。
(1)熔煉連鑄采用二次熔煉結合上引連鑄，使銅鎂合金元素在銅液中保證均勻性和穩(wěn)定性。
眾所周知，鎂是非常活潑的金屬，熔點、沸點低、密度低，極度易氧化，熔煉時難被控制易揮發(fā)，造成合金成份控制難度大。采用上引連鑄的生產工藝，讓合金材料從熔化到鑄桿引出的全過程都在與空氣隔絕的條件下完成，使鎂在全過程中僅有少量被氧化，絕大部分熔入銅的基體中，冷卻結晶后形成固熔體，實現了固熔強化和合金成份的穩(wěn)定。
操作步驟為首先，利用真空爐進行銅鎂合金的熔煉制成中間合金；再利用中頻爐采用上引連鑄的方法，利用中頻爐在工作時電流對流的原理，將銅鎂中間合金進行二次熔煉、上引連鑄制成合金桿，達到了合金成份的均勻性。在連鑄時銅鎂合金在熔溶升溫時保護擴散脫氧，用“木炭隔氧”，在溶液溫度達到規(guī)定要求時，將結晶器直接伸入溶液內，連續(xù)上引抽拉，并用“水隔套冷卻”。用該工藝生產出的銅鎂合金桿直接經過冷加工制成的銅鎂合金絞線，材質成份中含鎂量達到規(guī)定要求。
(2)冷軋對銅桿進行多道次軋制，改善桿坯的鑄造組織缺陷。
上引連鑄的合金銅桿，如直接進行拉絲，拉制過程中很容易產生斷線。因此采用Y型軋機對合金銅桿進行多次軋制，改善桿坯的鑄造組織缺陷。同時獲得拉制理想桿坯，保證了銅鎂合金絞線單絲拉制質量。
(3)拉絲合理配模工藝，確定拉制道次及道次加工率，優(yōu)化?？讌^(qū)域的結構尺寸和工作角度是拉絲要解決的關鍵問題。
由于銅鎂合金桿坯的強度高，拉線時易斷頭，采用連續(xù)拉絲的加工方法，保證了合金單線的拉絲質量。
(4)絞線成盤采用預扭生產工藝，解決了產品的散股現象。
由于銅鎂合金的強度是純銅的1.5倍，產品在絞制后剪頭后出現散股的問題，為此，采用使單線在絞合前先受力變形，采用預扭的生產工藝，較好的解決了產品的散股現象。同時，嚴格控制預扭張力，解決了產品在絞制過程中的斷線或跳線的缺陷。
實施例11、取銅錠24.75Kg，鎂錠0.1125Kg，加入真空爐中，加熱至1050～1200℃，冷卻結晶后形成銅鎂合金固熔體作為中間合金待用。
2、根據投料量取上述銅鎂合金固熔體連續(xù)加入中頻爐中，加熱至1050℃，熔煉成銅鎂合金熔液，再采用上引連鑄的方法制成銅鎂合金桿。
3、將上述銅鎂合金桿置于軋機上進行多道次軋制。
4、將軋制后的合金桿置于拉絲機上進行連續(xù)多道次拉絲。
5、絞線成盤。單線在絞合前先預扭受力變形，后制成絞線。銅美合金絞線為同心式絞線，各相鄰層的絞向相反，最外層為右向。
實施例21、取銅錠24.75Kg，鎂錠0.1375Kg，加入真空爐中，加熱至1200℃，冷卻結晶后形成銅鎂合金固熔體作為中間合金待用。
2、根據投料量取上述銅鎂合金固熔體連續(xù)加入中頻爐中，加熱至1100℃，熔煉成銅鎂合金溶液，再采用上引連鑄的方法制成銅鎂合金桿。
其余同實施例1。
實施例31、取銅錠24.75Kg，鎂錠0.125Kg，加入真空爐中，加熱至1150℃，冷卻結晶后形成銅鎂合金固熔體作中間合金待用。
2、根據投料量取上述銅鎂合金固熔體連續(xù)加入中頻爐中，加熱至1150℃，熔煉成銅鎂合金熔液，再采用上引連鑄的方法制成銅鎂合金桿。
其余同實施例1。
權利要求
1.一種銅鎂合金絞線，其特征在于材料中銅含量＞99％，鎂含量0.45～0.55％。
2.一種銅鎂合金絞線的生產工藝，其特征在于其工藝步驟為熔煉銅鎂合金制成中間合金→熔煉中間合金、上引連鑄制成桿坯→冷軋→拉絲→復繞→絞線。
3.根據權利要求2所述的一種銅鎂合金絞線的生產工藝，其特征在于絞線工序中合金單線在絞合前先預扭受力變形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅鎂合金絞線及其生產工藝。應用于高速電氣化鐵路接觸網作為承力索和吊弦線使用。其特點是銅鎂合金材料中銅含量>99％，鎂含量0.45～0.55％。其生產工藝為熔煉銅鎂合金制成中間合金→熔煉中間合金、上引連鑄制成桿坯→冷軋→拉絲→復繞→絞線。本方法采用二次熔煉結合上引連鑄，使銅鎂合金元素在銅液中保證均勻性和穩(wěn)定性。因此銅鎂合金絞線具有強度高、截面小、重量輕、載流性能好、過載能力大、熱穩(wěn)定性能好、彈性好、少維修等特點。
文檔編號H01B5/08GK1401803SQ02138189
公開日2003年3月12日 申請日期2002年8月28日 優(yōu)先權日2002年8月28日
發(fā)明者陳希康, 馮岳軍, 諸琪, 趙玉忠, 張忠良 申請人:江陰市電工合金有限公司