[发明专利]铜合金滑接导线

说明书

技术领域

本发明涉及高速电气化铁路中的电车线的滑接导线。

背景技术

通常，作为电气化铁路中的电车线的滑接导线，使用由纯铜或者含有0.3重量％Sn的铜合金制成的线材。

然而，如从新干线所见，近年来新制造的电车存在越来越高速化的趋势，随此有必要增大滑接导线的架线张力，要求具有更高张力的滑接导线。

上述高张力滑接导线现在也已被提出，例如，在专利文献1和专利文献2中，记载了按照重量％计，含有Zr：0.001～0.35％和Cr：0.01～1.2％，进而根据需要含有总计1.5％以下的选自Mg：0.3％以下、Zn：1.5％以下、Ag：0.2％以下和Cd：0.5％以下中的一种或两种以上，剩余部分包含Cu和不可避免的杂质的组成的铜合金滑接导线。作为上述不可避免的杂质，将各杂质的含量限制为Sn：100ppm以下、Si：50ppm以下、P：50ppm以下、Fe：100ppm以下、Ni：100ppm以下、Pb：20ppm以下、As：20ppm以下、Sb：20ppm以下、Bi：20ppm以下、S：10ppm以下。

这些由纯铜或铜合金制成的滑接导线如下制造。首先，制造纯铜或具有规定成分组成的铜合金的铸锭，将该铸锭热轧或热挤压，由此制作大直径短长度的纯铜或铜合金的粗轧制线圈。将该大直径短长度的纯铜或铜合金的粗轧制线圈压接接合后，进行拉丝加工成规定的尺寸。这样制造滑接导线。

然而，上述专利文献1和专利文献2中记载的滑接导线不能充分满足耐集电滑动磨损性和抗拉强度。进而由于压接性差，不仅在拉拔加工时于压接部及其附近有可能产生断裂，而且若压接部的抗拉强度低则处于架线状态的滑接导线有可能在压接部切断，成为事故的原因。

专利文献1：日本特开平3-56632号公报

专利文献2：日本特开平3-56633号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供具有抗拉强度、压接部的强度和耐集电滑动磨损特性优异的特性，且无铸锭裂纹，加工性也优异的滑接导线。

本发明人为了得到由压接性优异的成分组成的铜合金构成的、耐集电滑动磨损性和抗拉强度比以往更优异的铜合金滑接导线而进行了研究。

结果发现在含有Cr：0.15～0.8％、Zr：0.01～0.25％、Si：0.01～0.1％、Hf：0.1～30ppm，进而根据需要含有Mg：0.001～0.05％的铜合金中，若将氧含量限制在10ppm以下，且结晶粒径为30μm以下，则得到与以往相比耐集电滑动磨损性和抗拉强度进一步提高、进而压接性也得到改善。

本发明是基于上述发现而提出的，具有以下必要条件。

本发明的铜合金滑接导线由按照重量％计，含有Cr：0.15～0.8％、Zr：0.01～0.25％、Si：0.01～0.1％、Hf：0.1～30ppm、氧：10ppm以下，剩余部分含有Cu和不可避免的杂质组成的铜合金构成，结晶粒径为30μm以下。

本发明的铜合金滑接导线中，上述铜合金按照重量％计，还可以进而含有Mg：0.001～0.05％。

若利用本发明的滑接导线，则抗拉强度和耐集电滑动磨损特性具有优异的特性。进一步地，压接部的强度也优异，能得到优异的压接性。此外，无铸锭裂纹，加工性也优异。因此，可以廉价地制造滑接导线。

近年来，随着电车的高速化，滑接导线的架线张力增大，滑接导线的损伤和磨损变得厉害。因此，滑接导线的更换等维修检查次数增加，而通过使用本发明的滑接导线，可以降低维修检查次数。

附图说明

图1为用于测定集电滑动特性的装置的简图。

具体实施方式

对于如上限定构成本发明的滑接导线的铜合金的成分组成的理由进行说明。

(a)Cr、Zr

Cr和Zr一起以分散粒子形式存在于Cu基体材料中，由此提高耐磨损性。而且，还是提高耐热强度的成分。然而，Cr含量超过0.8％时或者Zr含量超过0.25％时，上述分散粒子增大，加工后的精加工线的压接部强度降低。而且，引弧率升高，耐集电滑动磨损性降低。另一方面，Cr含量小于0.15％时或者Zr含量小于0.01％时，得不到所需的效果。因此，将各自的含量规定为Cr：0.15～0.8％、Zr：0.01～0.25％的范围。

(b)Si

Si具有提高压接强度、进而提高滑动磨损特性的作用。然而，Si的含量小于0.01％时，得不到所需的效果。另一方面，若含有超过0.1％的Si，则电导率降低。因此，将Si的含量规定为0.01～0.1％。