权利要求
1.一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将硝酸镧、去离子水、柠檬酸搅匀，形成溶胶后，将溶胶缓慢滴入镁粉悬浮液中，同时滴加氨水调节pH至9~10，持续搅拌，离心分离，洗涤，真空干燥后，置于管式炉中，通入氩气，升温，保温，冷却得到Mg-La2O3核壳颗粒;
S2、将碳酸镁粉末与硅藻土混合均匀后，压制成块，烘烤制得覆盖剂;
S3、将阴极铜板烘烤，高温熔化，投入Mg-La2O3核壳颗粒和硼掺杂石墨烯-硅材料搅拌，并将覆盖剂轻置于熔体表面，冷却，牵引得到铜镁合金铸杆后，均匀切断，预热，挤压，拉制，得到高强度铜镁合金接触线。
2.根据权利要求1所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，所述镁粉悬浮液由预处理的镁粉分散在无水乙醇中，高速搅拌30min得到。
3.根据权利要求2所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，所述预处理的镁粉由镁粉浸泡在质量浓度为5%的稀盐酸中10min，用去离子水洗涤至中性，随后用无水乙醇清洗3次，在60℃下真空干燥12h得到。
4.根据权利要求1所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中持续搅拌的时间为6~10h，洗涤所用洗涤剂为乙醇、洗涤次数为3~5次，真空干燥温度为60~80℃、时间为5~7h，升温速率为10℃/min、升温至400~600℃，保温时间为2h。
5.根据权利要求1所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，在冷却后装入流化床CVD反应器，通入氢气，升温至800℃，保温30min，调节温度至950℃，通入甲烷，生长30min，关闭甲烷，在氢气氛围中冷却至200℃后切换为氩气，冷却至室温，最终制得Mg-La2O3核壳颗粒。
6.根据权利要求1所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中，烘烤温度为100℃~150℃、时间为3~5h。
7.根据权利要求1所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，所述硼掺杂石墨烯-硅材料由硼酸、氧化石墨烯和硅混合后，球磨30~60min，在氩气和氢气气氛中在900℃下烧结3~5h得到。
8.根据权利要求1所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中将阴极铜板烘烤10~20min，投入坩埚熔炼炉中，保持在氮气气氛下，在1200~1400℃熔化，投入Mg-La2O3核壳颗粒和硼掺杂石墨烯-硅材料保持搅拌2~4h，并将覆盖剂轻轻放置于熔体表面，然后通过结晶器冷却，并以200~500mm/min的速度牵引得到直径为20~30mm的铜镁合金铸杆。
9.根据权利要求8所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，其特征在于，所述牵引得到铜镁合金铸杆后，均匀断成5~10根，在650~750℃下预加热后，导入连续挤压机，在500~600℃、1000~1500MPa的条件下挤压得到直径为25~30mm铜镁合金挤压杆后，经多道次拉制得到横截面为150mm2的高强度铜镁合金接触线。
10.一种高强度铜镁合金接触线，利用权利要求1~9任一项所述的一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺制备得到，其特征在于，包括如下质量份的原料：阴极铜板42~70份、Mg-La2O3核壳颗粒1.7~3.2份、硼掺杂石墨烯-硅材料0.5~0.8份、覆盖剂1.9~2.3份。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及接触线技术领域，具体涉及一种高强度铜镁合金接触线及其制备工艺。
背景技术
[0002]当前电气化铁路接触线一般采用的材质包括纯铜、铜银合金、铜锡合金、铜镁合金等，其中铜锡合金、铜镁合金以及铜铬锆等多元铜合金的使用逐渐增多，主要是为了提高接触线的抗拉强度，以满足高速铁路时速200km/h及以上悬挂张力加大的使用要求。接触线在铁路电气化系统中负责传输电力给电力机车及车辆，确保铁路的正常运行。在这一过程中，接触线的抗拉强度、导电性能和耐软化性能成为了衡量其性能的关键指标。
[0003]随着铜锡合金、铜镁合金等合金元素的引入，接触线的抗拉强度得到了显著提升，但这也带来了导电性能的大幅下降。以铜镁合金为例，其导电率仅为62%~77%IACS(国际铜业协会标准)，远低于纯铜的97%IACS。导电性能的下降意味着接触网供电线路的阻抗增大，从而导致电能损耗增加，尤其在大电流负载下，电能损失的现象明显，导电性能大幅下降。
[0004]在铁道行业标准中，铜银合金接触线的抗拉强度和纯铜接触线相同，导电率相比纯铜接触线更高。铜银合金中，银的加入主要是为了改善材料的耐软化性能，同时能够保证其抗拉强度和导电率不低于纯铜接触线。铜银合金的优势在于其耐软化性能显著提高，这对于接触线在高温环境下的长期使用至关重要。尽管铜银合金的耐软化性提高，但这种合金的生产成本显著增加，银作为贵金属的价格较高，使得铜银合金的应用成本远高于纯铜材料，这也是其在实际应用中受到限制的原因之一。
[0005]因此，需要提供一种高强度铜镁合金接触线及其制备工艺，以解决上述现有技术存在的问题。
发明内容
[0006]有鉴于此，本发明提供一种高强度铜镁合金接触线及其制备工艺，能够满足高导电率的同时提升接触线抗拉强度。
[0007]为实现上述目的，本发明提供一种高强度铜镁合金接触线的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将硝酸镧、去离子水、柠檬酸搅匀，形成溶胶后，将溶胶缓慢滴入镁粉悬浮液中，同时滴加氨水调节pH至9~10，持续搅拌，离心分离，洗涤，真空干燥后，置于管式炉中，通入氩气，升温，保温，冷却得到Mg-La2O3核壳颗粒;
S2、将碳酸镁粉末与硅藻土混合均匀后，压制成块，烘烤制得覆盖剂;
S3、将阴极铜板烘烤，高温熔化，投入Mg-La2O3核壳颗粒和硼掺杂石墨烯-硅材料搅拌，并将覆盖剂轻置于熔体表面，冷却，牵引得到铜镁合金铸杆后，均匀切断，预热，挤压，拉制，得到高强度铜镁合金接触线。
[0008]本发明通过溶胶凝胶法制备Mg-La2O3核壳颗粒，实现Mg在铜熔体中的梯度释放。Mg-La2O3核壳颗粒在熔炼过程中，镁不会立即在整个合金中均匀分布，而是通过La2O3壳层控制其扩散速率，优先聚集在铜晶界，有效减少了晶格畸变造成合金的机械性能下降问题;镁在晶界聚集形成更强的界面，从而增强合金的高温稳定性和抗疲劳性能，并且高温熔化投入Mg-La2O3核壳颗粒后，部分镁在高温下与La2O3发生反应，生成LaMgO3尖晶石相，进一步增强了晶界的稳定性，防止晶粒的过度长大;LaMgO3尖晶石相能够承受更高温度以及拉伸过程中的应力，进一步提升铜镁合金的抗拉强度和长期稳定性;另外，La2O3的存在能够通过能够细化晶粒，降低晶粒间的障碍，减少电子传输过程中的散射效应，进一步增强合金的导电率。
[0009]本发明制备覆盖剂，通过碳酸镁与硅藻土的协同作用，优化了铜镁合金熔炼的质量与效率。覆盖剂的加入隔绝了熔体与空气中的氧气接触，并且碳酸镁在高温下分解生成二氧化碳气体，使得氧气更难接触熔体，从而进一步抑制了熔体表面形成氧化膜，避免了氧化膜阻碍电流的流通，导致合金导电性降低的问题;硅藻土保证了覆盖剂的稳定性和持久性，避免了熔炼过程中因覆盖层破裂或失效带来的负面影响。另外，也避免了铜镁合金内部过量氧化物的存在造成晶格缺陷和脆性增大，从而导致合金抗拉强度降低的问题。
[0010]本发明在熔体中加入硼掺杂石墨烯-硅材料，以提高接触线的电导率。其中，硼取代石墨烯晶格中的碳原子，引入空穴型载流子，进一步提升了电子迁移率，赋予整体更高的电导率，同时通过B-Cu键合降低界面张力，增强石墨烯与铜的浸润性，避免界面孔隙导致的导电损失。硅纳米颗粒作为石墨烯的载体，通过B-Si键与石墨烯结合，同时与铜基体形成纳米级Cu3Si相，形成三维的导电网络，促进石墨烯均匀分散的同时避免了由于金属晶格变形导致的电导率丧失。
[0011]可选的，所述镁粉悬浮液由预处理的镁粉分散在无水乙醇中，高速搅拌30min得到。
[0012]可选的，所述预处理的镁粉由镁粉浸泡在质量浓度为5%的稀盐酸中10min，用去离子水洗涤至中性，随后用无水乙醇清洗3次，在60℃下真空干燥12h得到。
[0013]本发明利用稀盐酸浸泡，溶解镁粉表面的氧化镁和吸附杂质，提高镁粉的纯度。
[0014]可选的，所述步骤S1中持续搅拌的时间为6~10h，洗涤所用洗涤剂为乙醇、洗涤次数为3~5次，真空干燥温度为60~80℃、时间为5~7h，升温速率为10℃/min、升温至400~600℃，保温时间为2h。
[0015]可选的，所述步骤S1中，在冷却后装入流化床CVD反应器，通入氢气，升温至800℃，保温30min，调节温度至950℃，通入甲烷，生长30min，关闭甲烷，在氢气氛围中冷却至200℃后切换为氩气，冷却至室温，最终制得Mg-La2O3核壳颗粒。
[0016]本发明利用甲烷作为碳源，通过气相沉积，甲烷中的碳源分解后，以气态形式沉积在Mg-La2O3核壳颗粒的表面均匀生成石墨烯，形成一层致密层状结构形成物理屏障，隔绝氧气渗透，外层石墨烯在600℃以上高温破裂释放镁，延缓镁的释放进一步降低镁的烧损率;并且破裂的石墨烯可以分散在熔体中，进一步提高导电率。
[0017]可选的，所述步骤S2中，烘烤温度为100℃~150℃、时间为3~5h。
[0018]可选的，所述硼掺杂石墨烯-硅材料由硼酸、氧化石墨烯和硅混合后，球磨30~60min，在氩气和氢气气氛中在900℃下烧结3~5h得到。
[0019]可选的，所述步骤S3中将阴极铜板烘烤10~20min，投入坩埚熔炼炉中，保持在氮气气氛下，在1200~1400℃熔化，投入Mg-La2O3核壳颗粒和硼掺杂石墨烯-硅材料保持搅拌2~4h，并将覆盖剂轻轻放置于熔体表面，然后通过结晶器冷却，并以200~500mm/min的速度牵引得到直径为20~30mm的铜镁合金铸杆。
[0020]可选的，所述牵引得到铜镁合金铸杆后，均匀断成5~10根，在650~750℃下预加热后，导入连续挤压机，在500~600℃、1000~1500MPa的条件下挤压得到直径为25~30mm铜镁合金挤压杆后，经多道次拉制得到横截面为150mm2的高强度铜镁合金接触线。
[0021]本发明对铜镁合金铸杆进行预热处理可以有效降低铜镁合金铸杆的内应力，使其在后续的挤压过程中有更好的延展性，避免出现裂纹或过度的应力集中现象。
[0022]可选的，所述高强度铜镁合金接触线包括如下质量份的原料：阴极铜板42~70份、Mg-La2O3核壳颗粒1.7~3.2份、硼掺杂石墨烯-硅材料0.5~0.8份、覆盖剂1.9~2.3份。
[0023]本发明采用上述质量份数匹配比，能够在多个方面提升铜镁合金的整体性能，铜镁合金的导电性、抗拉强度、热稳定性均得到了优化。
[0024]本发明的上述技术方案至少包括以下有益效果：
1、本发明通过溶胶凝胶法制备Mg-La2O3核壳颗粒，实现镁在铜熔体中的梯度释放，控制镁的扩散速率，使其优先聚集在铜晶界，增强合金的高温稳定性和抗疲劳性能。部分镁与La2O3反应生成LaMgO3尖晶石相，稳定晶界，防止晶粒过度长大，提升抗拉强度和长期稳定性。此外，La2O3细化晶粒，减少散射效应，提升合金的导电率。
[0025]2、本发明的覆盖剂通过碳酸镁与硅藻土的协同作用，提升了铜镁合金熔炼质量与效率。碳酸镁在高温下分解生成二氧化碳气体，使得氧气更难接触熔体，避免造成表面和内部氧化物过多对合金导电性以及抗拉强度的影响。硅藻土保证覆盖剂的稳定性与持久性，避免熔炼过程中破裂或失效。
[0026]3、本发明通过在熔体中加入硼掺杂石墨烯-硅材料，提升接触线电导率。硼取代石墨烯中的碳原子，引入空穴型载流子，增强电子迁移率，提高整体电导率。B-Cu键合降低界面张力，增强石墨烯与铜的浸润性，硅纳米颗粒作为石墨烯载体，通过B-Si键与石墨烯结合，形成纳米级Cu3Si相，构建三维导电网络，确保石墨烯均匀分散并避免金属晶格变形导致电导率下降。
附图说明
[0027]图1为本发明实施例1产品的横截面金相图;
图2为本发明实施例3产品的横截面金相图。
具体实施方式
[0028]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]准备工作：将5kg镁粉浸泡在质量浓度为5%稀盐酸中10min，用去离子水洗涤至中性，随后用无水乙醇清洗3次，在60℃下真空干燥12h，得到预处理的镁粉;将4kg预处理的镁粉分散在40L无水乙醇中，高速搅拌30min得到镁粉悬浮液。
[0030]实施例1
将1kg硝酸镧溶于23L去离子水中搅拌均匀，加入0.8kg柠檬酸搅拌至完全溶解，形成透明溶胶后，将溶胶缓慢滴入30L镁粉悬浮液中，同时滴加氨水调节pH至9.6，持续搅拌7h，离心分离，用乙醇洗涤5次，在80℃下真空干燥6h，得到Mg-La(OH)3前驱体;将前驱体置于管式炉中，通入氩气，以10℃/min升温至500℃，保温2h，自然冷却至室温，装入流化床CVD反应器，通入氢气，升温至800℃，保温30min，调节温度至950℃，通入甲烷作为碳源，生长时间30min，关闭甲烷，在氢气氛围中冷却至200℃后切换为氩气，冷却至室温，制得Mg-La2O3核壳颗粒。
[0031]将15kg碳酸镁粉末与5kg硅藻土混合均匀后，压制成块，在130℃下进行烘烤4h，去除其中的水分，制得覆盖剂。硼酸、氧化石墨烯和硅混合后，球磨60min，在氩气和氢气混合气氛中在900℃下烧结5h，得到硼掺杂石墨烯-硅材料。
[0032]将10块阴极铜板悬挂在熔炼炉炉口烘烤20min后，投入坩埚熔炼炉中，保持在氮气气氛下，在1400℃熔化，投入2.6kg Mg-La2O3核壳颗粒和0.8kg硼掺杂石墨烯-硅材料保持搅拌4h，并将2kg覆盖剂轻轻放置于熔体表面，然后通过结晶器冷却，并以300mm/min的速度牵引得到直径为25mm的铜镁合金铸杆;其中，覆盖剂覆盖厚度不得低于100mm，每隔12h清理一次覆盖剂。
[0033]取2500mm铜镁合金铸杆均匀断成10根，在750℃下预加热后并对挤压轮表面预热处理后，将铜镁合金铸杆导入连续挤压机，在600℃、1500MPa的条件下，经挤压得到直径为30mm铜镁合金挤压杆;将挤压杆导入拉制设备经多道次拉制，得到横截面为150mm2的高强度铜镁合金接触线。
[0034]实施例2
将1kg硝酸镧溶于23L去离子水中搅拌均匀，加入0.8kg柠檬酸搅拌至完全溶解，形成透明溶胶后，将溶胶缓慢滴入30L镁粉悬浮液中，同时滴加氨水调节pH至9，持续搅拌10h，离心分离，用乙醇洗涤3次，在60℃下真空干燥7h，得到Mg-La(OH)3前驱体;将前驱体置于管式炉中，通入氩气，以10℃/min升温至400℃，保温2h，自然冷却至室温，装入流化床CVD反应器，通入氢气，升温至800℃，保温30min，调节温度至950℃，通入甲烷作为碳源，生长时间30min，关闭甲烷，在氢气氛围中冷却至200℃后切换为氩气，冷却至室温，制得Mg-La2O3核壳颗粒。
[0035]将15kg碳酸镁粉末与5kg硅藻土混合均匀后，压制成块，在150℃下进行烘烤3h，去除其中的水分，制得覆盖剂。硼酸、氧化石墨烯和硅混合后，球磨50min，在氩气和氢气混合气氛中在900℃下烧结5h，得到硼掺杂石墨烯-硅材料。
[0036]将6块阴极铜板悬挂在熔炼炉炉口烘烤10min后，投入坩埚熔炼炉中，保持在氮气气氛下，在1400℃熔化，投入2.1kg Mg-La2O3核壳颗粒和0.8kg硼掺杂石墨烯-硅材料保持搅拌3h，并将1.9kg覆盖剂轻轻放置于熔体表面，然后通过结晶器冷却，并以500mm/min的速度牵引得到直径为20mm的铜镁合金铸杆;其中，覆盖剂覆盖厚度不得低于100mm，每隔12h清理一次覆盖剂。
[0037]取2000mm铜镁合金铸杆均匀断成5根，在650℃下预加热后并对挤压轮表面预热处理后，将铜镁合金铸杆导入连续挤压机，在600℃、1200MPa的条件下，经挤压得到直径为25mm铜镁合金挤压杆;将挤压杆导入拉制设备经多道次拉制，得到横截面为150mm2的高强度铜镁合金接触线。
[0038]实施例3
将1kg硝酸镧溶于23L去离子水中搅拌均匀，加入0.8kg柠檬酸搅拌至完全溶解，形成透明溶胶后，将溶胶缓慢滴入30L镁粉悬浮液中，同时滴加氨水调节pH至10，持续搅拌6h，离心分离，用乙醇洗涤5次，在80℃下真空干燥5h，得到Mg-La(OH)3前驱体;将前驱体置于管式炉中，通入氩气，以10℃/min升温至600℃，保温2h，自然冷却至室温，装入流化床CVD反应器，通入氢气，升温至800℃，保温30min，调节温度至950℃，通入甲烷作为碳源，生长时间30min，关闭甲烷，在氢气氛围中冷却至200℃后切换为氩气，冷却至室温，制得Mg-La2O3核壳颗粒。
[0039]将15kg碳酸镁粉末与5kg硅藻土混合均匀后，压制成块，在150℃下进行烘烤3h，去除其中的水分，制得覆盖剂。硼酸、氧化石墨烯和硅混合后，球磨30min，在氩气和氢气混合气氛中在900℃下烧结3h，得到硼掺杂石墨烯-硅材料。
[0040]将7块阴极铜板悬挂在熔炼炉炉口烘烤10min后，投入坩埚熔炼炉中，保持在氮气气氛下，在1200℃熔化，投入1.7kg Mg-La2O3核壳颗粒和0.5kg硼掺杂石墨烯-硅材料保持搅拌2h，并将2kg覆盖剂轻轻放置于熔体表面，然后通过结晶器冷却，并以200mm/min的速度牵引得到直径为25mm的铜镁合金铸杆;其中，覆盖剂覆盖厚度不得低于100mm，每隔12h清理一次覆盖剂。
[0041]取2400mm铜镁合金铸杆均匀断成8根，在700℃下预加热后并对挤压轮表面预热处理后，将铜镁合金铸杆导入连续挤压机，在500℃、1000MPa的条件下，经挤压得到直径为28mm铜镁合金挤压杆;将挤压杆导入拉制设备经多道次拉制，得到横截面为150mm2的高强度铜镁合金接触线。
[0042]实施例4
将1kg硝酸镧溶于23L去离子水中搅拌均匀，加入0.8kg柠檬酸搅拌至完全溶解，形成透明溶胶后，将溶胶缓慢滴入30L镁粉悬浮液中，同时滴加氨水调节pH至9.2，持续搅拌7h，离心分离，用乙醇洗涤4次，在65℃下真空干燥6.5h，得到Mg-La(OH)3前驱体;将前驱体置于管式炉中，通入氩气，以10℃/min升温至500℃，保温2h，自然冷却至室温，装入流化床CVD反应器，通入氢气，升温至800℃，保温30min，调节温度至950℃，通入甲烷作为碳源，生长时间30min，关闭甲烷，在氢气氛围中冷却至200℃后切换为氩气，冷却至室温，制得Mg-La2O3核壳颗粒。
[0043]将15kg碳酸镁粉末与5kg硅藻土混合均匀后，压制成块，在120℃下进行烘烤3.5h，去除其中的水分，制得覆盖剂。硼酸、氧化石墨烯和硅混合后，球磨40min，在氩气和氢气混合气氛中在900℃下烧结4h，得到硼掺杂石墨烯-硅材料。
[0044]将8块阴极铜板悬挂在熔炼炉炉口烘烤15min后，投入坩埚熔炼炉中，保持在氮气气氛下，在1300℃熔化，投入3.2kg Mg-La2O3核壳颗粒和0.7kg硼掺杂石墨烯-硅材料保持搅拌3h，并将3.2kg覆盖剂轻轻放置于熔体表面，然后通过结晶器冷却，并以400mm/min的速度牵引得到直径为30mm的铜镁合金铸杆;其中，覆盖剂覆盖厚度不得低于100mm，每隔12h清理一次覆盖剂。
[0045]取2100mm铜镁合金铸杆均匀断成7根，在650℃下预加热后并对挤压轮表面预热处理后，将铜镁合金铸杆导入连续挤压机，在550℃、1400MPa的条件下，经挤压得到直径为26mm铜镁合金挤压杆;将挤压杆导入拉制设备经多道次拉制，得到横截面为150mm2的高强度铜镁合金接触线。
[0046]实施例5
将1kg硝酸镧溶于23L去离子水中搅拌均匀，加入0.8kg柠檬酸搅拌至完全溶解，形成透明溶胶后，将溶胶缓慢滴入30L镁粉悬浮液中，同时滴加氨水调节pH至9.7，持续搅拌8h，离心分离，用乙醇洗涤4次，在70℃下真空干燥5h，得到Mg-La(OH)3前驱体;将前驱体置于管式炉中，通入氩气，以10℃/min升温至500℃，保温2h，自然冷却至室温，装入流化床CVD反应器，通入氢气，升温至800℃，保温30min，调节温度至950℃，通入甲烷作为碳源，生长时间30min，关闭甲烷，在氢气氛围中冷却至200℃后切换为氩气，冷却至室温，制得Mg-La2O3核壳颗粒。
[0047]将15kg碳酸镁粉末与5kg硅藻土混合均匀后，压制成块，在100℃下进行烘烤3.5h，去除其中的水分，制得覆盖剂。硼酸、氧化石墨烯和硅混合后，球磨60min，在氩气和氢气混合气氛中在900℃下烧结3h，得到硼掺杂石墨烯-硅材料。
[0048]将9块阴极铜板悬挂在熔炼炉炉口烘烤16min后，投入坩埚熔炼炉中，保持在氮气气氛下，在1300℃熔化，投入0.92kg Mg-La2O3核壳颗粒和0.03kg硼掺杂石墨烯-硅材料保持搅拌3h，并将1.8kg覆盖剂轻轻放置于熔体表面，然后通过结晶器冷却，并以400mm/min的速度牵引得到直径为27mm的铜镁合金铸杆;其中，覆盖剂覆盖厚度不得低于100mm，每隔12h清理一次覆盖剂。
[0049]取2500mm铜镁合金铸杆均匀断成10根，在700℃下预加热后并对挤压轮表面预热处理后，将铜镁合金铸杆导入连续挤压机，在550℃、1500MPa的条件下，经挤压得到直径为30mm铜镁合金挤压杆;将挤压杆导入拉制设备经多道次拉制，得到横截面为150mm2的高强度铜镁合金接触线。
[0050]实施例6
将1kg硝酸镧溶于23L去离子水中搅拌均匀，加入0.8kg柠檬酸搅拌至完全溶解，形成透明溶胶后，将溶胶缓慢滴入30L镁粉悬浮液中，同时滴加氨水调节pH至9，持续搅拌9h，离心分离，用乙醇洗涤3次，在80℃下真空干燥6h，得到Mg-La(OH)3前驱体;将前驱体置于管式炉中，通入氩气，以10℃/min升温至400℃，保温2h，自然冷却至室温，装入流化床CVD反应器，通入氢气，升温至800℃，保温30min，调节温度至950℃，通入甲烷作为碳源，生长时间30min，关闭甲烷，在氢气氛围中冷却至200℃后切换为氩气，冷却至室温，制得Mg-La2O3核壳颗粒。
[0051]将15kg碳酸镁粉末与5kg硅藻土混合均匀后，压制成块，在110℃下进行烘烤5h，去除其中的水分，制得覆盖剂。硼酸、氧化石墨烯和硅混合后，球磨50min，在氩气和氢气混合气氛中在900℃下烧结4.5h，得到硼掺杂石墨烯-硅材料。
[0052]将8块阴极铜板悬挂在熔炼炉炉口烘烤20min后，投入坩埚熔炼炉中，保持在氮气气氛下，在1400℃熔化，投入1.9kg Mg-La2O3核壳颗粒和0.6kg硼掺杂石墨烯-硅材料保持搅拌4h，并将3kg覆盖剂轻轻放置于熔体表面，然后通过结晶器冷却，并以400mm/min的速度牵引得到直径为27mm的铜镁合金铸杆;其中，覆盖剂覆盖厚度不得低于100mm，每隔12h清理一次覆盖剂。
[0053]取2400mm铜镁合金铸杆均匀断成8根，在750℃下预加热后并对挤压轮表面预热处理后，将铜镁合金铸杆导入连续挤压机，在600℃、1000MPa的条件下，经挤压得到直径为25mm铜镁合金挤压杆;将挤压杆导入拉制设备经多道次拉制，得到横截面为150mm2的高强度铜镁合金接触线。
[0054]本发明还进行了对比例及相关试验。
[0055]对比例1
与实施例1相比，区别在于，未制备Mg-La2O3核壳颗粒，直接加入Mg粉末，其他制备步骤和组分不变，最终制得高强度铜镁合金接触线。
[0056]对比例2
与实施例1相比，区别在于，未制备覆盖剂，直接使用炭黑作为覆盖剂，其他制备步骤和组分不变，最终制得高强度铜镁合金接触线。
[0057]对比例3
与实施例1相比，区别在于，未制备硼掺杂石墨烯-硅材料，直接加入石墨烯，其他制备步骤和组分不变，最终制得高强度铜镁合金接触线。
[0058]性能检测试验
对实施例1~6以及对比例1~3制得的高强度铜镁合金接触线进行力学性能和导电性能测试，测定条件为速度等级：400~450km/h、试验张力：36~42KN，按照TB/T2809-2017电气化铁路用铜及铜合金接触线中国铁路行业标准进行测试，力学性能测试结果如表1所示，导电性能测试结果如表2所示。
[0059]表1
[0060]由表1可知，实施例1~6中制得的高强度铜镁合金接触线相较于对比例1~3具有更高的抗拉强度、拉断力以及抗疲劳性能，均可达到中国铁路行业标准TB/T2809-2017中对CTMH的要求，适用于400km/h高铁线路的高强高导铜镁合金接触线。
[0061]结合表1数据可知，对比例1由于直接加入Mg粉末，导致晶粒粗化，进而使得力学性能显著下降，并且实施例1中Mg-La2O3核壳颗粒的加入对抑制疲劳裂纹扩展也起到了重要作用;对比例2使用传统的炭黑覆盖剂抗疲劳性能最差，可能是由于炭黑容易烧结，导致熔体局部氧化和应力集中。利用本发明实施例1~6所述方法制得的成品晶粒尺度较细，并且内部各物质分散均匀，不容易团聚，如图1~2所示为成品的金相图，其中图1为实施例1产品的横截面金相图，图2为实施例3产品的横截面金相图。
[0062]表2
[0063]由表2可知，所有实施例的导电率均超过标准要求，对比例1相较于实施例1因镁烧损率提高导致铜基体杂质增多，造成导电率显著下降，电阻率显著提高;对比例2由于炭黑烧结残留碳杂质，降低电子迁移率，对导电率和电阻率也造成了影响;相较于对比例3，实施例1加入硼掺杂石墨烯-硅材料取代传统直接加入石墨烯，使得导电率和电阻率显著提高。
[0064]以上是本发明的优选实施方式，本技术领域普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
说明书附图(2)
