CN103143565B - 一种铜铝双金属复合板带的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种铜铝双金属复合板带的生产工艺是将铝锭完全熔化为铝液后，经静置炉静置，在线除气、过滤后流入复合区，铜板带直接进入复合区与铝液表面接触，连续轧制出铜铝双金属复合板带。解决现有铝铜复合金属板带生产方法中存在的生产成本高、能源消耗大、工艺复杂、劳动强度大和污染环境的问题，达到降低生产成本、提高生产效率、避免环境污染、提高产品质量的目的，具有节能降耗、工艺先进、成品率高的特点。

Description

一种铜铝双金属复合板带的生产工艺

技术领域

本发明属于复合板带生产技术领域，具体涉及一种铜铝双金属复合板带的生产工艺。

背景技术

铜是贵重的稀有金属，具有优良的导电、导热、耐腐蚀等性能，广泛应用于航

空、航天、航母舰船制造、汽车工业、军工企业、电子电器等领域，但是，由于铜的密度较高，用铜制作的产品重量较重，给运输、安装等带来了极大的不便。随着铜资源的严重短缺，不仅对铜工业产业的发展带来严重影响,而且使铜产品的成本居高难下。

铝是一种导电、导热性仅次于铜的金属，虽然它的导电能力只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，因而，其重量较轻，常被电力工业和电子工业选用。且铝资源相对丰富、储量大、分布广，价格低廉，只相当于铜价的四分之一，并同样具有优良的耐腐蚀性和柔韧性。

铜铝复合板是一种新型的复合材料，其既具有铜的导热性能好，导电率高，又具有铝的质轻、价钱低廉等长处，普遍用于电子、电力、冶金设备、机械、汽车等行业，满足了对其功能和经济的需求。由于传统的铜铝复合板主要靠爆炸焊接、钎焊、摩擦焊、闪光焊等方法生产,不仅工艺落后、成品率低、质量不稳定,而且生产成本高，不能连续大面积复合。

中国专利文献公开的“一种铝与铜复合金属板带的生产方法”（CN101758071A），是将半固态的铝或铝合金和固态铜板带进行无氧连续铸轧，制得铝与铜复合金属板带。具体步骤是：将温度为690-820℃的铝液静止5-10分钟，浇入预热的铸嘴中，浇铸出的铝液经冷却结晶呈半固态，铜板带经酸洗脱脂处理，之后再通过打磨棍进行单面在线打磨，打磨致该面无氧化层，打磨完毕后将铜板带在线加热到230-250℃；将所述半固态的铝与铜板带的打磨面接触，进行无氧连续铸轧，无氧连续铸轧时的轧制速度为0.5-1.5m/s，轧制压力为（6-12）×10²N,得到铝与铜复合金属板带。

该专利文献记载，采用该方法获得的铝与铜复合金属板带解决了铝的氧化问题，复

合强度高，铝与铜的结合强度达≥100MPa。该生产方法中，铝液的温度要求达到

690-820℃，远远高于铝的熔点温度（660.4℃），由于其是靠增加铝液温度和化学处理来达到复合目的，严重破坏了金属的自身结构和化学成分，并且污染环境、成品率低（只达到40%左右），在后期的加工生产中仍然会存在冲孔易分层起泡、折弯开裂脱落等问题，致使生产成本增加，能源消耗加大。另外，铜板带需经酸洗脱脂处理，在线打磨，在线加热等工序，不仅生产工艺复杂，还存在生产效率低的问题。同时还会增加劳动强度和生产成本高，酸洗过程中还会对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的是提出一种铜铝双金属复合板带的生产工艺。解决现有铝铜复合

金属板带生产方法中存在的生产成本高、能源消耗大、工艺复杂、劳动强度大和污染环境的问题，达到降低生产成本、提高生产效率、避免环境污染、提高产品质量的目的，具有节能降耗、工艺先进、成品率高的特点。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：将铝锭完全熔化为铝液后，经静置炉

静置、在线除气、过滤后流入复合区，铜板带直接进入复合区与铝液表面接触，上轧辊连续轧制出铜铝双金属复合板带。

本发明所述铝液的温度为660-689℃.

本发明所述铝液的静置时间为5-10分钟。

本发明所述铜板带与铝液的接触时间为0.8-1.2秒。

本发明所述的轧制时间为2.1-5.8秒。

本发明所述的轧制速度为每分钟500-1300mm。

本发明所述的轧制力为1000-1500KN。

本发明所述的熔合深度≥0.13mm。

本发明通过将铝锭低温熔化后就可直接与铜板带进行复合，利用铝液的温度，在二者相结合的瞬间形成铜固体表面微熔化，铜板带表面的轻微氧化层在与铝液接触瞬间完全消失，并且铜与铝的分子因熔相互渗透扩散形成一体，熔合深度≥0.13mm。复合强度达到150MPa以上，在500℃高温时撕不开。彻底解决了后期深加工时开裂、分层、脱落等现象。由于铝液的温度只需达到铝的熔点温度以上即可，因此会降低生产成本。铜板带无需任何处理，不仅减少了工序，避免了环境污染，而且提高了生产效率，使成品率大大提高，其集合了铜和铝的优点，可完全替代纯铜板带材广泛应用于航空、航天、航母舰船、汽车工业、军工企业、电子电器、电力金具、餐具容器、建筑装饰等领域，社会效益和经济效益明显。

具体实施方式

实施例1

一种铜铝双金属复合板带的生产工艺，具体步骤如下：

将铝锭装入天燃气熔炼炉中，升温至660℃，待铝锭完全熔化后，放入静置炉中静置10分钟后直接放出，经在线除气、过滤后流入复合区。取厚度为1.5mm的纯铜板带，经导辊直接进入复合区与铝液接触，利用铝液温度在二者相结合的1.2秒时间内，形成固体表面微熔化，经板型分布器后，上轧辊在强大的轧制力下经5.8秒瞬间表面熔合直接连续轧制出厚度为20mm的单面铜铝双金属复合板带。该板材的轧制速度为每分钟500mm,轧制力为1500KN，复合强度为160MPa。

实施例2

一种铜铝双金属复合板带的生产工艺，具体步骤如下：

将铝锭装入天燃气熔炼炉中，升温至670℃，待铝锭完全熔化后，放入静置炉中，静置5分钟后直接放出，经在线除气、过滤后流入复合区。取两条厚度均为0.2mm的纯铜板带，经上、下导辊分别进入复合区与铝液接触，利用铝液温度在二者相结合的0.8秒时间内，形成固体表面微熔化，经板型分布器后上轧辊在强大的轧制力下经2.1秒瞬间表面熔合直接连续轧制出厚度为3mm的铝基双面复铜复合板带。该板带材的轧制速度为每分钟1300mm,轧制力为1000KN，复合强度为150MPa。

实施例3

一种铜铝双金属复合板带的生产工艺，具体步骤如下：

将铝锭装入天燃气熔炼炉中，升温至680℃，待铝锭完全熔化后，放入静置炉中静置，10分钟后直接放出，经在线除气、过滤后流入复合区。取厚度为0.7mm的纯铜板带，经导辊直接进入复合区与铝液接触，利用铝液温度在二者相结合的1秒时间内，形成铜固体表面微熔化，经板型分布器后，上轧辊在强大的轧制力下经3.6秒瞬间表面熔合直接连续轧制出厚度为7mm的单面铜铝双金属复合板带。该板带材的轧制速度为每分钟1100mm,轧制力为1300KN，复合强度为156MPa。

实施例4

一种铜铝双金属复合板带的生产工艺，具体步骤如下：

将铝锭装入天燃气熔炼炉中，梯度升温至689℃，待铝锭完全熔化后，放入静置炉中静置，10分钟后直接放出，经在线除气、过滤后流入复合区。取两条厚度均为1mm的纯铜板带，经上、下导辊直接进入复合区与铝液接触，利用铝液温度在二者相结合的1.2秒时间内，形成铜固体表面微熔化，经板型分布器后，上轧辊在强大的轧制力下经5.2秒瞬间熔合直接连续轧制出厚度为12mm的铝基双面复铜复合板带，该板材的轧制速度为每分钟800mm,轧制力为1500KN,复合强度为158MPa。

Claims (8)

1.一种铜铝双金属复合板带的生产工艺，其特征是：将铝锭完全熔化为铝液后，经静置炉静置，在线除气、过滤后流入复合区，铜板带在导辊作用下直接进入复合区与铝液接触，利用铝液温度使铜板带固体表面形成微熔化，经板型分布器后，在轧辊强大的轧制力下瞬间使铜铝表面熔合，轧制出连续的单面或双面的铜铝双金属复合板带。

2.根据权利要求1所述的铜铝双金属复合板带的生产工艺，其特征是：所述铝液的温度为660-689℃。

3.根据权利要求1所述的铜铝双金属复合板带的生产工艺，其特征是：所述铝液的静置时间为5-10分钟。

4.根据权利要求1所述的铜铝双金属复合板带的生产工艺，其特征是：所述铜板带与铝液的接触时间为0.8-1.2秒。

5.根据权利要求1所述的铜铝双金属复合板带的生产工艺，其特征是：轧制时间为2.1-5.8秒。

6.根据权利要求1所述的铜铝双金属复合板带的生产工艺，其特征是：轧制速度为每分钟500-1300mm。

7.根据权利要求1所述的铜铝双金属复合板带的生产工艺，其特征是：所述轧制力为1000-1500KN。

8.根据权利要求1所述的铜铝双金属复合板带的生产工艺，其特征是：所述铜板带与铝的熔合深度≥0.13mm。