[实用新型]一种大长度大直径高强度高导新型复合线材的生产设备

说明书

本实用新型提供了一种大长度大直径高强度高导新型复合线材的生产设备，其特征在于包括内部模具管、外部模具管、循环冷却系统、线圈；其中，外部模具管的直径大于内部模具管，内部模具管套入外部模具管中，在内部模具管和外部模具管的管壁之间注入铜液，铜液经过循环冷却系统时，上部分是铜液，下部分凝固成铜管，内部模具管的上入口高于外部模具管的入口，内部模具管的出口位于凝固的铜管中间部位。本实用新型通过垂直混合液的自重和控制混合液的凝固时间和速度，可以调节铜钢复合层的厚度，强化复合线材的牢固度、结合度和一体性，同时提高抗拉强度和导电率。

技术领域

本实用新型涉及一种大长度大直径高强度高导新型复合线材的生产设备。

背景技术

随着电子信息技术的发展，对铜合金导电材料的综合使用性能要求越来越高，要求其在保持高强度（硬度）、韧性、耐磨性的同时，仍保持较高的导电性、导热性、耐寒性、无铁磁性等特性。这些优良的特性，使铜合金逐渐成为电力、信息、交通、能源、轻工及航天航空等高科技领域中使用的重要金属材料。很多场合很少以纯铜的形式应用，这是因为纯铜的强度较低(230～300 MPa)，冷加工后虽然可以达到400 MPa，但伸长率仅为2%，在加热或一定温度下使用时，其强化效果很容易消失。所以，纯铜仅能应用于受力不大的电力、电器、电子的导电体、散热体、装饰件等。在保持纯铜的一些优良性能的前提下，尽可能提高铜的强度(硬度)和耐磨性，随即高强度高导电性铜合金逐渐被研发出来。

目前高速电气化铁路采用Cu-Mg、Cu-Sn合金接触线，该类线材均是以丧失导电率为前提的。Cu-Cr-Zr接触线还处实验室阶段或小批量试验阶段，虽在原有基础止的有一定幅度的提高，但提高幅度有限，而采用一种大长度大直径高强度高导新型复合线材的生产设备及其工艺生产的线材，可以大大增强线材的抗拉强度，而且保持较高的导电率，克服此类其他合金材料生产控制困难、成本高、大批量生产质量不稳定等难点，兼具高安全系数，高抗拉强度以及高导电性的特点，满足未来高速铁路线材发展要求。

目前,中国已成为了世界电气化铁路大国，根据我国《中长期铁路网规划》，到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，电气化率达到50%，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。

大长度大直径高强高导新型复合线材不仅能满足电气化铁路接触线等产品单件重量大于1吨的要求，解决了困扰国内同行业的重大技术难题，有重大的工业推广价值，填补国内该新型复合材料生产工艺的一项空白，对于推动铜加工行业的技术进步和自主创新能力的建设有不可估量的现实意义。

接触线强度的提高，将为我国高速铁路接触网设计提供了更安全更广阔的空间。导电性能的提升也会节省大量电能。同时在生产、试验、施工、运行等方面将会产生相应的自主创新科研成果，极大地促进了我国高速接触网技术的发展。新产品研发极大促进了装备技术的进步，工厂的生产装备进行了升级换代，整体生产水平得到了提高。

然而，传统的接触线生产方式生产周期长，由于是一炉一铸，长度重量和形状都受到限制，且真空生产成本高、产量小，很难建立连续化工业生产规模。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型通过垂直混合液的自重和控制混合液的凝固时间和速度，可以调节铜钢复合层的厚度，强化复合线材的牢固度、结合度和一体性，铜、钢的线膨胀因素可以忽略，使得铜和钢不会因为铜和钢的线膨胀因素而脱离。同时，在拉拔过程中解决了铜和钢的不同形变量的难题，实现了大长度大直径连铸连拔。

本实用新型提供了一种大长度大直径高强度高导新型复合线材的生产设备，包括内部模具管、外部模具管、循环冷却系统、线圈；其中，外部模具管的直径大于内部模具管，内部模具管套入外部模具管中，在内部模具管和外部模具管的管壁之间注入铜液，铜液经过循环冷却系统时，上部分是铜液，下部分凝固成铜管，内部模具管的上入口高于外部模具管的入口，内部模具管的出口位于凝固的铜管中间部位。