專利名稱：制造銅包鋁排的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造雙金屬?gòu)?fù)合材料的生產(chǎn)方法，尤其是一種銅包鋁排的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
銅包鋁排是一新型雙金屬?gòu)?fù)合材料，經(jīng)濟(jì)適用、綠色環(huán)保、節(jié)約銅資源。該產(chǎn)品采用獨(dú)特工藝技術(shù)制造，具有良好的力學(xué)和電學(xué)性能。廣泛應(yīng)用于電力、通訊等備用電源組合蓄電池的連接，母線槽、變壓器繞組、高、低壓開(kāi)關(guān)柜、高、中頻加熱設(shè)備，變電室進(jìn)戶連接，起重機(jī)滑觸線，變壓器等行業(yè)。目前生產(chǎn)銅包鋁排的方法有以下幾種①較早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的方法是鋁線鍍銅法，它是在鋁芯線表面電鍍銅層以獲得銅包鋁線的方法。這種方法較為簡(jiǎn)便，但鍍層的成分不純、脆性大，并且鍍銅層與鋁芯線往往不同心，難以滿足同軸電纜的使用要求，目前此方法已經(jīng)淘汰。②軋制壓接法。將經(jīng)過(guò)清洗并加熱的兩條銅帶從上下兩個(gè)方向包覆鋁芯線，利用軋輥施加的壓力將銅帶與鋁芯線壓接在一起，然后將銅帶接縫的兩個(gè)凸耳切除形成線坯。將線坯進(jìn)行拉拔獲得所需直徑的線材，再通過(guò)熱處理賦予線材所需性能。這種方法具有產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高及環(huán)保問(wèn)題少等優(yōu)點(diǎn)，但工藝比較復(fù)雜，涉及的工序比較多，軋壓設(shè)備投資較大，因而生產(chǎn)成本較高。國(guó)外大多采用縱包軋制法。③目前使用最多的包覆焊接法，其工藝原理是采用包覆焊接裝置，將經(jīng)過(guò)清洗的銅帶逐步形成圓管狀，包覆在清洗過(guò)的鋁芯線周圍。采用氬弧焊將銅管的縱縫焊接起來(lái)形成線坯。然后通過(guò)拉拔和熱處理獲得所需的線材直徑和性能。這種工藝模式相對(duì)較為簡(jiǎn)單，設(shè)備不太復(fù)雜，所生產(chǎn)的銅包鋁線質(zhì)量較好，為目前國(guó)內(nèi)主要的生產(chǎn)方法。④另外一種工藝方法為靜液擠壓法，它是一種特殊的潤(rùn)滑擠壓工藝，制備銅包鋁線材的基本原理是將大直徑紫銅管坯和純鋁棒坯制成的復(fù)合坯料經(jīng)靜液擠壓獲得線坯，利用高靜水壓力和大加工變形率作用實(shí)現(xiàn)銅、鋁之間的冶金結(jié)合。其工藝特點(diǎn)為在擠壓過(guò)程中，坯料周圍充滿粘性介質(zhì)，壓力通過(guò)介質(zhì)作用的坯料上，坯料受到均勻的等靜水壓力，在擠壓過(guò)程中沒(méi)有鐓粗變形，與擠壓筒、擠壓軸沒(méi)有接觸，變形區(qū)與擠壓模之間的摩擦控制在最小范圍內(nèi)，因此從表層到芯部都能保持較均勻變形。
綜合以上，銅包鋁線的制備工藝基本上均采用固相結(jié)合法，即通過(guò)塑性變形使兩金屬結(jié)合面接近到原子間距離，形成大量的結(jié)合點(diǎn)，經(jīng)過(guò)擴(kuò)散熱處理，最終形成界面的牢固結(jié)合。銅包鋁線成形的核心要求是保證金屬間可靠的結(jié)合，以上各種工藝方法存在的問(wèn)題在于對(duì)坯料的清潔度要求很高，由線坯到成品總加工率較低且需要多次退火，由于銅和鋁之間較大的力學(xué)性能的差異，很容易導(dǎo)致小加工率拉拔加工過(guò)程中產(chǎn)生界面局部開(kāi)裂、包覆層與芯材的斷裂等缺陷，造成成品率和電導(dǎo)率降低。因此，需要開(kāi)發(fā)高效的銅包鋁線材的制備工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單，操作方便的制造銅包鋁排的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種制造銅包鋁排的生產(chǎn)方法，其工藝步驟如下①將包覆材料銅預(yù)制成壁厚均勻的銅管；②對(duì)步驟①中所生成的銅管內(nèi)壁進(jìn)行清洗，去處其表面的油污及氧化層；③在上述銅管內(nèi)壁鍍覆一層保護(hù)層；④對(duì)銅管進(jìn)行預(yù)處理，將其加熱至500～700℃；⑤在惰性氣體保護(hù)下，向銅管內(nèi)澆鑄芯部材料鋁的熔融金屬，澆注溫度為鋁的熔點(diǎn)溫度；⑥將上述銅包鋁材經(jīng)過(guò)軋制、拉拔處理形成銅包鋁排。
本發(fā)明是將鋁液澆注到銅管內(nèi)進(jìn)行復(fù)合形成復(fù)合線坯，然后再進(jìn)行熱擠壓等過(guò)程獲得復(fù)合線的方法。本方法是通過(guò)兩種金屬元素間的相互擴(kuò)散或中間反映將兩種金屬材料結(jié)合為一體，實(shí)現(xiàn)復(fù)合過(guò)程，該工藝可以實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化復(fù)合，克服了離心鑄造、浸漬以及其他包覆形成制造工藝中心材或包覆層預(yù)處理過(guò)程復(fù)雜、界面質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷。澆注過(guò)程中的惰性氣體保護(hù)，可防止金屬液中產(chǎn)生氧化夾渣等缺陷，并且保護(hù)金屬管外壁在高溫下不被氧化。待金屬液凝固后進(jìn)行擠壓加工，獲得符合尺寸要求的銅包鋁線。
具體實(shí)施例方式一種制造銅包鋁排的生產(chǎn)方法，其工藝步驟如下①將包覆材料銅預(yù)制成壁厚均勻的銅管，銅管可直接鑄造成型；或者將銅帶經(jīng)過(guò)一系列輥輪軋制成管狀，然后將銅管縱縫焊接成型；②對(duì)步驟①中所生成的銅管內(nèi)壁進(jìn)行清洗，去處其表面的油污及氧化層，具體操作如下用15％的酸性溶液浸泡金屬，再用清水沖洗，擦干后用鋼刷刷洗；③在上述銅管內(nèi)壁鍍覆一層金屬保護(hù)層，用于防止金屬化合；④對(duì)銅管進(jìn)行預(yù)處理，將其加熱至500～700℃；⑤在惰性氣體保護(hù)下，向銅管內(nèi)澆鑄芯部材料鋁的熔融金屬，澆注溫度為鋁的熔點(diǎn)溫度；⑥將上述銅包鋁材經(jīng)過(guò)軋制、拉拔處理形成銅包鋁排。
權(quán)利要求
1.一種制造銅包鋁排的生產(chǎn)方法，其特征在于工藝步驟如下①將包覆材料銅預(yù)制成壁厚均勻的銅管；②對(duì)步驟①中所生成的銅管內(nèi)壁進(jìn)行清洗，去處其表面的油污及氧化層；③在上述銅管內(nèi)壁鍍覆一層保護(hù)層；④對(duì)銅管進(jìn)行預(yù)處理，將其加熱至500～700℃；⑤在惰性氣體保護(hù)下，向銅管內(nèi)澆鑄芯部材料鋁的熔融金屬，澆注溫度為鋁的熔點(diǎn)溫度；⑥將上述銅包鋁材經(jīng)過(guò)軋制、拉拔處理形成銅包鋁排。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種制造銅包鋁排的生產(chǎn)方法，其工藝步驟如下①將包覆材料銅預(yù)制成壁厚均勻的銅管；②對(duì)步驟①中所生成的銅管內(nèi)壁進(jìn)行清洗，去處其表面的油污及氧化層；③在上述銅管內(nèi)壁鍍覆一層保護(hù)層；④對(duì)銅管進(jìn)行預(yù)處理，將其加熱至500～700℃；⑤在惰性氣體保護(hù)下，向銅管內(nèi)澆鑄芯部材料鋁的熔融金屬，澆注溫度為鋁的熔點(diǎn)溫度；⑥將上述銅包鋁材經(jīng)過(guò)軋制、拉拔處理形成銅包鋁排。本方法克服了離心鑄造、浸漬以及其他包覆形成制造工藝中心材或包覆層預(yù)處理過(guò)程復(fù)雜、界面質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷。
文檔編號(hào)B23P23/00GK101060025SQ20071001127
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者吳運(yùn)忠 申請(qǐng)人:大連信瑞科技有限公司