选择性激光熔化技术制备的Cu-10Sn合金的载流摩擦学性能
2024-03-13方长洋季德惠熊光耀肖叶龙赵火平沈明学
方长洋,季德惠,熊光耀,肖叶龙,2,赵火平,2,沈明学,2
(1.华东交通大学材料科学与工程学院,江西南昌 330013;2.华东交通大学载运工具与 装备教育部重点实验室,江西南昌 330013)
载流摩擦磨损广泛存在于现代铁路交通系统、电力发电系统、航空航天、电磁轨道炮等领域[1]。在弓网系统中,电网接触线直接与受电弓摩擦接触,将电流引入机车,为机车持续供应电力[2-5]。目前世界上广泛应用的接触线材料为铜锡合金和铜镁合金,其中铜锡合金的载流性能更好[6]。根据国家铁路标准TB/T 2809—2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》,CTSH120接触线的锡含量为0.35%~0.70%(质量分数),采用连续挤压法生产,要求其抗拉强度大于 510 MPa,导电率大于68%(IACS),横向晶粒尺寸小于0.03 mm[7]。CTSH120接触线已在郑州铁路局京广线和秦沈铁路高速(250 km/h)试验段等取得良好的实践效果。相比于铜镁合金,铜锡合金接触线制造工艺简单,成品率高,价格相对便宜[8],但因关键技术受限,我国CTSH120接触线的抗拉强度及导电率不及国外产品[9]。目前,接触线常见的生产方法有3种[10]:上引连铸法、连铸连轧法和连续挤压法。其中连续挤压法因其独特的优势在接触线制造中得到了广泛的应用。但通过连续挤压法生产接触线时偶尔会在接触线表面产生气泡,对接触线性能产生不利影响。
近年来,选择性激光熔化(SLM)技术发展迅速,它利用高能激光对细金属粉末进行逐层选择性熔化,可以制造出接近全密度的复杂金属零件[11],且具有更高的尺寸精度和控制均匀微观结构的能力,所制备的构件具有高强度、高各向异性和低延性等优点,成为最广泛使用的增材制造方法[12-13]。……
