CN101060025B - 制造铜包铝排的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制造铜包铝排的生产方法，其工艺步骤如下：①将包覆材料铜预制成壁厚均匀的铜管；②对步骤①中所生成的铜管内壁进行清洗，去除其表面的油污及氧化层；③在上述铜管内壁镀覆一层保护层；④对铜管进行预处理，将其加热至500～700℃；⑤在惰性气体保护下，向铜管内浇铸芯部材料铝的熔融金属，浇注温度为铝的熔点温度；⑥待熔融金属凝固后形成铜包铝材，将上述铜包铝材经过轧制、拉拔处理形成铜包铝排。本方法克服了离心铸造、浸渍以及其他包覆形成制造工艺中心材或包覆层预处理过程复杂、界面质量不稳定等缺陷。

Description

制造铜包铝排的生产方法

技术领域：

本发明涉及一种制造双金属复合材料的生产方法，尤其是一种铜包铝排的生产方法。

背景技术：

铜包铝排是一新型双金属复合材料，经济适用、绿色环保、节约铜资源。该产品采用独特工艺技术制造，具有良好的力学和电学性能。广泛应用于电力、通讯等备用电源组合蓄电池的连接，母线槽、变压器绕组、高、低压开关柜、高、中频加热设备，变电室进户连接，起重机滑触线，变压器等行业。目前生产铜包铝排的方法有以下几种：①较早应用于工业生产的方法是铝线镀铜法，它是在铝芯线表面电镀铜层以获得铜包铝线的方法。这种方法较为简便，但镀层的成分不纯、脆性大，并且镀铜层与铝芯线往往不同心，难以满足同轴电缆的使用要求，目前此方法已经淘汰。②轧制压接法。将经过清洗并加热的两条铜带从上下两个方向包覆铝芯线，利用轧辊施加的压力将铜带与铝芯线压接在一起，然后将铜带接缝的两个凸耳切除形成线坯。将线坯进行拉拔获得所需直径的线材，再通过热处理赋予线材所需性能。这种方法具有产品质量好、生产效率高及环保问题少等优点，但工艺比较复杂，涉及的工序比较多，轧压设备投资较大，因而生产成本较高。国外大多采用纵包轧制法。③目前使用最多的包覆焊接法，其工艺原理是采用包覆焊接装置，将经过清洗的铜带逐步形成圆管状，包覆在清洗过的铝芯线周围。采用氩弧焊将铜管的纵缝焊接起来形成线坯。然后通过拉拔和热处理获得所需的线材直径和性能。这种工艺模式相对较为简单，设备不太复杂，所生产的铜包铝线质量较好，为目前国内主要的生产方法。④另外一种工艺方法为静液挤压法，它是一种特殊的润滑挤压工艺，制备铜包铝线材的基本原理是将大直径紫铜管坯和纯铝棒坯制成的复合坯料经静液挤压获得线坯，利用高静水压力和大加工变形率作用实现铜、铝之间的冶金结合。其工艺特点为：在挤压过程中，坯料周围充满粘性介质，压力通过介质作用的坯料上，坯料受到均匀的等静水压力，在挤压过程中没有镦粗变形，与挤压筒、挤压轴没有接触，变形区与挤压模之间的摩擦控制在最小范围内，因此从表层到芯部都能保持较均匀变形。

综合以上，铜包铝线的制备工艺基本上均采用固相结合法，即通过塑性变形使两金属结合面接近到原子间距离，形成大量的结合点，经过扩散热处理，最终形成界面的牢固结合。铜包铝线成形的核心要求是保证金属间可靠的结合，以上各种工艺方法存在的问题在于：对坯料的清洁度要求很高，由线坯到成品总加工率较低且需要多次退火，由于铜和铝之间较大的力学性能的差异，很容易导致小加工率拉拔加工过程中产生界面局部开裂、包覆层与芯材的断裂等缺陷，造成成品率和电导率降低。因此，需要开发高效的铜包铝线材的制备工艺。

发明内容：

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种工艺简单，操作方便的制造铜包铝排的生产方法。

本发明的技术解决方案是：一种制造铜包铝排的生产方法，其工艺步骤如下：①将包覆材料铜预制成壁厚均匀的铜管；②对步骤①中所生成的铜管内壁进行清洗，去除其表面的油污及氧化层；③在上述铜管内壁镀覆一层保护层；④对铜管进行预处理，将其加热至500～700℃；⑤在惰性气体保护下，向铜管内浇铸芯部材料铝的熔融金属，浇注温度为铝的熔点温度；⑥待熔融金属凝固后形成铜包铝材，将上述铜包铝材经过轧制、拉拔处理形成铜包铝排。

本发明是将铝液浇注到铜管内进行复合形成复合线坯，然后再进行热挤压等过程获得复合线的方法。本方法是通过两种金属元素间的相互扩散或中间反应将两种金属材料结合为一体，实现复合过程，该工艺可以实现无氧化复合，克服了离心铸造、浸渍以及其他包覆形成制造工艺中心材或包覆层预处理过程复杂、界面质量不稳定等缺陷。浇注过程中的惰性气体保护，可防止金属液中产生氧化夹渣等缺陷，并且保护金属管外壁在高温下不被氧化。待金属液凝固后进行挤压加工，获得符合尺寸要求的铜包铝线。

具体实施方式：

一种制造铜包铝排的生产方法，其工艺步骤如下：①将包覆材料铜预制成壁厚均匀的铜管，铜管可直接铸造成型；或者将铜带经过一系列辊轮轧制成管状，然后将铜管纵缝焊接成型；②对步骤①中所生成的铜管内壁进行清洗，去除其表面的油污及氧化层，具体操作如下：用15％的酸性溶液浸泡金属，再用清水冲洗，擦干后用钢刷刷洗；③在上述铜管内壁镀覆一层金属保护层，用于防止金属化合；④对铜管进行预处理，将其加热至500～700℃；⑤在惰性气体保护下，向铜管内浇铸芯部材料铝的熔融金属，浇注温度为铝的熔点温度；⑥待熔融金属凝固后形成铜包铝材，将上述铜包铝材经过轧制、拉拔处理形成铜包铝排。

Claims (1)

1.一种制造铜包铝排的生产方法，其特征在于：工艺步骤如下：

①将包覆材料铜预制成壁厚均匀的铜管；

②对步骤①中所生成的铜管内壁进行清洗，去除其表面的油污及氧化层；

③在上述铜管内壁镀覆一层保护层；

④对铜管进行预处理，将其加热至500～700℃；

⑤在惰性气体保护下，向铜管内浇铸芯部材料铝的熔融金属，浇注温度为铝的熔点温度；

⑥待熔融金属凝固后形成铜包铝材，将上述铜包铝材经过轧制、拉拔处理形成铜包铝排。