CN101007385A

CN101007385A - 矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法

Info

Publication number: CN101007385A
Application number: CN 200710034325
Authority: CN
Inventors: 杨扬
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2007-08-01

Abstract

本发明公开了一种矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法，把经过表面处理的金属芯棒组装到包覆金属管内并安装在底部定位装置上，在包覆金属管和金属芯棒的顶部堵上顶部定位装置，包覆金属管内壁与金属芯棒之间具有0.5mm－2.5mm的间隙；将包覆金属管和金属芯棒置于圆柱套管内，在包覆金属管外和圆柱套管内均匀地布入炸药和电雷管；引爆电雷管，瞬间实现包覆金属管与金属芯棒两种金属的爆炸复合；对爆炸复合连接的复合棒进行热处理、在温度350℃－950℃的范围内塑旋锻、拉拔，获得所需规格的圆形截面异种金属复合丝材；将圆形截面异种金属复合丝材轧制成矩形截面异种金属复合丝材。本发明是一种生产工序简捷，生产成品率和生产率高，显著降低制造成本的方法。

Description

矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法

技术领域

本发明涉及一种丝材的制备加工方法，特别是涉及一种矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法。

背景技术

电子仪器设备向着大功率、微型化方向发展，对材料的散(导)热、强度、刚度、导电、热膨胀匹配和加工性能等综合特性的要求日益提高。用于电子、通讯等军工及民用设备的矩形截面金属丝材要求其具有高的强度、又有好的导热性能和电性能(微波损耗小)等性能，单一金属难以满足此要求。

利用金属复合(涂覆)技术制备层状复合丝材，使该复合丝材兼有两(多)种金属的优点；还可通过设计厚比，调整该复合丝材的热导率，强度，电导率，热膨胀系数等性能指标以满足应用要求。

已有采用在钼表面电镀铜，以降低丝材表面微波损耗，提高导热性能，但由于电镀层疏松且脆、没有塑性，在绕制以及行波管工作的温升温降的热循环下，镀层和基体钼两者热胀系数的差异产生热应力，镀层容易开裂；此外由于电镀层和基体结合不牢固，在大功率仪器设备的高温工作条件下，镀层易蒸发，这些都将影响仪器设备工作的稳定性和可靠性。中国专利CN1513637A公开了“一种全包覆铜芯复合棒的生产方法”即提出了“爆炸复合-热处理-塑性加工”的技术路线制备复合棒材的方法。中国发明专利CN1357449A(2002年)公开了“不锈钢包覆碳钢的双金属复合丝及其生产方法”以及中国发明专利CN1504283A(2004年)公开了“银铜复合丝与银锌白铜复合丝的制备方法”两者的技术方案都是包套拉拔-扩散退火。目前金属复合线材如铝包钢线、铜包钢线、铜包铝线等的制备方法主要有：浇铸包复法、热浸涂法和电镀法、轧制压接法、包套拉拔、静液挤压法等，这些工艺方法基本上均是采用固相复合法：即通过塑性变形使两金属在结合界面上形成结合点，再经扩散热处理，最终形成界面的冶金结合。它们存在的主要问题是：由于长时间处于高温下，异种金属间易形成脆硬的金属间化合物，结合强度和气密性都会大幅降低；此外，要求第一道次的加工率大，由于此时两金属不是一个整体以及两金属力学性能的差异易于分层。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述传统方法生产复合丝材存在的两金属间结合强度低、包复层厚度不均和难以控制等问题，提供一种复合金属间实现牢固的冶金结合、结合强度高；包复层致密、厚度均匀且易于控制；复合丝材满足强度和导热性能要求，使用性能稳定的矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法，其特征在于该方活包括：

(1)、对包覆金属管的内表面进行除油清洗、清洁刷新；对金属芯棒进行校直，并对其表面进行刷新处理；

(2)、按下列步骤进行组装定位：

a.把经过处理的金属芯棒组装到包覆金属管内并安装在底部定位装置上，在包覆金属管和金属芯棒的顶部堵上顶部定位装置，包覆金属管内壁与金属芯棒之间具有0.5mm-2.5mm的间隙；

b.将组装好的包覆金属管和金属芯棒置于圆柱套管内，底部定位装置置于圆柱套管底部；

c.在包覆金属管和圆柱套管之间均匀地布入炸药，其径向炸药厚15mm-50mm，在圆柱套管顶部装上雷管定位装置，在雷管定位装置上插入电雷管；

(3)、引爆电雷管，瞬间实现包覆金属管与金属芯棒两种金属的爆炸复合；

(4)、对爆炸复合连接的复合棒进行热处理、在温度350℃-950℃的范围内塑旋锻、拉拔，获得所需规格的圆形截面异种金属复合丝材；

(5)、将圆形截面异种金属复合丝材轧制成矩形截面异种金属复合丝材。

所述的炸药为2号岩石铵锑/木粉/NaCl混合炸药或2号岩石炸药或4号岩石炸药。

本发明提出了一种两金属复合界面具有牢固冶金结合、结合强度高的矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法，即利用爆炸复合技术获得由冶金结合为一体的复合坯，经塑性加工(如旋锻，拉拔等)-退火(消除复合材的加工硬化和残余应力)获得所需规格的圆形截面复合丝材-再经轧制获得矩形截面复合丝材。该方法由于复合坯料为已经具有牢固冶金结合的整体，因此在后续旋锻/拉拔/轧制过程中复材和芯材即以相对相同的变形速度和变形量同时进行变形，可避免其它复合方法难以解决的在形变过程中产生的界面分层流动、局部开裂、复层或芯材的断裂等问题。

本发明与现有技术相比，复合丝材两金属界面间具有牢固的冶金结合、结合强度高；包复层致密、厚度较均匀且易于控制；复合丝材强度高、导热性能好、微波损耗小，使用性能满足要求且性能稳定；生产工序简捷，生产成品率和生产率高，显著降低制造成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图是本发明实施方法装配示意图。

具体实施方式

实施例1：

参见附图，该方活包括：

(1)、选壁厚1mm的无氧铜管为包覆金属管7，并对其内表面进行除油清洗，清洁刷新；选直径为5mm的钼棒为金属芯棒6，对其校直和表面刷新处理；

(2)、按下列步骤进行组装定位：

a.把经过处理的钼棒组装到无氧铜管内并安装在底部定位装置8上，在无氧铜管和钼棒的顶部堵上顶部定位装置5，无氧铜管内壁与钼棒之间具有0.5mm的间隙；

b.将组装好的无氧铜管和钼棒置于圆柱套管3内，底部定位装置8置于圆柱套管3底部；

c.在无氧铜管和圆柱套管3之间均匀地布入炸药4，炸药4为4号岩石炸药，其径向炸药厚15mm，在圆柱套管3顶部装上雷管定位装置2，在雷管定位装置2上插入电雷管1；

(3)、引爆电雷管1，瞬间实现无氧铜管与钼棒两种金属的爆炸复合，获得无氧铜/钼芯双金属复合棒坯，其界面剪切结合强度大于无氧铜基体强度(剪切断裂发生在铜基体内)；

(4)、在950℃退火，旋锻加工；再经退火-拉拔多次循环加工至所需直径0.4mm的圆形复合丝材；

(5)、退火，冷轧得到矩形截面异种金属复合丝材成品。

实施例2：

参见附图，其制备方法见实施例1，选壁厚1.5mm的30CrMnSi钢管为包覆金属管，并对其内表面进行除油清洗，清洁刷新；选直径为8mm的T2铜棒，对其校直和表面刷新处理；然后按附图进行安装组配，要求30CrMnSi钢管内壁与T2铜棒之间具有2.5mm爆炸间隙；使用2号岩石炸药，径向炸药厚50mm，引爆电雷管；获得30CrMnSi钢管/T2铜芯双金属复合棒坯，其界面剪切结合强度大于T2铜基体强度(剪切断裂发生在铜基体内)；在温度800℃退火-拉拔多次循环加工至所需直径的圆形复合丝材；退火，冷轧得到矩形截面异种金属复合丝材成品。复合丝表面质量符合GB/T3207-1988的要求；复合丝的泄露率不大于1.01×10^-7KPa·cm³/s；复合丝的抗拉强度不低于550Mpa。

实施例3：

参见附图，其制备方法见实施例1，选壁厚1mm的纯银管为包覆金属管7，并对其内表面进行除油清洗；选直径为6mm的纯铝棒，对其校直和表面刷新处理；然后按附图进行安装组配，要求纯银管内壁与纯铝棒之间具有1.5mm爆炸间隙；使用2号岩石铵锑/木粉/NaCl混合炸药，径向炸药厚25mm，引爆电雷管；获得纯银管/铝芯双金属复合棒坯；在温度350℃退火-拉拔多次循环加工至直径为Φ0.03mm±0.002mm的圆形复合丝材；退火，冷轧得到矩形截面异种金属复合丝材成品。其延伸率≥7％；强度σb≥200Mpa。

Claims

1、一种矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法，其特征在于该方活包括：

(2)、按下列步骤进行组装定位：

c.在包覆金属管和圆柱套管之间均匀地布入炸药，其径向炸药厚10mm-50mm，在圆柱套管顶部装上雷管定位装置，在雷管定位装置上插入电雷管；

2、根据权利要求1所述的矩形截面异种金属复合丝材的制备加工方法，其特征在于：所述的炸药为2号岩石铵锑/木粉/NaCl混合炸药或2号岩石炸药或4号岩石炸药。