[实用新型]一种大长度铜基非晶合金高速铁路用接触线生产设备

说明书

本实用新型涉及一种大长度铜基非晶合金高速铁路用接触线生产设备，包括：电磁熔炼装置，在线熔体半固态处理装置，上引连续铸造装置，塑性加工成形装置；其中所述电磁熔炼装置为Ar气氛围保护非真空半封闭式单溶沟双体电磁熔炼装置，所述在线熔体半固态处理装置为氧化铝耐高温陶瓷铜基非晶合金半固态处理装置（11）和石墨吸管（12），所述上引连续铸造装置为内部设有T2紫铜水冷凝固器的紫铜铜模上引连续铸造装置，所述塑性加工成形装置为带有冷却系统的铜基非晶合金塑性加工装置。本实用新型极大的降低了铜基非晶的制造难度，实现了大长度铜基非晶合金高速铁路用接触线的制造和生产，满足了铜基非晶合金的铸造工艺适用于现代工业和未来高速铁路用高强高导接触线的发展需求。

技术领域

本实用新型涉及一种大长度铜基非晶合金高速铁路用接触线生产设备。

背景技术

非晶合金的金属原子排列方式类似于液态金属，具有液态金属原子无序排列的结构特性，不存在晶体结构，因此非晶合金的结构缺陷通常只限制在几个原子尺寸范围内，不会像晶体金属材料那样当外力足够大时优先于某个特定的晶界、晶面进行滑移。基于非晶合金的这一特性，其力学性能、电学性能和化学性能表现的十分优异，广泛应用于超导材料、半导体材料的制造。

与此同时，随着电子信息工程技术的快速发展，对铜及其合金导电材料的综合使用性能要求越来越高，单一提升该类合金的某一性能已很难满足当今高端供能领域的需求，特别是高速铁路用接触线的这一矛盾表现的尤为突出。以传统电气化高速铁路用Cu-Ag、Cu-Sn和Cu-Mg合金接触线为例，这三种接触线分别应用于时速120~160km/h、200~250km/h和300~350km/h电气化铁路的建设，其抗拉强度从Cu-Ag合金的350MPa，上升到Cu-Sn合金的455MPa、Cu-Mg合金的540MPa，而导电率从Cu-Ag合金接触线的97%IACS以上，下降到Cu-Sn合金的73%IACS、Cu-Mg合金的64%IACS。传统铜合金接触线抗拉强度的提升与导电率提升相矛盾的这一特性，对于建设时速350km/h以上的电气化铁路而言是难以接受的。

铜基非晶合金作为一种高强度、高导电性、高硬度、强耐蚀性的合金材料，在上世纪90年代末得到了迅猛发展，新开发的Cu-Zr-Al-Ag非晶合金相较于一般的铜合金具有更高的强度、导电率，更好的弹塑性。Cu-Zr-Al-Ag非晶合金的抗拉强度达到了680MPa以上，导电率达到了94%IACS以上，塑性更是达到了4.9%以上，仅次于纯铜，该铜基非晶合金已经完全能够胜任今后时速350km/h以上电气化高速铁路接触网的建设。但Cu-Zr-Al-Ag非晶合金在实际制备的过程中易出现Zr元素易氧化挥发、非晶成形不连续、大尺寸非晶成形工艺复杂、非晶合金晶化程度大等难点，采用传统铜合金熔炼、铸造及加工存在生产控制难度高、成本高昂、大批量生产质量不稳定等困难，严重阻碍了Cu-Zr-Al-Ag非晶合金的工业生产和应用。

发明内容

本实用新型为解决上述技术问题提供了一种大长度铜基非晶合金高速铁路用接触线生产设备，它能够实现铜基非晶合金稳定且连续性生产，并达到防止合金元素的氧化挥发、非晶成形性优异的目的。

本实用新型提供了一种大长度铜基非晶合金高速铁路用接触线生产设备，它包括，电磁熔炼装置，在线熔体半固态处理装置，上引连续铸造装置，塑性加工成形装置；其中所述电磁熔炼装置为Ar气氛围保护非真空半封闭式单溶沟双体电磁熔炼装置，所述在线熔体半固态处理装置为氧化铝耐高温陶瓷铜基非晶合金半固态处理装置11和石墨吸管12，所述上引连续铸造装置为内部设有T2紫铜水冷凝固器的紫铜铜模上引连续铸造装置，所述塑性加工成形装置为带有冷却系统的铜基非晶合金塑性加工装置。

进一步地，所述Ar气氛围保护非真空半封闭式单溶沟双体电磁熔炼装置包括第一炉体（熔炼区）、第二炉体（上引铸造区）、双体炉内胆及隔墙、溶沟、水冷套Ⅰ、绝热石棉、炉体外壁、电磁线圈；所述熔炼区顶部加设有Ar气通道、送料口；所述上引铸造区上方加设有牵引轮、T2紫铜水冷凝固器装置、氧化铝耐高温陶瓷铜基非晶半固态处理装置、石墨吸管、加磷木炭。