CN105448380A - 一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺 - Google Patents

一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺，包括芯材、外层和护套，所述芯材由以下重量份的原料制备而成：铝55～88份、钼2～6份、碳1～3份、导电填料3～7份；所述外层由以下重量份的原料制备而成：纯铜35～88份、锌10～20份、硼3～6份。本发明节约了金属铜，大大降低了生产成本。同时用铜包铝代替纯铜，节约了稀有资源；提高了同轴电缆信号传输的稳定性和可靠性。同轴电缆常用铝作为外导体；因铜包铝线的膨胀系数相对纯铜而言与铝材更为接近，从而减小了因温度变化使电缆内、外导体膨胀不匹配而产生的连接故障；铜包铝线质量轻、密度小，便于运输和安装，大大减小了网络施工中的劳动强度。

Description

一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺
技术领域
本发明涉及铜合金线材领域，具体涉及一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺。
背景技术
复合材料，就是由两种或两种以上的材料经一定的复合工艺制造出来的一种新型材料，兼备两种材料的优点于一身。双金属复合导线是在20世纪30年代由德国发明的，随后在美、英、法等先进国家推广，并广泛应用于高频信号传输电缆、电力电缆、控制电缆、电磁线和特殊漆包线等领域。目前，双金属复合导线主要有铜包铝线、铜包钢线和铝包钢线，其中铜包铝线和铜包钢线是线缆行业中应用最广泛的双金属复合线材。双金属复合线材是集两种性能不同的金属于一体而制成的新型线材。铜包铝线同时具备铝的密度小和铜的导电性好的特点，而铜包钢线则同时具备钢的高强度和铜的导电性好的特点。由于高频信号的电流“集肤效应”，采用双金属复合线作为传导线或作为内导体的同轴电缆，不仅具有高的信号传输特性，而且具有重量轻或强度高、生产成本低等优点，特别在节约日日增长的铜资源需求上有着重大的实际意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺，包括芯材、外层和护套，所述芯材由以下重量份的原料制备而成：
铝55～88份、钼2～6份、碳1～3份、导电填料3～7份；
所述外层由以下重量份的原料制备而成：
纯铜35～88份、锌10～20份、硼3～6份。
进一步地，所述护套采用防水绝缘胶套。
进一步地，包括如下步骤：
S1:称取铝55～88份、钼2～6份、碳1～3份、导电填料3～7份进行混合成坯料，将坯料通过液压挤压机挤压成产出铝线材；
S2:将纯铜35～88份进行酸洗，然后与称取锌10～20份、硼3～6份进行混合坯料，加入熔炼炉中加热，得到金属液；
S3：将步骤S1中得到的铝线材通过步骤S2中的金属液，得到一定厚度铜铝合金复合线坯；
S4、将步骤S3得到铜铝合金复合线坯倒入到连铸设备内，制备合金复合线材；
S5、将步骤S4中所得合金复合线材经冷却拉伸和在线退火，制成质量轻、密度低的铜铝合金复合线材，通过包装机进行护套包装成铜铝合金复合线材成品；
进一步地，所述铜铝合金复合线材成品中铜与铝的质量比为3.3︰1。
进一步地，所述铜铝合金复合线材成品的密度仅为纯铜密度的37.3%～40.8%。
进一步地，所述铜铝合金复合线材成品中铜铝截面比一般为15%︰85%。
进一步地，所述步骤S2中熔化温度为1000～1500℃，保温时间为2～5.5小时；步骤S5中在线退火温度为880～950℃，退火时间为11～30秒。
本发明的有益效果：
(1)节约了金属铜，大大降低了生产成本。同时用铜包铝代替纯铜，节约了稀有资源。
(2)提高了同轴电缆信号传输的稳定性和可靠性。同轴电缆常用铝作为外导体，因铜包铝线的膨胀系数相对纯铜而言与铝材更为接近，从而减小了因温度变化使电缆内、外导体膨胀不匹配而产生的连接故障。
(3)铜包铝线质量轻、密度小，便于运输和安装，大大减小了网络施工中的劳动强度。铜与铝的质量比为3.3︰1，铜包铝线的密度仅为纯铜密度的37.3%～40.8%。在直径相同的条件下，1吨铜包铝线的长度是相同质量的纯铜线长度1.7～2.45倍。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明包括芯材、外层和护套，所述芯材由以下重量份的原料制备而成：
铝55～88份、钼2～6份、碳1～3份、导电填料3～7份；
所述外层由以下重量份的原料制备而成：
纯铜35～88份、锌10～20份、硼3～6份。
所述护套采用防水绝缘胶套。
一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺，包括如下步骤：
S1:称取铝55～88份、钼2～6份、碳1～3份、导电填料3～7份进行混合成坯料，将坯料通过液压挤压机挤压成产出铝线材；
S2:将纯铜35～88份进行酸洗，然后与称取锌10～20份、硼3～6份进行混合坯料，加入熔炼炉中加热，得到金属液；
S3：将步骤S1中得到的铝线材通过步骤S2中的金属液，得到一定厚度铜铝合金复合线坯；
S4、将步骤S3得到铜铝合金复合线坯倒入到连铸设备内，制备合金复合线材；
S5、将步骤S4中所得合金复合线材经冷却拉伸和在线退火，制成质量轻、密度低的铜铝合金复合线材，通过包装机进行护套包装成铜铝合金复合线材成品；
所述铜铝合金复合线材成品中铜与铝的质量比为3.3︰1。
所述铜铝合金复合线材成品的密度仅为纯铜密度的37.3%～40.8%。
所述铜铝合金复合线材成品中铜铝截面比一般为15%︰85%。
所述步骤S2中熔化温度为1000～1500℃，保温时间为2～5.5小时；步骤S5中在线退火温度为880～950℃，退火时间为11～30秒。
实施例1：
S1:称取铝55份、钼4份、碳2份、导电填料5份进行混合成坯料，将坯料通过液压挤压机挤压成产出铝线材；
S2:将纯铜35～88份进行酸洗，然后与称取锌15份、硼5份进行混合坯料，加入熔炼炉中加热，得到金属液；
S3：将步骤S1中得到的铝线材通过步骤S2中的金属液，得到一定厚度铜铝合金复合线坯；
S4、将步骤S3得到铜铝合金复合线坯倒入到连铸设备内，制备合金复合线材；
S5、将步骤S4中所得合金复合线材经冷却拉伸和在线退火，制成质量轻、密度低的铜铝合金复合线材，通过包装机进行护套包装成铜铝合金复合线材成品；
所述铜铝合金复合线材成品中铜与铝的质量比为3.3︰1。
所述铜铝合金复合线材成品的密度仅为纯铜密度的37.3%～40.8%。
所述铜铝合金复合线材成品中铜铝截面比一般为15%︰85%。
所述步骤S2中熔化温度为1200℃，保温时间为5小时；步骤S5中在线退火温度为899℃，退火时间为15秒。
实施例2：
S1:称取铝88份、钼6份、碳3份、导电填料7份进行混合成坯料，将坯料通过液压挤压机挤压成产出铝线材；
S2:将纯铜35～88份进行酸洗，然后与称取锌20份、硼6份进行混合坯料，加入熔炼炉中加热，得到金属液；
S3：将步骤S1中得到的铝线材通过步骤S2中的金属液，得到一定厚度铜铝合金复合线坯；
S4、将步骤S3得到铜铝合金复合线坯倒入到连铸设备内，制备合金复合线材；
S5、将步骤S4中所得合金复合线材经冷却拉伸和在线退火，制成质量轻、密度低的铜铝合金复合线材，通过包装机进行护套包装成铜铝合金复合线材成品；
所述铜铝合金复合线材成品中铜与铝的质量比为3.3︰1。
所述铜铝合金复合线材成品的密度仅为纯铜密度的37.3%～40.8%。
所述铜铝合金复合线材成品中铜铝截面比一般为15%︰85%。
所述步骤S2中熔化温度为1500℃，保温时间为5.5小时；步骤S5中在线退火温度为950℃，退火时间为30秒。
实施例3：
S1:称取铝55份、钼2份、碳1份、导电填料3份进行混合成坯料，将坯料通过液压挤压机挤压成产出铝线材；
S2:将纯铜35份进行酸洗，然后与称取锌10份、硼3份进行混合坯料，加入熔炼炉中加热，得到金属液；
S3：将步骤S1中得到的铝线材通过步骤S2中的金属液，得到一定厚度铜铝合金复合线坯；
S4、将步骤S3得到铜铝合金复合线坯倒入到连铸设备内，制备合金复合线材；
S5、将步骤S4中所得合金复合线材经冷却拉伸和在线退火，制成质量轻、密度低的铜铝合金复合线材，通过包装机进行护套包装成铜铝合金复合线材成品；
所述铜铝合金复合线材成品中铜与铝的质量比为3.3︰1。
所述铜铝合金复合线材成品的密度仅为纯铜密度的37.3%～40.8%。
所述铜铝合金复合线材成品中铜铝截面比一般为15%︰85%。
所述步骤S2中熔化温度为1000℃，保温时间为3小时；步骤S5中在线退火温度为880℃，退火时间为15秒。
本发明(1)密度低，铜包铝线的密度是纯铜线的37%～40%，直接用作射频电缆的内导体均可使其重量大幅度降低，便于运输、安装，降低敷设费用；(2)复合线材的铜铝截面比一般为15%︰85%，可以节省我国较缺乏的铜资源；(3)当CATV同轴射频电缆用铝管作外导体时，采用铜包铝线作为内导体，可使其热膨胀系数和弹性模量与铝管相接近，从而提高了电缆使用的稳定性和可靠性。而且与用纯铜作内导体的情形相比，在信号传递，特别是在高频信号传递方面，由于导体的“趋肤效应”，性能上相差很小。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材，其特征在于，包括芯材、外层和护套，所述芯材由以下重量份的原料制备而成：
铝55～88份、钼2～6份、碳1～3份、导电填料3～7份；
所述外层由以下重量份的原料制备而成：
纯铜35～88份、锌10～20份、硼3～6份。
2.根据权利要求1所述的一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材，其特征在于，所述护套采用防水绝缘胶套。
3.一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1:称取铝55～88份、钼2～6份、碳1～3份、导电填料3～7份进行混合成坯料，将坯料通过液压挤压机挤压成产出铝线材；
S2:将纯铜35～88份进行酸洗，然后与称取锌10～20份、硼3～6份进行混合坯料，加入熔炼炉中加热，得到金属液；
S3：将步骤S1中得到的铝线材通过步骤S2中的金属液，得到一定厚度铜铝合金复合线坯；
S4、将步骤S3得到铜铝合金复合线坯倒入到连铸设备内，制备合金复合线材；
S5、将步骤S4中所得合金复合线材经冷却拉伸和在线退火，制成质量轻、密度低的铜铝合金复合线材，通过包装机进行护套包装成铜铝合金复合线材成品。
4.根据权利要求3所述的一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺，其特征在于，所述铜铝合金复合线材成品中铜与铝的质量比为3.3︰1。
5.根据权利要求3所述的一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺，其特征在于，所述铜铝合金复合线材成品的密度仅为纯铜密度的37.3%～40.8%。
6.根据权利要求3所述的一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺，其特征在于，所述铜铝合金复合线材成品中铜铝截面比一般为15%︰85%。
7.根据权利要求3所述的一种质量轻密度低的铜铝合金复合线材及其制作工艺，其特征在于，所述步骤S2中熔化温度为1000～1500℃，保温时间为2～5.5小时；步骤S5中在线退火温度为880～950℃，退火时间为11～30秒。
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