CN103009701B - 应用于高低压输变电配件的铝铜复合板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝铜复合板及其制备方法，包括作为基层的铜板、作为覆层的第一铝板和第二铝板，第一铝板和第二铝板顺次复合于所述铜板上，第一铝板和第二铝板厚度相同，且两者的厚度之和等于所述铜板的厚度。第一铝板和第二铝板均为纯铝板，厚度的取值范围为2~10mm；铜板为纯紫铜板，厚度的取值范围为4~20mm。本发明的铝铜复合板，其铝铜的厚度比例为1:1，相比现有技术中铝铜厚度比例为1:5或铝板比铜板厚度薄很多的铝铜复合板而言，铝层替代了部分铜层，使得本发明的铝铜复合板兼具铜的优良导电性能时，还具有较小的比重，降低了材料成本，可应用于电解阳极和特殊电器领域。

Description

应用于高低压输变电配件的铝铜复合板的制备方法

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，特别地，涉及一种应用于高低压输变电配件的铝铜复合板的制备方法。

背景技术

铜材具有导电导热性能好、塑性成型能力好，强度高、耐腐蚀、耐一定高温等优点，但其比重大、价格高。而铝材的比重小、价格低、延展性好、耐腐蚀性能好，但导电性能一般。现有技术将铜材和铝材的优点结合起来制备一种铝铜复合板，从而更好的运用到电器过渡元件、电子元器件、高低压输变电配件及复合垫片等应用领域中。

现有的铝铜复合板通常采用爆炸焊接工艺制备，且现有制备方法只能满足不同厚度的铝板和铜板的成型复合，如应用较多的层状铝铜复合板中铝铜比例为1:5，此种铝铜复合板的铝板比铜板的厚度低很多，而铜板价格和比重远高于铝板价格和比重，直接导致此种铝铜复合板的成本较高，重量较重。最重要的是，现有市场上经爆炸复合而成的铝铜复合板，因铝铜厚度的较大差异，不能满足电解槽阳极及特殊电器领域的需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种应用于高低压输变电配件的铝铜复合板的制备方法，以解决现有的铝铜复合板因铝铜厚度的较大差异而导致的成本高和比重大，且不能满足电解槽阳极和特殊电器领域的使用要求的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铝铜复合板，包括作为基层的铜板、作为覆层的第一铝板和第二铝板；第一铝板和第二铝板顺次复合于铜板上；第一铝板和第二铝板厚度相同，且两者的厚度之和等于铜板的厚度。

进一步地，第一铝板和第二铝板均为纯铝板，厚度的取值范围为2～10mm；铜板为纯紫铜板，厚度的取值范围为4～20mm。

进一步地，第一铝板和第二铝板的厚度的取值范围均为2～5mm，铜板的厚度的取值范围为4～10mm。

进一步地，第一铝板和第二铝板的厚度均为5mm，铜板的厚度为10mm。

进一步地，第一铝板复合于铜板的表面，形成复合基层，第二铝板复合于复合基层的铝板表面。

根据本发明的另一方面，还提供了一种铝铜复合板的制备方法，其包括上述铝铜复合板，其包括如下步骤：

步骤S1：采用砂轮和千叶轮分别对铜板、第一铝板的待接触的复合表面进行打磨处理，直至露出金属本色，待复合表面无凹坑、夹杂、深度划痕这些影响爆炸焊接质量的缺陷；

步骤S2：将打磨好的铜板、第一铝板进行组配，作为基层的铜板放置于平整的地面，作为覆板的第一铝板放置于铜板上方，且两者用铜片间隔，其间距为3～15mm；然后在第一铝板上铺上硝铵炸药，采用雷管边部起爆，炸药的爆速为1600～2400m/s，药高为20～50mm，第一次爆炸焊接复合后形成复合基层；

步骤S3：将爆炸后的复合基层放置到退火炉中进行去应力退火，待冷却后用多辊矫直机校平；

步骤S4：进行第二次爆炸焊接复合，将第二铝板复合于复合基层的铝板表面；

具体为，将所述复合基层的铝板表面和所述第二铝板的待复合表面均打磨抛光处理，作为基层的所述复合基层放置于平整的地面，作为覆板的所述第二铝板放置于所述复合基层的上方，且两者用铜片间隔，其间距为3～15mm；然后在所述复合基层上铺上硝铵炸药，采用雷管边部起爆形成所述铝铜复合板，其中，炸药的爆速为1600～2400m/s，药高为20～50mm；

步骤S5：将第二次爆炸焊接好的铝铜复合板进行成品退火，退火完成后在多辊矫直机上校平，然后根据需求将铝铜复合板进行裁边、打磨抛光处理，最后得到基、覆层厚度相当的层状铝铜复合板。

进一步地，步骤S2和S4中，爆炸前在第一铝板与炸药接触的一面均匀涂上一层黄油。

进一步地，步骤S4中，爆炸前在复合基层与炸药接触的一面均匀涂上一层黄油。

进一步地，步骤S2和S4中，铜片间隔为12mm。

进一步地，步骤S2和S4中，炸药中添加NaCl盐及锯末，药高设置为36mm。

本发明具有以下有益效果：

本发明的铝铜复合板，其铝铜的厚度比例为1:1，相比现有技术中铝铜厚度比例为1:5或铝板比铜板厚度薄很多的铝铜复合板而言，铝层替代了部分铜层，使得本发明的铝铜复合板兼具铜的优良导电性能时，还具有较小的比重，降低了材料成本，该铝铜复合板除了可应用于电器过渡元件、电子元器件、高低压输变电配件、复合垫片、核电器件、航空航天配件等领域外，还可用于电解阳极和特殊电器领域，在一定程度上满足了特殊需求的应用领域。

本发明的铝铜复合板的制备方法，将厚度之和等于铜板厚度的第一铝板和第二铝板，通过二次爆炸焊接复合于铜板上，第一铝板和第二铝板均为纯铝板，厚度为2～10mm，铜板为纯紫铜板，厚度为4～20mm时，所需炸药的爆速为1600～2400m/s，药高为20～50mm。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的铝铜复合板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，本发明提供了一种铝铜复合板，其包括作为基层的铜板1及作为覆层的第一铝板2和第二铝板3，第一铝板2和第二铝板3顺次复合于铜板1上。其中，第一铝板2和第二铝板3为厚度相同的覆层，第一铝板2和第二铝板3厚度之和等于铜板1的厚度。

本发明的铝铜复合板经由两次复合而成：第一次是以第一铝板2作为覆层复合于铜板1的表面，并共同形成复合基层12，第二次是以第二铝板3作为覆层复合于复合基层12上。

铜板1为纯紫铜板，厚度的取值范围为4～20mm，第一铝板2和第二铝板3均为纯铝板，厚度的取值范围为2～10mm。优选地，铜板1厚度的取值范围为4～10mm，第一铝板2和第二铝板3厚度的取值范围为2～5mm。在本发明的优选实施例中，铜板1的厚度为10mm，第一铝板2和第二铝板3的厚度均为5mm。当然在其他的实施例中，在制备工艺和使用要求允许的范围内，第一铝板2和第二铝板3厚度之和与铜板1的厚度基本相同也可，如第一铝板2和第二铝板3厚度之和约等于铜板1的厚度。

本发明还提供一种包括上述铝铜复合板的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1：采用砂轮和千叶轮分别对铜板1、第一铝板2的待接触的复合表面进行打磨处理，直至露出金属本色，待复合表面无凹坑、夹杂、深度划痕这些影响爆炸焊接质量的缺陷；

步骤S2：将打磨好的铜板1、第一铝板2进行组配，作为基层的铜板1放置于平整的地面，作为覆板的第一铝板2放置于铜板1上方，且两者用铜片间隔，其间距为3～15mm；然后在第一铝板2上铺上硝铵炸药，采用雷管边部起爆，炸药的爆速为1600～2400m/s，药高为20～50mm，第一次爆炸焊接复合后形成复合基层12；

优选地，铜片间隔为12mm，在其他的实施例中，用于间隔的铜片也可以为铝片、钢片或其他的金属片。

优选地，为避免第一铝板2在爆炸过程中氧化，爆炸前在第一铝板2与炸药接触的一面均匀涂上一层黄油。

优选地，为控制硝铵炸药爆速，在炸药中添加NaCl盐及锯末，药高设置为36mm。在其他的实施例中，炸药的爆速和药高均与实际情况相适应。

步骤S3：将爆炸后的复合基层12放置到退火炉中进行去应力退火，待冷却后用多辊矫直机校平；

步骤S4：进行第二次爆炸焊接复合，将第二铝板3复合于复合基层12的铝板表面；

具体为，将复合基层12的铝板表面和第二铝板3的待复合表面均打磨抛光处理，作为基层的复合基层12放置于平整的地面，作为覆板的第二铝板3放置于复合基层12的上方，且两者用铜片间隔，其间距为3～15mm；然后在复合基层12上铺上硝铵炸药，采用雷管边部起爆形成铝铜复合板，其中，炸药的爆速为1600～2400m/s，药高为20～50mm；

步骤S5：将第二次爆炸焊接好的铝铜复合板进行成品退火，退火完成后在多辊矫直机上校平，然后根据需求将铝铜复合板进行裁边、打磨抛光处理，最后得到基、覆层厚度相当的层状铝铜复合板。

优选地，铜片间隔为12mm，在其他的实施例中，用于间隔的铜片也可以为铝片、钢片或其他的金属片。

优选地，为避免复合基层12在爆炸过程中氧化，爆炸前在复合基层12与炸药接触的一面均匀涂上一层黄油。

优选地，为控制硝铵炸药爆速，在炸药中添加NaCl盐及锯末，药高设置为36mm。在其他的实施例中，炸药的爆速和药高均与实际情况相适应。

本发明的铝铜复合板及其制备方法，其铝铜的厚度比例为1:1，相比现有技术中铝铜厚度比例为1:5或铝板比铜板厚度薄很多的铝铜复合板而言，铝层替代了部分铜层，使得本发明的铝铜复合板兼具铜的优良导电性能时，还具有较小的比重，降低了材料成本，该铝铜复合板除了可应用于电器过渡元件、电子元器件、高低压输变电配件、复合垫片、核电器件、航空航天配件等领域外，还可用于电解阳极和特殊电器领域，在一定程度上满足了特殊需求的应用领域。其制备方法中，将厚度之和等于铜板1厚度的第一铝板2和第二铝板3，通过二次爆炸焊接复合于铜板1上，当第一铝板2和第二铝板3均为纯铝板，厚度为2～10mm，铜板1为纯紫铜板，厚度为4～20mm时，所需炸药的爆速为1600～2400m/s，药高为20～50mm，此外，为避免覆层的铝板在爆炸过程中氧化，爆炸前在基层与炸药接触的一面均匀涂上一层黄油；为控制硝铵炸药爆速，在炸药中添加NaCl盐及锯末，药高设置为36mm。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于高低压输变电配件的铝铜复合板的制备方法，其特征在于，

所述铝铜复合板包括：作为基层的铜板(1)、作为覆层的第一铝板(2)和第二铝板(3)；

所述第一铝板(2)和第二铝板(3)顺次复合于所述铜板(1)上；

所述第一铝板(2)和第二铝板(3)的厚度均为5mm，所述铜板(1)的厚度为10mm；

所述第一铝板(2)复合于所述铜板(1)的表面，形成复合基层(12)，所述第二铝板(3)复合于所述复合基层(12)的铝板表面；

所述方法包括如下步骤：

步骤S1：采用砂轮和千叶轮分别对铜板(1)、第一铝板(2)的待接触的复合表面进行打磨处理，直至露出金属本色，待复合表面无凹坑、夹杂、深度划痕这些影响爆炸焊接质量的缺陷；

步骤S2：将打磨好的所述铜板(1)、所述第一铝板(2)进行组配，作为基层的所述铜板(1)放置于平整的地面，作为覆板的所述第一铝板(2)放置于所述铜板(1)上方，且两者用铜片间隔，其间距为3～15mm；

然后在所述第一铝板(2)上铺上硝铵炸药，采用雷管边部起爆，炸药的爆速为1600～2400m/s，药高为20～50mm，第一次爆炸焊接复合后形成复合基层(12)；

步骤S3：将爆炸后的所述复合基层(12)放置到退火炉中进行去应力退火，待冷却后用多辊矫直机校平；

步骤S4：进行第二次爆炸焊接复合，将所述第二铝板(3)复合于所述复合基层(12)的铝板表面；

具体为，将所述复合基层(12)的铝板表面和所述第二铝板(3)的待复合表面均进行打磨抛光处理，作为基层的所述复合基层(12)放置于平整的地面，作为覆板的所述第二铝板(3)放置于所述复合基层(12)的上方，且两者用铜片间隔，其间距为3～15mm；

然后在所述复合基层(12)上铺上硝铵炸药，采用雷管边部起爆形成所述铝铜复合板，其中，炸药的爆速为1600～2400m/s，药高为36mm；

步骤S5：将第二次爆炸焊接好的所述铝铜复合板进行成品退火，退火完成后在多辊矫直机上校平，然后根据需求将铝铜复合板进行裁边、打磨抛光处理，最后得到基、覆层厚度相当的层状铝铜复合板；

所述步骤S2和步骤S4中，所述炸药中添加NaCl盐及锯末。

2.根据权利要求1所述的应用于高低压输变电配件的铝铜复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，爆炸前在所述第一铝板(2)与炸药接触的一面均匀涂上一层黄油。

3.根据权利要求2所述的应用于高低压输变电配件的铝铜复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，爆炸前在所述复合基层(12)与炸药接触的一面均匀涂上一层黄油。

4.根据权利要求2所述的应用于高低压输变电配件的铝铜复合板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S4中，所述间距为12mm。