銅合金接觸線

1、銅合金接觸線:滑動中的中國速度發(fā)布時間：2011年1月27日第7版期刊號：3044在我國，高速鐵路是指新建最高運(yùn)行時速300公里及以上的客運(yùn)專線鐵路， 最高運(yùn)行時速在250km及以上以客為主的客貨混線鐵路，最高運(yùn)行時速在200km 及以上的改建鐵路。時速160km200km鐵路稱為快速鐵路。高速鐵路和快速鐵路 都是以電力機(jī)車為牽引動力的電氣化鐵路。接觸線是懸掛在鐵路線路上方，通過與電力機(jī)車受電弓滑板滑動接觸向其輸 送電能的關(guān)鍵的無備用設(shè)備。接觸線應(yīng)按設(shè)計(jì)要求架設(shè)在線路鋼軌上方準(zhǔn)確的空 間幾何位置上。接觸線還要承受設(shè)計(jì)規(guī)定的懸掛張力和溫度、冰、風(fēng)產(chǎn)生的附加 張力，機(jī)車運(yùn)行時產(chǎn)生振動疲勞應(yīng)力，以及

2、與機(jī)車受電弓滑板滑動接觸傳輸電流 產(chǎn)生的磨耗。提高列車運(yùn)行速度的必要條件是加大接觸線的懸掛張力。加大接觸線懸掛張 力可以顯著改善彈性，減少火花，提高機(jī)車高速運(yùn)行時的受流質(zhì)量。研究表明，機(jī) 車運(yùn)行速度的提高取決于接觸線波動傳播速度的提高，因此要使接觸線波動傳播 速度大，就必須加大接觸線懸掛張力、采用線密度小的接觸線（即控制接觸線的截 面積）。這就表明，高速電氣化鐵路要求接觸線在具有較高導(dǎo)電性能同時，還要有 盡可能高的抗拉強(qiáng)度。除此之外，由于高速鐵路機(jī)車功率大、車流密度大、多是雙弓運(yùn)行，接觸線的 磨耗也大，使用壽命受到影響。國內(nèi)外的接觸線研究試驗(yàn)?zāi)康?，還在于提高其耐磨 耗性能。各國高速電氣化鐵路采

3、用的銅合金接觸線純銅的導(dǎo)電性能很好，但機(jī)械強(qiáng)度較低，日本最初在時速210km的新干線上 采用，由于耐磨耗性能差，運(yùn)行2年左右就要換線，經(jīng)過研究試驗(yàn)決定采用耐磨耗 性能較好的銅錫合金接觸線。法國在時速270km和300km的東南線和大西洋線高 速鐵路上采用銅接觸線;在時速350km及以上的高速鐵路（地中海線）上采用銅錫 合金接觸線和銅鎂合金接觸線。德國、西班牙在時速250km300km采用銅銀合金 接觸線，在時速300km以上采用銅鎂合金接觸線。我國時速350km的京津城際、 武廣高鐵、鄭西高鐵采用銅鎂合金接觸線。歐洲國家曾采用過鎘銅合金接觸線，但由于鎘的公害已停止采用。日本在北 陸新干線也采用

4、銅包鋼接觸線，但未能在其他線路上推廣采用。我國高速電氣化鐵路采用的銅合金接觸線根據(jù)國家批準(zhǔn)的我國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年我國鐵路運(yùn)營總里程 將達(dá)到12萬公里，電氣化率達(dá)到60%（即7.2萬公里）。為滿足我國高速電氣化鐵路建設(shè)發(fā)展需要，我國鐵路科研單位、大專院校、 工業(yè)企業(yè)都在進(jìn)行高性能的銅合金接觸線的研究試制，并取得了可喜的成績。我 國電氣化鐵路實(shí)際采用的銅合金接觸線有以下幾種。銅銀合金接觸線。國外和我國少數(shù)工廠采用連鑄熱連軋法制造銅銀合金接觸 線供應(yīng)高速鐵路市場。自2003年起，我國自主創(chuàng)新（已獲國家專利）的“上引連續(xù)擠壓冷加工成型 技術(shù)”（下稱“上引連擠法”）應(yīng)用于銅合金接觸線生產(chǎn)。

5、采用“上引連擠法”生 產(chǎn)的銅銀合金接觸線已在電氣化鐵路中推廣應(yīng)用了 15000km以上。參比國外運(yùn)用 情況，應(yīng)可適用于時速250300km的高速電氣化鐵路。“上引連擠法”和連鑄熱連軋（利用鑄坯余熱軋制）法制造的銅銀合金接觸 線（皆為細(xì)品組織）的不同在于，前者產(chǎn)品中含氧量可以穩(wěn)定地控制在0.0020%以 下,屬于無氧銅級，具有良好的韌性，抗反復(fù)彎曲性能好;后者產(chǎn)品含氧量通常在 0.0200%0.0400%左右,屬于低氧銅級，當(dāng)生產(chǎn)過程控制不穩(wěn)定,含氧量超標(biāo)時，會 有過量氧化亞銅存在于晶界，使接觸線脆性增加。國內(nèi)和國外的產(chǎn)品在反復(fù)彎曲 檢測和施工彎曲作業(yè)時都發(fā)生過脆斷。銅錫合金接觸線。國外和我國的

6、少數(shù)工廠也采用連鑄熱連軋法生產(chǎn)銅錫合金 接觸線供應(yīng)時速250km高速鐵路市場。2005年我國已有一些工廠采用“上引連 擠法”試制成功了銅錫合金接觸線,可以滿足時速250km300km高速鐵路運(yùn)行的 要求。銅鎂合金接觸線。銅鎂合金接觸線的機(jī)械強(qiáng)度更高（高于銅錫合金接觸線）， 并且仍保有較高的導(dǎo)電率，我國時速350km高速電氣化鐵路已經(jīng)，并且還將大量 采用。目前我國京津城際、武廣高鐵、鄭西高鐵采用的都是國外生產(chǎn)或外企生產(chǎn)的 銅鎂合金接觸線。但是，這種銅鎂合金接觸線是采用鑄桿直接經(jīng)冷加工成形工藝 制造，沒有再結(jié)品改造過程，粗大鑄態(tài)晶粒組織，雖經(jīng)冷加工有所變形，但沒有得 到本質(zhì)上的改變，仍保留在成品接

7、觸線中，平均橫向晶粒尺寸大約為2mm左右。我國在采用“上引連擠法”制造銅銀合金接觸線、銅錫合金接觸線和銅鎂合 金接觸線的試驗(yàn)研究方面取得成功，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。產(chǎn)品性能大大高于現(xiàn)行的 鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T2809-2005電氣化鐵道用銅及銅合金接觸線（等效采用歐 洲聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)EN50149:2001鐵道用-固定設(shè)備-電力牽引銅及銅合金溝槽接觸 線），優(yōu)于國外同類產(chǎn)品水平，為我國高速電氣化鐵路發(fā)展提供了更好的產(chǎn)品， 也為修改并提高現(xiàn)行鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)創(chuàng)造了條件。高強(qiáng)高導(dǎo)接觸線實(shí)驗(yàn)研究與產(chǎn)業(yè)化我國大學(xué)、研究院所、工業(yè)企業(yè)等單位進(jìn)行析出強(qiáng)化、復(fù)合強(qiáng)化等最新材料 強(qiáng)化手段用于接觸線制造的研究，已經(jīng)取得豐碩成果。這無疑給高速電氣化鐵路 所需的高強(qiáng)高導(dǎo)接觸線產(chǎn)品的發(fā)展開拓了廣闊的前景。我國采用“上引連擠法”制造的固溶強(qiáng)化型銅合金（Cu-Ag,Cu-Sn,Cu-Mg）接 觸線，技術(shù)性能和產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)超過國內(nèi)外采用傳統(tǒng)工藝制造的同類產(chǎn)品水平， 可以滿足我國目前高速電氣化鐵路運(yùn)用要求;我國應(yīng)用析出強(qiáng)化和復(fù)合強(qiáng)化原理 進(jìn)行高強(qiáng)高導(dǎo)銅合