一种高强度超高导电率铜合金接触网导线的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111057888A(43)申请公布日2020.04.24(21)申请号201911306192.8(22)申请日2019.12.18(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市七里河区兰工坪路287号(72)发明人郭廷彪王俊杰邰晓阳丁雨田(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司62102代理人董斌(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C9/00(2006.01)C22F1/08(2006.01)H01B13/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种高强度超高导电率铜合金接触网导线的制备方法(57)摘要一种高强度超高导电率的铜合金接触网导线的制备方法，制备中间合金，然后浇铸成锭，再将铸锭转入定向凝固熔化炉内，在80-90℃/cm温度梯度下连续制备出Cu-Cr-Zr合金杆/线材；将制备好的Cu-Cr-Zr合金杆/线材置于真空炉内加热至950-980℃保温1.5h固溶，放入液氮箱浸泡0.5h，同时在连续等径角挤压模具上喷洒液氮；将浸泡后的合金杆引入挤压机进行低温连续等径角连续挤压，模具内角90-120º，外角20-30º，挤压速度1-1.5m/min，ECAP变形路径为A或C。待晶粒尺寸达到需求后，使杆材直径达到使用要求，在300-350℃真空炉内保温3.5±0.5h进行沉淀强化，盘卷或绞合。CN111057888ACN111057888A权利要求书1/2页1.一种高强度超高导电率铜合金接触网导线的制备方法，其特征在于，其步骤为：（1）材料制备：利用真空磁悬浮熔炼制备出Cu-Cr和Cu-Zr中间合金，然后在中频炉内，然后利用配制出的中间合金进一步配制出符合成分要求的高纯度Cu-Cr-Zr合金并浇注成合金锭；（2）高取向一致性杆材制备：将高纯度Cu-Cr-Zr合金锭放入定向凝固保温炉内，在80-90℃/cm温度梯度下连续制备出Cu-Cr-Zr合金铸杆/线材；（3）固溶处理：在真空炉内将Cu-Cr-Zr合金杆材加热至950-980℃，保温1.5h进行固溶处理；（4）超低温浸泡：固溶完成后继续将线材放入液氮箱中浸泡0.5h；（5）超低温连续ECAP：在挤压模具上喷洒液氮，将液氮内浸泡过的Cu-Cr-Zr合金线材接入挤压机,进行连续等径角挤压，即ECAP，模具内角为90~120º，外角20~30º，挤压速度为1~1.5m/min，路径为A/C，完成第一道次挤压；（6）退火处理：一道次挤压后开始进行每次挤压后低温退火处理，降低材料强度至400MPa以下以便于之后多道次挤压，退火后的Cu-Cr-Zr合金线材液氮冷却后继续进行ECAP-A/C路径变形，按照晶粒度要求，至此工序循环进行，使材料组织在径向，即沿杆材轴向充分细化至20-70μm；（7）将退火后的Cu-Cr-Zr合金杆/线材继续进行液氮冷却处理后,精确控制加载方式,进行ECAP-A/C路径后续道次变形(后一道次挤压与前一道次挤压时,材料横截面的对称点完全一致)；（8）轧制：控制加载方式和应变量，使轧制后材料的晶粒组织基本取向一致；使轧制后线材直径符合使用要求；（9）沉淀强化：将挤压后的Cu-Cr-Zr合金线材在300~350℃时效3.5±0.5小时，使析出相充分析出；（10）盘卷或绞合。2.根据权要求1所述的高强度超高导电率铜合金接触网导线的制备方法，其特征是：利用真空磁悬浮熔炼制备出Cu-xCr和Cu-yZr中间合金，然后在中频炉内，利用配制出的中间合金进一步配制出符合成分要求的高纯度Cu-xCr-yZr合金并浇注成合金锭，x+y≤0.1，其余为Cu和不可避免的微量杂质；采用上引法或横引法，采用具有80-100℃/cm温度梯度的冷却器，在80-90℃/cm温度梯度下进行定向凝固制备Cu-Cr-Zr合金铸杆，在牵引方向，即轴向上形成取向一致的单晶或连续柱状晶组织。3.根据权利要求1所述的高强度超高导电率铜合金接触网导线的制备方法，其特征是：在真空炉内将Cu-Cr-Zr合金杆材加热至950-980℃，保温1.5h进行固溶处理，用液氮处理好的材料和模具进行连续ECAP挤压，在低温连续等径角挤压过程中监测挤压温度，并添加适量液氮保持挤压温度不发生大幅度变化，模具内角为90~120º，外角20~30º，挤压速度为1~1.5m/min，路径为A/C，完成第一道次挤压；一道次挤压后开始进行每次挤压后低温退火处理，降低材料强度至400MPa以下以便于之后多道次挤压，将退火后的Cu-Cr-Zr合金线材液氮冷却后继续进行ECAP-A/C路径第变形，按照晶粒度要求，至此工序循环进行，使材料组织在径向，即沿杆材轴向充分细化至20-70μm；控制加载方式和应