CN102294358B - 一种铜包铝排型材压力连铸轧制工艺 - Google Patents

Abstract

一种铜包铝排型材压力连铸轧制工艺，包括以下步骤：1）熔炼铝；2）铝液注入至铜管内；3）双金属加热；4）轧制；5）整形；6）氧化清洗；7）表面钝化处理；8）入库；本发明的有益效果是：采用熔炼炉将铝液直接压力注射到需要规格的铜管内，注入适量的氮气，将空气排出，然后将双金属材料进行热处理，使其达到连轧的目的，最终达到双金属在逐渐变形过程中接触面达到原子间冶金固液结合的要求。用本发明生产的铜包铝排型材的密度仅为纯铜排的36%～41%左右，其长度是同等重量、同等规格的纯铜排的2.4～2.7倍抗拉强度，比纯铜排高1.5～2倍以上，电阻率能做到0.027310Ω·mm²/m(-40℃)～0.041506Ω·mm²/m(70℃)之间。

Description

一种铜包铝排型材压力连铸轧制工艺

技术领域

本发明涉及复合金属导电材料的生产工艺方法，尤其是关于铜包铝排型材压力连铸轧制的一种工艺。

背景技术

随着现代信息技术、电子技术的迅猛发展，使导体材料的需求量也随之加大。众所周知，铜的导电性能好，具有较强的耐腐蚀性能，但铜的密度较高、铜资源比较稀少，纯铜导体的价格较高。因此，随着复合材料研发技术的不断发展与进步，在保证导电性能的前提下采用复合材料技术，用低成本的铜包铝复合材料替代纯铜，以降低生产成本。铜包铝排合理使用了导体金属材料，它具有密度低，强度高，可塑性好，成本低（铜包铝排是纯铜排成本的50%不到）等优点，已经成为国内外研究开发人员共同努力的目标。

当今替代纯铜排使用的铜包铝排，在工业化生产过程中需要解决的技术问题有：1、铜、铝金属形成永久性原子间冶金固液相结合的技术；2、铝液注入铜管内压力、温度、空气排出技术；3、热处理温度的控制技术；4、轧机连轧保温轧制技术；5、表面处理控制技术。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种铜包铝排型材压力连铸轧制工艺，是将铝熔化到一定的温度时，放入保温锅内，通过泵压将铝液注射到不同规格的铜管内，将双金属材料进行热处理，使其达到连轧的目的，控制好连轧机组速度比，最终达到双金属在逐渐变形过程中接触面达到原子间冶金固液结合的要求。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种铜包铝排型材压力连铸轧制工艺，包括以下步骤：1）熔炼铝；2）铝液注入至铜管内；3）双金属加热；4）轧制；5）整形；6）氧化清洗；7）表面钝化处理；8）入库；其特征在于：

1）、熔炼铝：将99.9%的纯铝熔化到690℃～700℃，放入保温锅内；

2）、铝液注入至铜管内：通过压力1.5~2.5公斤的泵压使铝溶液注射到所需规格的铜管内，并注入所需规格铜管容积5倍的氮气，在管内形成正压，将空气排出，铜管要求为99.9%的T2铜； 

3）、双金属加热：迅速将双金属管进入加热炉加热，加热炉的温度控制在500℃～520℃之间，保温时间根据不同规格的材料控制在25~35分钟时间内；

4）、轧制：双金属管进连轧机进行轧制形成双金属锭，在轧制过程中要经过保温箱保温处理：温度控制在500℃~510℃之间；

5）、整形：双金属锭通过整形机进行整形，达到所需规格尺寸；

6）氧化清洗：将经整形后的双金属锭进行表面氧化层清洗，用多头刷子机刷去表面氧化层；

7）、表面钝化处理：钝化液采用苯并三氮唑0.15g/L，丙烯酸系水溶液0.05g/L，时间1-3min，温度50℃进行表面钝化处理；

8）入库：将经处理好的双金属锭包装入库。

本发明的有益效果是：采用熔炼炉将铝液直接压力注射到需要规格的铜管内，注入适量的氮气，将空气排出，然后将双金属材料进行热处理，使其达到连轧的目的，最终达到双金属在逐渐变形过程中接触面达到原子间冶金固液结合的要求。用本发明生产的铜包铝排型材的密度仅为纯铜排的36%～41%左右，其长度是同等重量、同等规格的纯铜排的2.4～2.7倍抗拉强度，比纯铜排高1.5～2倍以上，电阻率能做到0.027310Ω·mm²/m(-40℃)～0.041506Ω·mm²/m(70℃)之间。

具体实施方式

实施例1

一种本发明的铜包铝排型材连铸轧制的工艺生产方法：选用所需规格的铜管，如直径80×25mm、壁厚0.12厘米、长2.65米的椭圆型铜管，将铜管一头压扁压紧，夹到铝注射转盘工位上，熔炼炉将99.9%纯铝熔化到690℃～700℃，放入保温锅内，通过泵压（压力1.5~2.5公斤之内）使铝液注射到铜管内，同时要加入所需规格铜管容积5倍的氮气，在管内形成正压，将空气排出。铜管要求使用99.9%的T2铜。然后迅速进双金属加热炉加热，加热炉应控制在500℃～520℃之间，在连轧机轧制过程中一定要进行保温处理（保温箱温度控制500℃~510℃之间），保温时间根据不同规格的材料控制在25~35分钟时间内；并按照计算好的线速度进连扎机组进行轧制，通过整形机进行整形，达到所需规格尺寸进行表面氧化层清洗，用多头刷子机刷出表面氧化层，表面钝化处理：钝化液采用苯并三氮唑0.15g/L，过氧化氢稳定剂（丙烯酸系水溶液）0.05g/L，时间1-3min，温度50℃，制成80×8×6000铜包铝排型材。

本发明可制造下列规格尺寸的产品：30×4  40×4  50×6  60×6  80×8  80×10  100×10  120×10  160×10  180×10  200×10等规格型号。

Claims (1)

1.一种铜包铝排型材压力连铸轧制工艺，包括以下步骤：1）熔炼铝；2）铝液注入至铜管内；3）双金属加热；4）轧制；5）整形；6）氧化清洗；7）表面钝化处理；8）入库；其特征在于：

1）、熔炼铝：将99.9%的纯铝熔化到690℃～700℃，放入保温锅内；

2）、铝液注入至铜管内：通过压力1.5~2.5公斤的泵压，使铝溶液注射到所需规格的铜管内，并注入所需规格铜管容积5倍的氮气，在管内形成正压，将空气排出，铜管要求为99.9%的T2铜； 

3）、双金属加热：迅速将双金属管进入加热炉加热，加热炉的温度控制在500℃～520℃之间，保温时间根据不同规格的材料控制在25~35分钟时间内；

4）、轧制：双金属管进连轧机进行轧制形成双金属锭，在轧制过程中经过保温箱保温处理，保温箱温度控制在500℃~510℃之间；

5）、整形：双金属锭通过整形机进行整形，达到所需规格尺寸；

6）氧化清洗：将经整形后的双金属锭进行表面氧化层清洗，用多头刷子机刷去表面氧化层；

7）、表面钝化处理：钝化液采用苯并三氮唑0.15g/L，丙烯酸系水溶液0.05g/L，时间1-3min，温度50℃进行表面钝化处理；

8）入库：将经处理好的双金属锭包装入库。