CN102794321A - 复合双金属线基材的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合双金属线基材的制备工艺，而提供一种采用常温状态进入连续挤压机，通过连续挤压技术实现产品生产一次完成，性能好的制备工艺。将铝镁合金杆原料在常温下进入连续挤压机通过连续挤压法进行连续挤压得到复合双金属线基材，其中，挤压机腔体进口温度为常温，控制变形率为70%-95%，挤压速度为110-460kg/h，使得挤压机腔体出口温度为380-450℃。本发明的工艺采用常温状态进入连续挤压机，通过连续挤压技术制备铝镁合金杆，实现产品生产一次完成,由于采用大变形量，并通过变形量与挤压速度的结合来控制挤压机出口温度，使铝镁合金杆原料的内部缺陷得到有效控制，表面质量好，包覆后在力学性能、电气性能等方面得到提升。

Description

复合双金属线基材的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种复合双金属线基材的制备工艺。

背景技术

大量的通讯电缆、信号电缆和控制电缆都有屏蔽编织层，这种编织层用于防止由于导体的电位差引起的电场干扰和由于电流频率引起的磁场干扰。编织线既起屏蔽作用同时又起捆扎作用，因此要求其具有较高的强度；为了降低泄漏率，有时采用复杂的编织图案，要求编织线具有较高的耐折弯性能；在非短路的条件下，由于屏蔽编织线中电流极其微弱，对材料的导电率要求不高。

传统的屏蔽编织线主要纯铜线和铝线（铝合金线），纯铜线成本高，重量大，消耗大量的铜资源，导电性也无法得到充分利用；铝线不易拉成细线，易断线，而且在很多场合与纯铜附件配合使用时会形成电化学腐蚀，焊接也相对困难。因此，近年来，铜包铝镁合金线成为了屏蔽编织领域内的热门产品。铜包铝镁合金线的电气、机械特性介于铜与铝镁合金之间，综合了铜的优良导电性和铝镁合金重量轻、屏蔽性能好的优点。与铝镁线相比，铜包铝镁合金线具有可焊性，不会与铜质部件产生电化学腐蚀；与铜包铝线相比，铜包铝镁线的强度和伸率均较好，更适应于拉制细线；与纯铜线相比，铜包铝镁线比重轻，并且有价格优势。

铜包铝镁合金线是在铝镁合金线芯周围均匀的包覆铜层，并通过适当的工艺使二者之间实现冶金结合而获得的一种双金属复合导体。铜包铝镁合金线的性能与原材料所使用的铝镁合金杆的质量和性能密切相关：如果铝镁合金杆的质量较低，那么用它生产出的铜包铝镁合金线的性能也就较差，使用于屏蔽编织线时便容易发生断线的现象。

在我国，铝镁合金杆均是采用水平连铸法，该方法生产的铝镁合金杆常常有气孔、疏松等缺陷，铝镁合金杆的密度也较低，严重影响了包覆后，铜包铝镁合金线的产品性能。

传统工艺方法生产的铝镁合金杆，在铝镁合金杆的芯部存在较多的微孔和气隙，由于在后续的包覆焊接和拉拔过程中，微孔和气隙无法彻底消除，因此它们的存在严重影响了包覆后铜包铝镁合金线的性能。如果微孔和气隙的数量过大，在对原料铝镁合金杆进行小变形量的拉拔矫直后，甚至会引起铜包铝镁合金线的表面起泡，这会导致该批铝镁合金杆无法进行后续的包覆焊接工艺而造成报废。

为了解决铝镁合金杆自身的缺陷，在使用前，需要对铝镁合金进行处理。目前的处理方法包括下述步骤：

（1）整圆-将水平连铸的铝镁合金杆400℃预热处理，之后利用拉拔设备进行小变形量的拉拔矫直；

（2）经NaOH（掺适量十二烷基硫酸钠）稀释溶液洗涤去表面油质及氧化物；

（3）打毛-铝刷打磨。

传统方法主要存在下述缺陷：

1、由于具有拉拔前的预热工序，能耗较高。

2、传统工艺加工工序繁琐，操作人员多，制造周期长，生产率低，生产成本高。

3、由于有预热、酸洗等工序，存在温室气体和污水排放问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种采用常温状态进入连续挤压机，通过连续挤压技术实现产品生产一次完成，生产效率高，性能好的复合双金属线基材的制备工艺。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种复合双金属线基材的制备工艺，其特征在于，将铝镁合金杆原料在常温下进入连续挤压机通过连续挤压法进行连续挤压得到复合双金属线基材，其中，挤压机腔体进口温度为常温，控制变形率为70%-95%，挤压速度为110-460kg/h，使得挤压机腔体出口温度为380-450℃。

所述铝镁合金杆原料通过下述方法得到：将采用常规水平连铸方法得到的Φ9.50mm铝镁合金杆拉伸至Φ8.50mm进行整圆处理；再用清水冲洗去吸附在铝镁合金杆表面的沉淀物，用烘箱完全烘干得到铝镁合金杆原料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的复合双金属线基材的制备工艺采用常温状态进入连续挤压机，通过连续挤压技术制备铝镁合金杆，实现产品生产一次完成,再与包覆焊接技术相结合制备铜包铝镁合金线，由于采用大变形量，并通过变形量与挤压速度的结合来控制挤压机出口温度，使铝镁合金杆原料的内部缺陷得到有效控制，表面质量好，经连续挤压处理后的复合双金属基材更易于进行外围铜带的包覆焊接工艺，且包覆后在力学性能、电气性能等方面得到提升。而且，由于不经过预加热、酸洗等工序，因此生产效率高、无污染。

2、本发明的工艺取消了传统工艺所需的预加热工序，节省能耗20%以上。

3、将传统工艺多道工序和多台套设备生产缩减为从原材料到芯材连续生产一次完成，制造周期极短，生产率高。

4、在环境保护方面，由于没有加热、退火、酸洗工序，因此，不存在温室气体和污水排放问题。

5、整条生产线只需3个操作人员就能完成操作，节省了劳动力成本。

6、本发明的方法能够有效改变铸态组织，获得动态再结晶组织，晶粒度比传统加工方法更细小，制造出的产品在机械性能、导电性、表面质量等方面更佳。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明复合双金属线基材的制备工艺包括下述步骤：

将铝镁合金杆原料在常温下进入连续挤压机通过连续挤压法进行连续挤压得到复合双金属线基材，其中，挤压机腔体进口温度为常温，控制变形率为70%-95%，挤压速度为110-460kg/h，使得挤压机腔体出口温度为380-450℃。

所述铝镁合金杆原料通过下述方法得到：将采用常规水平连铸方法得到的Φ9.50mm铝镁合金杆拉伸至Φ8.50mm进行整圆处理；再用清水冲洗去吸附在铝镁合金杆表面的沉淀物，用烘箱完全烘干得到铝镁合金杆原料。

将上述得到的复合双金属基材与铜带采用常规的包覆焊接技术制成铜包铝镁合金线坯。

再将铜包铝镁合金线坯采用常规方法进行拉拔得到铜包铝镁合金复合双金属线母线。

实施例1：

Φ2.05mm铜包铝镁合金复合双金属线母线的制备工艺流程：

（1）对采用常规水平连铸方法得到的Φ9.50mm铝镁合金杆进行断面抛光金相显微镜下观察，可以看出，在铝镁合金杆的芯部存在较多的微孔和气隙。

将采用常规水平连铸方法得到的Φ9.50mm铝镁合金杆拉伸至Φ8.50mm进行整圆处理；再用清水冲洗去吸附在铝镁合金杆表面的沉淀物，用烘箱完全烘干得到铝镁合金杆原料。

（2）将铝镁合金杆原料使用大连康丰科技有限公司生产的连续挤压机进行连续挤压得到复合双金属线基材。其中，挤压机腔体进口温度为常温，挤压机进口的铝镁合金杆原料直径为Φ8.50mm，挤压机出口直径为Φ6.50mm，挤压速度为380kg/h，从而使得挤压机腔体出口温度为400℃左右。将得到的复合双金属线基材进行检测，结果如表1所示。并进行断面抛光金相显微镜下观察，线体中微孔和气泡的数量显著减少。

表1铝镁杆性能对比

从表1可以看出，水平连铸的铝镁合金杆经本发明的连续挤压法挤压后，力学性能有明显提高，导电率和致密性也有较大提升，这证明经过本发明的连续挤压法能够消除原料铝镁杆中存在的大量微观缺陷。大大提高了铝镁杆的加工性能，这为后续的包覆焊接工序提供了原材料性能保证，对提高铜包铝镁合金线的性能具有重要的作用。

（2）将得到的复合双金属线基材与铜带采用常规的包覆焊接技术制成铜包铝镁合金线坯。铜带厚0.38mm。

（3）将铜包铝镁合金线坯进行拉拔得到Φ2.05mm复合双金属线母线，表面光洁无气泡。

拉拔选用水箱式拉丝机进行拉拔，整个过程可将铜包铝镁合金线坯视为单一金属来加工。具体工艺如表2所示。

表2

将得到的Φ2.05mm复合双金属线母线进行检测，结果如表3所示。

从表3看出，通过本发明的制备工艺得到的铜包铝镁合金线的力学性能、电阻率和密度均有所提高。

表3

Claims (2)

1.一种复合双金属线基材的制备工艺，其特征在于，将铝镁合金杆原料在常温下进入连续挤压机通过连续挤压法进行连续挤压得到复合双金属线基材，其中，挤压机腔体进口温度为常温，控制变形率为70%-95%，挤压速度为110-460kg/h，使得挤压机腔体出口温度为380-450℃。

2.根据权利要求1所述的复合双金属线基材的制备工艺，其特征在于，所述铝镁合金杆原料通过下述方法得到：将采用常规水平连铸方法得到的Φ9.50mm铝镁合金杆拉伸至Φ8.50mm进行整圆处理；再用清水冲洗去吸附在铝镁合金杆表面的沉淀物，用烘箱完全烘干得到铝镁合金杆原料。