CN101433947A - 铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电工材料的制造工艺和设备，特别涉及铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺及设备，提供一种能使铜、铝两种材料在固液状态下复合，界面无空气、无污染、保证达到冶金结合状态的、由铜铝双金属复合制备汇流排的铸锭拉伸生产工艺及设备，包括下述步骤：熔化的铝液浇入保温炉，有异形铜管的操作台上升套在导流管上；铝液注入异形铜管内，操作台下降冷却、凝结、烘干、轧头、拉拔生产线，经多道次连续冷拉形成铜铝复合汇流排，外层用铜，内芯用铝制备汇流排既保持了铜表面抗氧化性能强，接触性能好的特性，又利用铝重量轻，价格低优点，以铝节铜，使界面达到冶金结合状态，工艺流程短，效率高，废品率低，耗能小，投资少，符合环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种电工材料的制造工艺和设备，特别涉及铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺及设备。
背景技术
电工材料中，以往通常普遍使用铜排作为导电材料，由于铜资源的短缺和消费快速增加的矛盾，致使铜价近几年在全球范围内出现了前所未有的暴涨。从资源角度分析，未来铜价仍将持续上升。铜材持续的高价，使下游产业用户制造成本迅速上升，尤其是电气装备行业，年需上百万吨铜汇流排，这种形势下，促使了导电材料的升级换代。
铝也是良好的导电材料，且重量轻、价格低，但铝汇流排表面极易氧化，在连接处易出现故障，长期以来，用量较少。目前全球已探明的铝藏量可供开采200年，藏量丰富，价格稳定。如外层用铜，内芯用铝制备汇流排既保持了铜表面抗氧化性能强，接触性能好的特性，又充分利用了铝重量轻，价格低廉的优点。因此，用铜、铝复合制备汇流排，降低成本，以铝节铜己成为电工行业最为关注的热点。
制备铜铝复合汇流排的关键是要使界面达到冶金结合状态，复合时界面不能有空气和杂质，在满足上述要求的条件下，如何使工艺流程短，生产效率高，废品率低，耗能小，符合环保生产要求已是工艺研发急待解决的问题，也是本行业生产的最终目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能使铜、铝两种材料在固液状态下复合，界面无空气、无污染、达到冶金结合状态的、由铜铝双金属复合制备汇流排的铸锭、拉伸生产工艺及设备。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明的一种铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，包括下述步骤：
(1)熔化的铝液去氧、除渣，浇入保温炉；
(2)装有异形铜管的操作台上升套在恒定加热的导流管上；
(3)开启铝液阀门，铝液从保温炉通过导流管注入异形铜管内，同时装有异形铜管的操作台匀速下降至冷却水箱中冷却；
(4)当铝液注满异形铜管时，铝液阀门自动关闭；
(5)铝溶液在铜管内凝结成铜铝复合铸锭；
(6)保温炉向右平移，导流管上升，操作台同时上升并右转90度至新工位，继而将铜铝复合铸锭输送到烘干炉内烘干；
(7)烘干后的铜铝复合铸锭送到轧头机轧头后送入拉拔生产线，经多道次连续冷拉形成铜铝复合汇流排。
本发明所述的铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其中：所述保温炉内铝溶液保温的温度范围为750—800℃。
本发明所述的铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其中：所述导流管恒定加热的温度为750℃。
本发明所述的铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其中：所述异形铜管浇注时匀速下降，速度为20—50mm/s。
本发明的一种实现所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺的设备，包括铝熔化炉，其下方设有带有铝液阀门的铝液保温炉、冷却水箱，烘干炉、轧头机和连续拉伸机，其中：在所述铝液阀门下方连通有导流管、导流管下方的载有异形铜管上下运动和水平转动的操作台滑动设置在垂直导轨上，操作台下方设有冷却水箱，操作台侧面设有烘干炉、轧头机和连续拉伸机构成连续流水生产线。
本发明所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其中：所述上下移动式导流管外设有导流管恒定加热器。
本发明所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其中：保温炉下设有水平导轨。
本发明所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其中：所述操作台设有若干个工位。
本发明所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其中：所述操作台设有四个十字型旋转工位。
本发明具有如下显著优点：本发明的产品外层用铜，内芯用铝制备汇流排，既保持了铜表面抗氧化性能强、接触性能好的特性，又充分利用了铝重量轻、价格低廉的优点。因此，用铜、铝复合制备汇流排，降低成本，以铝节铜。并且本发明解决了制备铜铝复合汇流排的关键工艺，既能够满足使界面达到冶金结合状态，复合时界面没有空气和杂质，又能够使工艺流程短，生产效率高，废品率低，耗能小，设备投资少，是一种符合环保生产要求的铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺和设备。
附图说明：
图1：表示本发明的一种铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺及设备示意图。
图2：表示本发明异形铜管结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺和设备，其铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺的步骤如下：
(1)熔化的铝液去氧、除渣，浇入保温炉；
(2)装有异形铜管的操作台上升套在恒定加热的导流管上；
(3)开启铝液阀门，铝液从保温炉通过导流管注入异形铜管内，同时装有异形铜管的操作台匀速下降至冷却水箱中冷却；
(4)当铝液注满异形铜管时，铝液阀门自动关闭；
(5)铝溶液在铜管内凝结成铜铝复合铸锭；
(6)保温炉向右平移，导流管上升，操作台同时上升并右转90度至新工位，继而将铜铝复合铸锭输送到烘干炉内烘干；
(7)烘干后的铜铝复合铸锭送到轧头机轧头后送入拉拔生产线，经多道次连续冷拉形成铜铝复合汇流排。
所述保温炉内铝溶液保温的温度范围为750—800℃。所述导流管恒定加热的温度为750℃。所述异形铜管浇注时匀速下降，速度为30mm/s。操作台上升速度为1m/s，操作台下降速度为20—50mm/s，操作台下降速度优选30mm/s，冷却系统为循环水冷却，温度为室温。
为实现上述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，设计了铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备。如图1所示，包括铝熔化炉1，其下方设有带有铝液阀门3的铝液保温炉2，保温炉2下设有水平导轨12，烘干炉8、轧头机9和连续拉伸机10一字排列，与铝液阀门3下方连通有导流管5、所述上下移动式导流管5外设有导流管恒定加热器4。导流管下方的载有异形铜管13(如图2所示)上下运动和水平转动的操作台6滑动设置在垂直导轨11上，所述操作台6设有若干个工位，例如所述操作台6设有四个十字型旋转工位。操作台6下方设有冷却水箱7，操作台6侧面设有烘干炉8、轧头机9和连续拉伸机10构成连续流水生产线。
在铝熔化炉1内将铝熔化、去氧、除渣后浇入保温炉2，将装有异形铜管13的操作台6沿垂直导轨11上升，使异形铜管13套在带有恒定加热器4的导流管5外。打开铝阀门3，铝熔液通过导流管5流入异形铜管13内，铝熔液流入的同时，操作台6匀速下降到冷却水箱7，当铝溶液注满铜管时，铝液阀门3关闭。操作台6此时降至最低点而停止。经冷却水箱7冷却，铝溶液在异形铜管13内凝结成铜铝复合铸锭14。保温炉2向右沿水平导轨12平移，导流管5上升。操作台6同时上升，并右转90度，将铜铝复合铸锭14输送到烘干炉8内，操作台6上装上新的异形铜管13，导流管5下降，保温炉2沿水平导轨12向左复位，打开铝液阀门3，重复进行上述步骤完成铸锭。烘干后的铜铝复合铸锭14送入轧头机8轧头后进入拉拔生产线9，经多道次连续拉伸成铜铝复合汇流排。
该工艺中，铝熔液通过密封管道潜流式流入导流管5，由异形铜管13的中心轴位置注入到异形铜管13内，由下向上匀速浇注，异形铜管13内的空气被铝溶液挤压由四周向上排出。因此，铜、铝复合界面没有空气和污染，是固、液结合方式，从而保证铜、铝界面达到冶金结合状态。该设备结构合理，操作程序化，自动化，适用于长度定尺非连续的铜、铝复合汇流排的生产。
Claims (9)
1.一种铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其特征在于：包括下述步骤：
(1)熔化的铝液去氧、除渣，浇入保温炉(2)；
(2)装有异形铜管(13)的操作台(6)上升套在恒定加热的导流管(5)上；
(3)开启铝液阀门(3)，铝液从保温炉(2)通过导流管(5)注入异形铜管(13)内，同时装有异形铜管(13)的操作台(6)匀速下降至冷却水箱(7)中冷却；
(4)当铝液注满异形铜管(13)时，铝液阀门(3)自动关闭；
(5)铝溶液在异形铜管(13)内凝结成铜铝复合铸锭(14)；
(6)保温炉(2)向右平移，导流管(5)上升，操作台(6)同时上升并右转90度至新工位，继而将铜铝复合铸锭(14)输送到烘干炉(8)内烘干；
(7)烘干后的铜铝复合铸锭(14)送到轧头机(9)轧头后送入拉拔生产线，经多道次连续冷拉形成铜铝复合汇流排。
2、根据权利要求1所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其特征在于：所述保温炉(2)内铝溶液保温的温度范围为750—800℃。
3、根据权利要求2所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其特征在于：所述导流管(5)恒定加热的温度为750℃。
4、根据权利要求3所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其特征在于：所述异形铜管(13)浇注时匀速下降，其速度为20—50mm/s。
5、一种实现权利要求4所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺的设备，其特征在于包括铝熔化炉(1)，其下方设有带有铝液阀门(3)的铝液保温炉(2)、冷却水箱(7)，烘干炉(8)、轧头机(9)和连续拉伸机(10)，其特征在于：在所述铝液阀门(3)下方连通有导流管(5)、导流管(5)下方的载有异形铜管(13)上下运动和水平转动的操作台(6)滑动设置在垂直导轨(11)上，操作台(6)下方设有冷却水箱(7)，操作台(6)侧面设有烘干炉(8)、轧头机(9)和连续拉伸机(10)构成连续流水生产线。
6、根据权利要求5所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其特征在于：所述上下移动式导流管(5)外设有导流管恒定加热器(4)。
7、根据权利要求6所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其特征在于：保温炉(2)下设有水平导轨(12)。
8、根据权利要求7所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其特征在于：所述操作台(6)设有若干个工位。
9、根据权利要求8所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其特征在于：所述操作台(6)设有四个十字型旋转工位。
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