纯铜类
铜银合金接触线的抗拉强度一般为350MPa,电导率为97.5%IACS,软化处理后,其抗拉强度只有未处理前的60%。纯铜接触线是无氧铜杆拉拔成型后使用的接触线,其强化仅仅依靠加工硬化来实现。
其优点是导电性优异,耐蚀性好。存在的问题是:1.表面和内部硬化程度不一致,随纯铜接触线冷加工率的提高强度增加,但更容易软化,强度衰减很大;2.纯铜接触线强度低,易发生断线,弓网故障多;3.纯铜接触线抗软化温度低,耐热性能差;4.纯铜接触线耐磨性差,随着牵引电力机车功率增大,电气磨耗增大,使其寿命大大缩短。因此,在高速、繁忙、重载线路上,纯铜接触线无法满足要求,只适合在低速铁路上使用。
铜合金累
采用合金化可以明显改善纯铜接触线的耐热性能,提高软化温度以及力学强度等,同时利用多元微量的原则,使合金元素对电导率的影响降至最小,满足高速电气化铁路对接触线的要求。在接触线的研制中,常用的合金元素主要有Ag、Cd、Cr、Zr、Sn、Mg、Re等。铜合 金接触线高温强度高,耐磨性好,而相对电导率下降不大,以优异的综合性能在电气化铁路接触网中占主导地位。从运输、供电安全可靠、减少维修及技术经济方面考虑,铁道部提倡在重载、繁忙干线、高速线路及大修换线工程中推广使用铜合金接触线。国外高速电气化铁路几乎全部采用铜合金接触线。
1、银铜合金型接触线
银铜合金型接触线包括银铜和铜锡银。我国银铜和铜锡银接触线的性能与国外相当,但在接触线的平直度上尚需稍微改进提高,以降低受电弓和接触线的离线率。对银铜合金型接触线的研究主要集中于添加第二元素甚至第三元素对银铜合金接触线性能的影响。微量稀土元素的加入可以提高银铜接触线的强度、硬度和耐热性,强度可达 470MPa,相对于银铜接触线提高了73MPa;而对银铜接触线的导电性 影响很小。
2、锡铜合金型接触线
世界各国高速铁路大多采用的接触线以铜锡合金和铜镁合金为主。相比之下,铜锡合金接触线制造工艺简单,成品率高,价格相对便宜
3、铬锆铜合金接触线
Cu-Cr-Zr接触线具有较高的力学性能,最显著的特点是再结晶温度远 远高于纯铜的再结晶温度,且具有较高的高温强度。Cr元素在铜基体中的固溶度很小,尽量避免了溶质原子对铜基体导电性能的不良影响。锆熔点高,耐蚀性好。同时,铬和锆都能形成氧化物,能够使铜基体达到晶粒细化的目的,有利于提高接触线的抗拉强度。在Cu-Cr-Zr中添加微量元素Mg、Si形成多元强化相能明显提高铜合金的耐高温性能,硬质点Cr大大提高了接触线的耐磨性能,抗拉强度和电导率可以达到555.5MPa和78.8%IACS。