《牵引电机用导电铜及铜合金型材》国家标准编制说明

《牵引电机用导电铜及铜合金型材》国家标准编制说明

（送审稿）

1、 工作简况

根据有色标委下发的 [2012] 28号文件《关于转发2012年有色金属国家、行业标准制（修）订项目计划的通知》精神，《牵引电机用导电铜及铜合金型材》国家标准由宁波博威合金材料股份有限公司、河南源通科技发展有限公司、南车株洲电机有限公司、永济新时速电机电器有限责任公司(中国北车)负责起草。

本标准为首次制订。导电性是铜及铜合金最重要的一种特质，这种特质决定了铜及铜合金材料具有较高的性价比。因而成为所有导电用途金属材料中应用最广泛的一类。

其中牵引电机用导电铜及铜合金型材产品在此类材料中占有重要的位置。普遍应用于交通运输行业部门各种牵引电机。目前我国生产的此产品，国内没有一个统一的标准或要求，主要是参照国外标准要求，如日本三菱、新加坡、德国西门子、法国阿尔斯通等。随着我国的高铁快速发展，进入国际市场，急需制定牵引电机用导电铜及铜合金型材产品的国家标准，对产品的材料化学成分、各项性能、尺寸及其偏差以及检验方法予以规定，以便对产品进行规范，更好地满足产品的适用性，促进产品质量水平及创新能力的提高。

接到任务后，宁波博威合金材料股份有限公司、河南源通科技发展有限公司、南车株洲电机有限公司、永济新时速电机电器有限责任公司(中国北车)即成立了标准编制小组，首先整理收集本企业曾经生产的产品的技术要求及产品使用现状，为本标准全面、系统、有效的制定奠定了良好的基础。随后编制小组会同市场开发和营销人员对导电用铜及铜合金型材进行了全面的市场调研，全面、准确地了解了市场不同客户的需求以及产品未来的发展趋势，了解国内目前生产厂商的生产水平和现状。接下来，编制小组开始了本标准的起草工作，于2012年9月形成了本标准征求意见稿。经征求意见修改，于2013年6月编成讨论稿。于2013年6月20日请相关单位的专家在西宁标准会上，对讨论稿进行初步评审，经会议专家讨论修改和会后征求意见，形成本标准送审稿。

2、编制原则、主要技术指标确定依据

本标准是根据客户使用要求并参照国外日本三菱、新加坡、德国（西门子）、法国（阿尔斯通）等公司标准制定的。

2.1 因本标准牌号中TU1属于纯铜类，在西宁标准讨论会上，专家一致认为标准名称由原《牵引电机用导电铜合金型材》改为《牵引电机用导电铜及铜合金型材》。

2.2合金牌号的确定

本标准根据我国目前材料应用的实际，选取了国家标准中规定的6个牌号：、TU1、TUAg0.1、TP1、TCr1-0.15、TCr1-0.18、H90， 其中H90是目前新型CRH2型动车上使用较多的材料，并且有较好的应用前景，故将H90补充加入到本标准中，以及牵引电机行业新兴应用的2个牌号：HB90-0.1、HCr90-0.3。

2.3 状态的确定

本标准根据我国标准编写习惯，选取H04（硬）、TH04(固溶热处理+冷加工(硬) +沉淀热处理)、O65(拉伸退火)，其中O65状态是目前新型CRH3型动车上使用较多的材料，特加入到本标准中，共三种状态。

2.4规格范围 本标准根据牵引电机行业常规导电铜及铜合金型材的要求，规定规格为：5.0～20.0（4.0～10.0）×6.0.0～15.0×15.0～40.0×200.0～1200.0的矩形和梯形型材。

2.5尺寸及允许偏差的确定

本标准根据牵引电机行业常规导电铜及铜合金型材的要求制定。

2.6 力学性能的确定

本标准根据牵引电机行业常规导电铜及铜合金型材的要求，参考YS/T584、EN13605-2002标准制定。

2.7电性能的确定

本标准根据牵引电机行业常规导电铜及铜合金型材的要求，参考YS/T584、EN13605-2002标准制定。

2.8晶粒度

本标准根据牵引电机行业常规导电铜及铜合金型材的要求制定。

2.9 表面质量

型材表面质量的要求与EN13605-2002标准等同。规定型材的内外表面应清洁，不应有影响使用的有害缺陷。

3 性能指标及形状要求

本标准性能指标是根据牵引电机行业常规导电铜及铜合金型材的要求，参考YS/T584《电极材料用铬、锆青铜棒材》、EN13605-2002《导电用铜及铜合金型材和型线材》标准制定，各项指标具体见下表。

3.1 化学成分

型材牌号TU1、TUAg0.1、TP1、TCr1-0.15、TCr1-0.18、H90的化学成分应符合GB/T 5231中相应牌号的规定，其余牌号的化学成分应符合表1的规定。

表1 型材化学成分

合金牌号 化学成分/％

Cu B Cr Fe Si Pb Zn 杂质总和

HB90-0.1 90.0～91.0 0.01～0.15 - 0.05 0.2 0.02 余量 0.5

HCr90-0.3 90.0～91.0 - 0.2～0.4 0.05 - 0.02 余量 0.5

注1：元素含量为上下限者为基体元素和合金元素，元素含量为单个数值者为杂质元素，单个数值表示最高限量；

注2：杂质总和为表中所列杂质元素实测值总和；

注3：表中用“余量”表示的元素含量为100%减去表中所列元素实测值所得；

注4：经双方协商，可限制未规定的元素或要求加严限制已规定的元素。

3.2 外形尺寸及其允许偏差

3.2.1 型材其横截面尺寸允许偏差应符合表2规定。

表2 型材规格及其允许偏差 单位为毫米

外形 矩形宽α 梯形梯形上宽α 梯形下宽b 梯形/矩形高h 梯形/矩形长l

范围 5.0～20.0 4.0～10.0 6.0～15.0 15.0～40.0 200.0～1200.0

允许偏差 0

-0.05 0

-0.05 0

-0.05 0

-0.10 0

-2.0

注1：经供需双方协商，可供应其他规格和允许偏差的型材；

注2：需方要求双向偏差时，其值为表中数值的一半。 3.2.2 边棱形状

通常矩形、梯形型材应带有圆角，如图2所示，如订货时有要求，则应符合表3规定。

表3 矩形、梯形型材圆角半径 单位为毫米

梯形/矩形宽 圆角半径R

4～10 0.5～1.0

＞10～20 1.0～3.0

注：经供需双方协商，可供应其他圆角半径的型材。

3.2.3 平面度

平面度偏差应符合图1的规定。

图1 平面度偏差

3.2.4 直度

型材直度偏差应符合图2的规定。

图2 直度偏差

3.2.5 扭拧度

型材的扭拧度，按每300 mm不应超过1°控制（精确到度），长度小于300mm也按不超过1°控制。型材全长总扭拧度不应超过2°。

3.2.6 粗糙度

型材粗糙度应符合图3的规定。

图 3 粗糙度 3.3 力学性能

型材的纵向力学性能、硬度应符合表4的规定，客户有要求时进行规定塑性延伸强度试验。

表4 型材的力学性能

3.4 电性能

3.4.1 导电率

型材在室温（20℃）条件下，导电率应符合表5规定。

表5 型材的导电率

合金牌号 状态 体积电阻系数

Ω×mm2/m 导电率

%IACS 电导率

MS/m

TUAg0.1 H04 ≤0.01777 ≥97.0 ≥56.3

TU1 H04 ≤0.01777 ≥97.0 ≥56.3

O65 ≤0.01724 ≥100.0 ≥58.0

TP1 H04 ≤0.01818 ≥94.8 ≥55.0

O65 ≤0.01754 ≥98.3 ≥57.0

TCr1-0.15、TCr1-0.18 TH04 ≤0.0227 ≥75.9 ≥44.0

HB90-0.1、HCr90-0.3 H04 ≤0.0431 ≥40.0 ≥23.2

H90 H04 0.038-0.042 41.0-45.4 23.8-26.3

注： 1MS/m = 1m/（Ω×mm2）。

3.4.2 电阻温度系数

当需方有要求时，型材可进行电阻温度系数试验，其要求按双方协商制定。

3.5 无损探伤

当需方有要求时，型材可进行超声波探伤和渗透探伤试验，其要求按双方协商制定。

3.6 弯曲性能

当需方有要求时，型材可进行弯曲性能要求，其要求按双方协商制定。

3.7 氢脆试验

当需方有要求时，TU1、TUAg0.1、TP1型材可进行氢脆试验，其要求按双方协商制定。

3.8 晶粒度

当需方有要求时，型材可进行晶粒度检测，其要求按双方协商制定。 牌号 状态 抗拉强度Rm

MPa 规定塑性延伸强度Rp0.2

MPa 断后伸长率A100mm

% 布氏硬度

HB

常温 高温（350℃） 常温 高温（350℃） 常温 高温（350℃） 常温

TU1 H04 ≥260 - ≥220 - ≥18 - ≥70

O65 195-255 - ≥55 - ≥25 - ≥47

TP1 H04 ≥260 - ≥220 - ≥18 - ≥70

O65 ≥230 - ≥160 - ≥18 - ≥65

TUAg0.1 H04 ≥275 - ≥230 - ≥12 - ≥75

TCr1-0.15、

TCr1-0.18 TH04 ≥360 - ≥275 - ≥15 - ≥110

HB90-0.1、

HCr90-0.3 H04 ≥330 ≥245 ≥270 - ≥15 ≥5.2 ≥75

H90 H04 ≥294 - ≥120 - ≥15 - -

注 ：经双方协商可供其他力学性能的型材，具体要求应在合同中注明。 3.9 表面质量

型材的表面应清洁，不应有影响使用的有害缺陷。

4 结语

从各项指标对比可以看出，本标准对牵引电机行业常规导电铜及铜合金型材的各项性能指标及要求进行了详细、明确的规定，能更好的对产品进行规范，满足产品的适用性，促进牵引电机行业导电铜及铜合金型材的发展。同时满足国际接轨的需求。

本标准是首次制订，建议作为推荐性国家标准。

宁波博威合金材料股份有限公司

河南源通科技发展有限公司

南车株洲电机有限公司

永济新时速电机电器有限责任公司(中国北车)

2013.09.09