第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
電氣化鐵路的使用始于1879年,而我國電氣化鐵路的發(fā)展歷史僅有40多年,從高速電氣化鐵路列車對接觸線的要求來看,我國的高速電氣化鐵路正處于發(fā)展時期,與日本、德國、法國等電氣化鐵路發(fā)達國家相比,鐵路機車的運行速度相對較低,還存在著一定的差距。隨著科學技術(shù)和經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展,電氣化列車向高速、重載方向發(fā)展,對接觸線的綜合性能提出了更高的要求。高強度、高導電率的銅合金導線材料由于優(yōu)良的物理性能和力學性能,一直屬于 研究 開發(fā)的熱點,高性能接觸線的開發(fā)成為鐵路部門和生產(chǎn)廠家迫切解決的課題…
我國由于電氣化鐵路起步晚,所用銅合金電車線的技術(shù)與國外存在較大差距,不過,隨著近幾年我國高速鐵路建設(shè)的加快,國內(nèi)也涌現(xiàn)出一批具有較高技術(shù)水平的生產(chǎn)企業(yè)。
圣達銅業(yè)自主研發(fā)的一種銅合金電車線能適應時速300公里以上的高速鐵路,技術(shù)含量和附加值也比其他產(chǎn)品高得多。
中鋁洛陽銅業(yè)有限公司研發(fā)出具有良好導電性、耐摩擦性,同時具有高抗拉強度、高延伸強度的銅鎳硅合金材料,填補了高鐵接觸線及其附件用材料的國內(nèi)空白,一舉打破德國、法國大公司在該領(lǐng)域的壟斷局面。
江陰市電工合金公司研發(fā)出高速電氣化鐵路用銅鎂、銅錫合金接觸線,其各項技術(shù)指標均達到鐵標TB/T2809-2005標準要求,能滿足國家目前正在籌建的京滬高速鐵路所需產(chǎn)品的技術(shù)指標。
中國鐵建電氣化局集團已試生產(chǎn)出完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高速鐵路新型接觸線產(chǎn)品,產(chǎn)品經(jīng)過檢驗測試現(xiàn)已達到鐵道部要求的各項標準,標志著我國時速350公里及以上高速鐵路電氣化關(guān)鍵技術(shù)裝備生產(chǎn)的國產(chǎn)化取得突破性進展。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
到目前為止,生產(chǎn)各類接觸的方法有:連鑄(上引或水平)-冷軋-拉制法(簡稱連鑄法)、連鑄-熱軋-拉制法(簡稱連鑄連軋法)、冷壓復合法(簡稱冷復合法)、熱浸涂包覆-軋制-拉制法(簡稱浸涂法)和"康仿"(Conform)連續(xù)擠壓包覆-拉制法(簡稱康仿擠壓法)等5種。這些方法都是在連續(xù)大長度、無接頭的方式下生產(chǎn)的。因此,為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量,對生產(chǎn)工藝和操作穩(wěn)定性。
連續(xù)擠壓是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新的塑性加工技術(shù)。其原理是利用一個帶輪槽的連續(xù)旋轉(zhuǎn)的擠壓輪,通過輪槽與坯料之間的摩擦力,將坯料連續(xù)不斷地曳入模腔,并在模腔內(nèi)發(fā)生塑性變形,最后從擠壓??讛D出連續(xù)的擠壓產(chǎn)品(見下圖所示)。改變擠壓模孔的形狀,就可以生產(chǎn)各種線材、型材、管材等產(chǎn)品。這種方法巧妙地將在壓力加工中通常做無用功的摩擦力轉(zhuǎn)化為變形的驅(qū)動力和使坯料升溫的熱源,而且可連續(xù)擠出制品,因此使其成為一種高效 節(jié)能的加工新技術(shù)。
連續(xù)擠壓工作原理
根據(jù)多年的理論 研究 和實際試驗,可以認為如果將連續(xù)擠壓技術(shù)應用到接觸線生產(chǎn)工藝,通過對金屬變形機理的 研究 ,就能制造出晶粒細小的銀銅合金接觸線 提高其抗拉強度以增加拉斷力從而大大提高列車運行速度。
針對傳統(tǒng)的接觸線制造方法都存在各自的問題這一現(xiàn)狀,大連交通大學連續(xù)擠壓工程 研究 中心和有關(guān)單位合作,將連續(xù)擠壓技術(shù)應用于制造銀銅合金接觸線的新工藝,即:上引連鑄—連續(xù)擠壓軋制—拉拔工藝(簡稱連續(xù)擠壓法)。該工藝采用Ф16mm的上引無氧銅桿為坯料,在大連交通大學研制的TLJ350機上經(jīng)連續(xù)擠壓擴張成型為Ф22mm或Ф24mm的桿坯,再經(jīng)過軋制和冷拔成型,制成截面為120mm2或150mm2的接觸線。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢 分析
1、目前我國主要應用的幾種銅合金接觸線材料中,銅錫合金材料具有優(yōu)異的綜合性能,尤其是耐摩性能優(yōu)異,具有較高的經(jīng)濟使用價值,可以滿足我國高速電氣化鐵路的發(fā)展需求。
2、為滿足電氣化鐵路不斷提速的要求,以銅錫或銅銀合金為基體加入Zr等析出型元素,開發(fā)高強、高導的新型接觸線材料是銅合金化領(lǐng)域中的新課題,但析出型合金元素在燒損和熱處理方面的特殊性,使得其工業(yè)化生產(chǎn)仍有待進一步的探索和 研究 。
3、我國地域遼闊,地理、氣候條件多樣化,隨著電氣化鐵路的飛速發(fā)展,對鐵路運行的安全性要求要求將進一步提高,具有加熱作用的功能型接觸線和具有檢知接觸線異常發(fā)熱、斷線、摩耗程度的功能型接觸線將成為研發(fā)和使用的新趨勢。
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