CN101364459B - 铜包铝母线排的生产方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合金属线排的生产方法。铜包铝母线排的生产方法，原材料预处理，首先对原材料铜管进行酸洗，进行打磨，铝杆装入到铜管当中，变形前热处理：经原材料预处理拉拔后的原材料放入真空退火炉进行退火，采用不同道次的，不可逆等辊速热轧工艺，在高压下把有新鲜金属表面的铜、铝轧制复合在一起。本发明生产方法工艺步骤简单，工艺条件宽泛易操作，所得产品铜包铝母线排，达到纯铜排的导电性能，又能够在抗氧化等方面达到纯铜排的性能，成本却比纯铜母线排大大降低，减少铜的消耗，对铜资源本来就很缺乏的国家而言达到了节约资源的目的。
Description
一、技术领域：
本发明属于复合金属线排的生产方法，特别是铜包铝母线排生产方法，另外还提供该方法所用及设备。
二、背景技术：
随着工业的发展与进步，大功率大电流的用电设备越来越多，为之配套的电控设备也不断增大。目前的大型用电设备中的电导线多是纯铝母线排或纯铜母线排。它们之间的材质差异很容易造成接头处发生熔断事故。要对现有的状况进行改造，可将纯铝母线排换成纯铜母线排，会消除接头处发生的熔断事故.但这样改造投资将会是很大的。由于我国铜资源非常缺乏，大部分铜材需要进口，为了节约铜资源，达到纯铜排的导电性能，又能够在抗氧化等方面达到纯铜排的性能，复合材料铜包铝母线排在性能上可以达到要求，但目前铜包铝排的生产方法不够完善，以致产品普遍存在着铜铝结合面强度不够，金属相互相扩散效果不佳，影响了产品的应用范围。
三、发明内容：
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种铜包铝母线排的生产方法，简化工艺步骤，工艺条件易操作，产品性能优异，另外还提供铜包铝母线排的生产设备，生产线紧凑，机械化生产，产品质量高。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：铜包铝母线排的生产方法，包括原材料预处理、变形前热处理、轧制复合、退火热处理步骤：
第一步原材料预处理：使用的原材料为：首先对原材料铜管进行酸洗，对原材料铝杆进行碱洗，随后取出铜管、铝杆，用清水除去原材料上残留的酸、碱液，去除掉铜、铝表面的油渍和氧化物，然后在惰性气体保护下对铜管、铝杆进行打磨到复合加工的要求，打磨完成后，同样在惰性气体保护下把铝杆装入到铜管当中，两端密封，密封后的原材料进行拉拔变形，达到退火需要；
第二步变形前热处理：经原材料预处理拉拔后的原材料放入真空退火炉进行退火，退火温度：400℃-600℃，退火时间：30-60分钟。
第三步轧制复合：采用不同道次的，不可逆等辊速热轧工艺，在高压下把有新鲜金属表面的铜、铝轧制复合在一起。
所述轧制分为初轧制和变形轧制两部分，先经初轧制控制原材料的定位，防止发生跑偏，初轧制后的原材料再进行变形轧制，在轧机的作用下延展方向，形成铜包铝母线排。
第四步退火热处理:轧制复合完成后的铜包铝母线排送入终点热处理炉进行扩散退火处理，热处理是在300℃-350℃范围内，在惰性气体保护下保温1-2小时，热处理后得铜包铝母线排。
所述第四步退火热处理后进行第五步矫直定尺定型：退火后的铜包铝母线排经矫平、定尺、切断后满足用户要求规格，装箱。
所述原材料Cu：纯度>99.9％的工业纯铜管，壁厚：0.35-4mm；Al：纯度>99.7％的工业纯铝杆，直径：38-100mm。
所述打磨为使用专用的设备对铜管的内表面，铝杆的外表面进行打磨。
所述酸洗和碱洗都是在常温下将原材料投入洗液中浸泡30分钟。
所述第四步退火热处理中保护气体为氮气或氩气，其压力为0.01--0.05MPa。
本发明生产方法制备铜包铝母线排的轧机，轧机座上安装有压下机构和轧辊系，轧辊系通过传动轴联接变速箱及电动机。
所述制备铜包铝母线排的矫平机，电控部分驱动连接安装在机体上的矫平辊，矫平辊上方装有压下装置，矫平辊出料端动态连接导向装置。
本发明生产方法制备铜包铝母线排的设备，清洗设备动态连接打磨机，打磨机动态连接轧机，轧机动态连接退火炉，退火炉动态连接矫平机。
本发明生产方法工艺步骤简单，工艺条件宽泛易操作，所得产品铜包铝母线排，达到纯铜排的导电性能，又能够在抗氧化等方面达到纯铜排的性能，成本却比纯铜母线排大大降低，而且可以减少铜的消耗，这对铜资源本来就很缺乏的国家而言达到了节约资源的目的。生产线及生产设备简单，易操作，投资少，产品质量高。
四、附图说明：
图1为本发明生产线结构示意图。
图2为本发明轧机结构示意图。
图3为本发明矫平定尺机结构示意图。
五、具体实施方式：
如图1所示的生产线，由打磨机、轧机、退火装置、矫平机组成，清洗设备1动态连接打磨机2，打磨机动态连接轧机3，轧机动态连接退火炉4，退火炉动态连接矫平机5。其中轧机如图2所示，轧机座6上安装有压下机构7和轧辊系8，轧辊系通过传动轴11联接变速箱9及电动机10。
矫平机如图3所示，电控部分16驱动连接安装在机体12上的矫平辊14，矫平辊上方装有压下装置13，矫平辊出料端动态连接导向装置15。
采用上述生产线生产铜包铝母线排的生产方法，包括原材料预处理、变形前热处理、轧制复合、退火热处理步骤：
第一步原材料预处理：原材料Cu：纯度>99.9％的工业纯铜管，壁厚：0.35-4mm；Al：纯度>99.7％的工业纯铝杆，直径：38-100mm；首先对铜管进行酸洗，对铝杆进行碱洗，都是常温下将原材料浸入洗液中浸泡30分钟，随后取出铜管、铝杆，用清水除去板带材上残留的酸、碱液，去除掉铜铝表面的油渍和氧化物，然后在惰性气体保护下对铜管的内表面，铝杆的外表面进行打磨，使其达到复合加工的要求，打磨完成后，同样在惰性气体保护下把铝杆装入到铜管当中，两端密封，密封后的原材料进行拉拔变形，达到退火需要。
第二步变形前热处理：拉拔后的原料放入真空退火炉，退火温度：400℃-600℃，退火时间：1小时左右。
第三步轧制复合：采用不同道次的，不可逆等辊速热轧工艺，在高压下把有新鲜金属表面的铜、铝轧制复合在一起，轧制包括初轧制和变形轧制，初轧制主要是控制原材料的定位，防止发生跑偏，初轧制后的原材料进入变形轧制部分，轧机的作用下延展方向，形成铜包铝复合母线排。
第四步退火热处理:轧制复合完成后的铜包铝复合母线排送入终点热处理炉进行扩散退火处理，以加强铜铝的结合强度，热处理是在300℃-350℃范围内，在惰性气体保护下保温1-2小时以达到接触面金属相互扩散的最佳效果，保护气体是氮气或氩气，其压力为0.01--0.05MPa。
第五步矫直定尺定型：退火后的铜包铝复合母线排经专用的设备进行矫平、定尺、切断后满足用户要求规格，装箱。
Claims (9)
1.铜包铝母线排的生产方法，其特征是：包括原材料预处理、变形后热处理、轧制复合、退火热处理步骤：
第一步原材料预处理：使用的原材料为：首先对原材料铜管进行酸洗，对原材料铝杆进行碱洗，随后取出铜管、铝杆，用清水除去原材料上残留的酸、碱液，去除掉铜、铝表面的油渍和氧化物，然后在惰性气体保护下对铜管、铝杆进行打磨，使其达到复合加工的要求，打磨完成后，同样在惰性气体保护下把铝杆装入到铜管当中，两端密封，密封后的原材料进行拉拔变形，达到退火需要；
第二步拉拔变形后热处理：经原材料预处理拉拔后的原材料放入真空退火炉进行退火，退火温度：400℃-600℃，退火时间：30-60分钟；
第三步轧制复合：采用不同道次的，不可逆等辊速热轧工艺，在高压下把有新鲜金属表面的铜、铝轧制复合在一起；
第四步退火热处理。
2.根据权利要求1所述的铜包铝母线排的生产方法，其特征是：轧制分为初轧制和变形轧制两部分，先经初轧制控制原材料的定位，防止发生跑偏，初轧制后的原材料再进行变形轧制，在轧机的作用下延展方向，形成铜包铝母线排。
3.根据权利要求1所述的铜包铝母线排的生产方法，其特征是：
第四步退火热处理：轧制复合完成后的铜包铝母线排送入终点热处理炉进行扩散退火处理，热处理是在300℃-350℃范围内，在惰性气体保护下保温1-2小时，热处理后得铜包铝母线排。
4.根据权利要求1所述的铜包铝母线排的生产方法，其特征是：第四步退火热处理后进行第五步矫直定尺定型：退火后的铜包铝母线排经矫平、定尺、切断后满足用户要求规格，装箱。
5.根据权利要求1所述的铜包铝母线排的生产方法，其特征是：原材料Cu：纯度＞99.9％的工业纯铜管，壁厚：0.35-4mm；Al：纯度＞99.7％的工业纯铝杆，直径：38-100mm。
6.根据权利要求1所述的铜包铝母线排的生产方法，其特征是：打磨为使用专用的设备对铜管的内表面，铝杆的外表面进行打磨。
7.根据权利要求1所述的铜包铝母线排的生产方法，其特征是：酸洗和碱洗都是在常温下将原材料投入洗液中浸泡30分钟。
8.根据权利要求1所述的铜包铝母线排的生产方法，其特征是：第四步退火热处理中保护气体为氮气或氩气，其压力为0.01--0.05MPa。
9.一种根据权利要求1所述铜包铝母线排的生产方法的铜包铝母线排的生产设备，其特征是：轧机，轧机座上安装有压下机构和轧辊系，轧辊系通过传动轴联接变速箱及电动机；矫平机，电控部分驱动连接安装在机体上的矫平辊，矫平辊上方装有压下装置，矫平辊出料端动态连接导向装置，清洗设备动态连接打磨机，打磨机动态连接轧机，轧机动态连接退火炉，退火炉动态连接矫平机。
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