高速铁路用铜合金接触线材料及其加工工艺.pdf

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1、第27卷第4期有色矿冶Vo1．27．No42011年8月N0N—FERROUSMININGANDMETALLURGYAugust2011文章编号：1007—967X(2011)04—0041—03高速铁路用铜合金接触线材料及其加工工艺胡景奕，万健[中色(天津)有色金属有限公司，天津300074]摘要：目前我国电器化铁路迅猛发展，高速铁路用的铜合金接触线是一类必不可少的产品。本文针对速铁路用接触导线的需求背景，分析目前接触导线的材料分类，对于接触导线的制造工艺进行了总结。高速铁路用高强度高导电铜合金新产品的开发需要从合金成分的设计，工艺流

2、程的设计综合考虑，以达到接触线强化与具有高的导电性的效果。关键词：高速铁路；接触线；铜合金；加工工艺中图分类号：U270．41文献标识码：A我国现在高速铁路的发展已经走在了世界前1高速铁路对接触线材料的要求列，由于我国高铁运行速度高，对于接触网导线提出接触导线是保证电气化铁路正常运营的关键构了更高的性能要求。由于国外目前的接触线对应的件，它通过与电力机车受电弓滑板直接接触滑动摩高速铁路的运行速度比我国的低，直接照搬国外的擦将电能从变电所传输给电力机车。接触线都被制合金是不能满足现实要求的。开发具有自主知识产作成圆柱状，在圆柱的两侧制有两

3、个沟槽，沟槽的作权、性能达到国际先进水平的接触网导线是铁路高用是为以后线夹安装方便，要求既不影响受电弓滑速发展提出的迫切需求。板的滑行取流，还要将接触线悬吊固定。接触导线在一定悬挂张力下工作。2高速铁路用接触线用材料的现状高速列车用的接触线和一般用的高架线不同，目前高速铁路用接触线材料种类繁多，有纯接触线在非常恶略的环境中工作，列车的时速相当铜，纯铝，铜合金，(包括铜锡，铜银，铜镁，铜隔，快。为了实现电气化列车的高速化，必须使受电弓等)，复合接触线，包括(铝包钢型接触线，铜包钢型沿接触线高速滑行的过程中达到稳定的受流状态，接触线)等，大

4、多都处于试验及试用阶段。我国铁降低离线率。这就需要提高接触导线的波动传播速道部根据我国具体情况，制订了“电气化铁道用铜度，增加接触线的张紧力，因此要求接触导线具有较及铜合金接触线”标准，其中包含了铜，铜银合金，高的抗拉强度。铜镁合金(MgO．2％)，铜镁合金(MgO．5％)铜锡合接触导线的主要作用是传输电流，所以要求导金。线的线损要小，接触线材料的导电率要高。表1我国对120mm接触线机械性能及电阻率的要求由于接触线与电力机车受电弓滑板滑动摩擦接型面抗触向电力机车输送电流。它除正常的磨耗外，还会(mm)MPa不小于未软化软化后化)％不小

5、于导⋯醉’受到非正常的机械冲击负荷，焦耳热效应，摩擦生热和故障大电流的影响而发生弓网故障，甚至出现拉断或熔断事故。引起接触线温度升高，机械强度下降，电烧蚀损耗和机械磨损增加。所以要求接触线还要具有较高的抗软化温度，以提高接触线的耐高温性能和耐磨性能。(1)纯铜接触线，这类接触线加工时的强化方综上所述高速铁路接触线材料应满足以下要式只有冷作硬化，虽然具有较高的导电性，但是接触求：机械强度高，导电率好，耐磨性好，耐热性好，耐线强度很低，抗软化温度低，耐热性能差。只适合时腐蚀性好。速低于200km的铁路上应用。收稿日期：2011—05—12作

6、者简介：胡景奕(1962一)，男，大学本科，工程师，主要从事铜合金产品的试制研发工作。42有色矿冶第27卷(2)铜合金型接触线：铜银合金，铜锡合金、铜镁合金接触线等，这类接触线由于合金元素的加入3高速铁路用高强高导铜合金材料的使得合金的导电性略有下降，但其机械性能，抗软化制备及接触线加工工艺性能，耐磨性较纯铜有很大提高。世界各国由于各3．1高强度高导电率铜合金材料的制备自的不同情况在高速铁路上所用的接触线材料也各高速铁路接触线要求材料具有高强度和高导电不相同，法国在时速350km的高速列车上使用铜锡性。一般来说，如果要提高铜材的强度，就

7、需要加入接触线，德国在时速250km列车上使用银铜合金合金成分，对材料进行强化，但这样就会使得铜材的线，在时速300km以上使用铜镁合金线，我国在时导电率下降；而要追求材料高的导电率，接触线的强速350km的京津城际，武广高铁，郑西高铁使用铜度又会降低。人们在解决接触线铜材高导电率和高镁合金线。强度之问矛盾的时候，以尽可能保持导电率不变为我国对120mm接触线机械性能及电阻率的前提，采取各种强化措施来提高铜材的强度。要求如表1。表2铜合金几种强化方法虽然第二项强化方法已有很多的研究报道，但较小，可以达到小批量多品种的生产要求。是此方法目

8、前要生产大长度的铜合金接触线在设备(2)连铸连轧法。适用于单一产品大批量生方面还存在一定的困难，从生产成本考虑也不太经产，生产效率较高，生产成本低。但由于其生产过程济。所以目前铜合金接触线主要以固溶强化、细