高速铁路用高性能铜合金接触线关键技术及产业化

该项目属于有色金属及其合金材料领域。

高速铁路是国家发展的大动脉，接触线则是高速铁路的生命线，直接影响高速铁路的运行安全和速度。接触线不仅要为高速铁路提供电力，而且要承受高速受电磨损，要求接触线必须具备高的导电、强度、耐磨及抗软化等性能。中国高速铁路发展之初是引进全套德国接触线制备技术，国外技术垄断和封锁严重制约了中国高速铁路的发展。

项目在国家“863”计划支持下，历经16年的产学研合作研究，开发了微合金协同强化技术，突破了铜合金接触线高导电与高强度，以及与高耐磨、抗软化等性能协同优化的技术难题，研制出Cu-Ag、Cu-Mg、Cu-Cr-Zr三个系列的高性能铜合金接触线。开发了高效率、低成本、大规模、易推广的高性能铜合金接触线制备关键技术，打破了国外技术垄断与封锁，带动了整个接触线制造行业的发展，为中国高速铁路发展做出重要贡献。该项目是中国高速铁路技术引进吸收与自主创新的典范，主要技术创新如下：

1. 发明了Cu-Ag、Cu-Mg微合金协同强化和成分精准控制技术，实现了接触线的导电与强度、耐磨及抗软化性能的协同提升。其中，Cu-Mg接触线的导电率达73％IACS、抗拉强度达555 MPa，相比德国的同类产品导电率和抗拉强度分别提高了5％IACS和55 MPa。

2. 开发了350 km/h以上高速铁路用高强高导Cu-Cr-Zr合金接触线的上引连铸关键技术，实现了Zr元素的高收得率(≥68％)和稳定控制(0.05-0.10 wt％)，产品抗拉强度达600 MPa、导电率达80％IACS和伸长率达10.2％。

3. 开发了具有国际先进水平的高质量、低成本、连续化的接触线制备关键技术，实现了具有自主知识产权的高性能铜合金接触线国产化制备。与水平连铸生产技术相比，直接降低成本40％，降低能耗35％，提高成材率9％。

4. 阐明了铜合金接触线受电摩擦磨损机理，提出了两相协同提高耐磨性的新途径，为高性能铜合金接触线开发奠定重要理论基础。

项目获授权发明专利30项，实用新型专利9项，发表论文65篇，出版专著1部。成果在中国第一条高速铁路——武广高铁、350 km/h的京沪高铁、第一条高寒地区线——哈大高铁、亚欧大陆桥线——兰新高铁、京津城际铁路、郑西高铁、广深线，上海轨道交通明珠线，地铁1、2、4、7、9号线等几十条线路上得到推广应用。项目接触线产品架设里程占国内高速铁路建设总里程的50％以上，其中350 km/h以上占70％。近三年新增产值30.07亿元，新增利润2.01亿元，按照项目接触线产品导电率平均提高2％IACS计算，每年可为高速铁路运行节约电费约10亿元。中国有色金属加工工业协会、中国工程院院士一致认为项目技术达到国际先进水平。产品出口白俄罗斯、韩国、澳大利亚等国家。项目接触线产品在高速铁路上连续运营近10年，运行安全、稳定、可靠。

该项目属于有色金属及其合金材料领域。 高速铁路是国家发展的大动脉，接触线则是高速铁路的生命线，直接影响高速铁路的运行安全和速度。接触线不仅要为高速铁路提供电力，而且要承受高速受电磨损，要求接触线必须具备高的导电、强度、耐磨及抗软化等性能。中国高速铁路发展之初是引进全套德国接触线制备技术，国外技术垄断和封锁严重制约了中国高速铁路的发展。 项目在国家“863”计划支持下，历经16年的产学研合作研究，开发了微合金协同强化技术，突破了铜合金接触线高导电与高强度，以及与高耐磨、抗软化等性能协同优化的技术难题，研制出Cu-Ag、Cu-Mg、Cu-Cr-Zr三个系列的高性能铜合金接触线。开发了高效率、低成本、大规模、易推广的高性能铜合金接触线制备关键技术，打破了国外技术垄断与封锁，带动了整个接触线制造行业的发展，为中国高速铁路发展做出重要贡献。该项目是中国高速铁路技术引进吸收与自主创新的典范，主要技术创新如下： 1)发明了Cu-Ag、Cu-Mg微合金协同强化和成分精准控制技术，实现了接触线的导电与强度、耐磨及抗软化性能的协同提升。其中，Cu-Mg接触线的导电率达73％IACS、抗拉强度达555 MPa，相比德国的同类产品导电率和抗拉强度分别提高了5％IACS和55 MPa。 2)开发了350 km/h以上高速铁路用高强高导Cu-Cr-Zr合金接触线的上引连铸关键技术，实现了Zr元素的高收得率(≥68％)和稳定控制(0.05-0.10 wt％)，产品抗拉强度达600 MPa、导电率达80％IACS和伸长率达10.2％。 3)开发了国具有际先进水平的高质量、低成本、连续化的接触线制备关键技术，实现了具有自主知识产权的高性能铜合金接触线国产化制备。与水平连铸生产技术相比，直接降低成本40％，降低能耗35％，提高成材率9％。 4)阐明了铜合金接触线受电摩擦磨损机理，提出了两相协同提高耐磨性的新途径，为高性能铜合金接触线开发奠定重要理论基础。 项目获授权发明专利30项，实用新型专利9项，发表论文65篇，出版专著1部。成果在中国第一条高速铁路-武广高铁、350 km/h的京沪高铁、第一条高寒地区线-哈大高铁、亚欧大陆桥线-兰新高铁、京津城际铁路、郑西高铁、广深线，上海轨道交通明珠线，地铁1、2、4、7、9号线等几十条线路上得到推广应用。项目接触线产品架设里程占国内高速铁路建设总里程的50％以上，其中350 km/h以上占70％。近三年新增产值30.07亿元，新增利润2.01亿元，按照项目接触线产品导电率平均提高2％IACS计算，每年可为高速铁路运行节约电费约10亿元。中国有色金属加工工业协会、中国工程院院士一致认为项目技术达到国际先进水平。产品出口白俄罗斯、韩国、澳大利亚等国家。项目接触线产品在高速铁路上连续运营近10年，运行安全、稳定、可靠。