CN106297960B - 一种电缆用铜铝复合带的生产工艺 - Google Patents

一种电缆用铜铝复合带的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电缆用铜铝复合带的生产工艺，包括以下步骤：（1）将铜带和铝带冷轧复合；（2）用光亮退火炉进行退火，采用气体保护措施；（3）退火后的铜铝复合带经过多道次轧制；（4）用光亮退火炉进行再次退火；（5）将退火后的铜铝带进行清洗钝化处理；（6）分切。本发明生产的电缆用铜铝复合带塑性加工性能高、导电性能高、表面质量高，该工艺流程短、高效、节能。

Description

一种电缆用铜铝复合带的生产工艺
技术领域
本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其是涉及一种电缆用铜铝复合带的生产工艺。
背景技术
铜铝复合材料作为新型复合材料的一种，不仅具有铜的导电性好、导热率高、接触电阻低和外表美观等优点，也具有铝的质轻、耐腐蚀、经济等优点。采用固相复合技术生产的铜铝复合板带材，还具有结合面过渡电阻和热阻抗低、耐腐蚀、耐用、延展性和成型性好等综合性能，可以广泛地用于电子、电器、电力、冶金设备、机械、汽车、能源和生活用具等各个领域。
有线电视信号和移动通讯信号频率较高，一般在500-800MHz，由于“集肤效应”使高频电流集中在导体的表面传输层。当用纯铜线进行信号传输时，中心部位的铜没有起到主要传输信号的作用。用铜管则比较经济，但其强度低，当电缆弯曲时容易压瘪，从而影响信号的传输。另外铝的本身也具有良好的导电性能，因此“以铝节铜”是非常理想的方法，可以节约我国比较缺乏的铜资源。
铜铝复合带是指在铝的表面包覆一层铜，使铜和铝界面实现良好冶金结合的一种复合材料。以铜铝复合带代替应用面特别广、需求量特别大的紫铜带，在电力和信号传输领域将有广泛的应用前景，有望形成巨大的产业。因此，开发适合工业规模生产的高效、低能耗复合技术，制备铜铝复合带新型材料，无疑将会给我国迅速发展的电子、电力、机械制造等工业领域提供理想的新产品，产生显著的经济效益，而且对于合理利用资源，保证国民经济可持续发展具有重要的社会效益。
金属复合材料的生产方法有很多种，大体可分为固-固相复合法和液-固相复合法两大类。固-固相复合法包括轧制复合、爆炸复合、挤压-拉拔复合、焊接法等，液-固相复合法包括充芯连铸、双结晶器连铸等。而其中以轧制法应用最为广泛。
发明内容
针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种电缆用铜铝复合带的生产工艺，该工艺生产的电缆用铜铝复合带塑性加工性能高、导电性能高、表面质量高，该工艺流程短、高效、节能。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电缆用铜铝复合带的生产工艺，包括以下步骤：
（1）冷轧复合：将铜带和铝带冷轧复合，所述铜带和铝带依次经过开卷机、矫直机、打磨装置、吹扫装置、光电对中装置和两辊轧机，铝带和铜带采用钢丝刷打磨，打磨方向与轧制方向水平，打磨后将铝带和铜带的表面进行吹扫，使其表面干净，无粉末；
（2）退火：采用光亮退火炉进行退火，采用气体保护措施，将铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm；
（3）冷轧：退火后的铜铝复合带经过多道次轧制，最终得到厚度为0.25mm的成品；
（4）再退火：采用光亮退火炉进行再次退火，采用气体保护措施，将铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm；
（5）清洗钝化：将退火后的铜铝带进行清洗钝化，利用碱液对铜带进行脱脂，并进行酸洗、粗抛光、精抛光和钝化处理；
（6）分切：采用分切设备对铜带进行分切。
所述步骤（1）中铜带和铝带的厚度比为1：4，且所述铜带和铝带均为软态。
所述冷轧复合加工率为70%，复合后，铜铝复合带的厚度为1.5mm。
所述步骤（1）中钢丝刷光机的刷毛直径为1.0mm。
所述步骤（1）中复合轧制时，轧制速度为40-50m/min，轧制前张力为20-30KN，且铜带轧制后张力大于铝带轧制后张力。
所述步骤（2）中的退火工艺为280℃×2h，所述步骤（4）中的再次退火工艺为250℃×2h。
所述步骤（3）轧制道次分配如下：1.5mm-1.0mm-0.6mm-0.4mm-0.25mm。
所述步骤（5）的脱脂在脱脂储液箱内进行，所述脱脂储液箱采用油水分离技术。
所述步骤（5）采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光，采用2000目3M刷进行精抛光，在70℃～75℃温度下采用0.15%～0.20%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
所述步骤（6）中分切的宽度为25mm。
本发明电缆用铜铝复合带的生产工艺具有如下有益效果：
1、本发明生产的电缆用铜铝复合带各项性能优异，完全满足电缆行业的使用，尤其是抗拉强度大于100MPa，延伸率大于25%，导电率大于70%IACS。
2、本发明通过合理的工艺参数控制，将铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm，不仅有利于提高复合界面的结合强度，同时降低复合界面对铜铝复合带性能的影响。
附图说明：
图1为本发明铜铝复合带退火后界面扩散层厚度示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
本实施例1电缆用铜铝复合带的生产工艺包括如下步骤：
冷轧复合—退火—冷轧—再退火—清洗钝化—分切。
具体的步骤为：
（1）冷轧复合
铜带和铝带冷轧复合，铜带和铝带的厚度比为1：4，例如铜带厚度为1mm、铝带厚度为4mm，铜带和铝带均为软态，铜带的牌号为TU0，铝带的牌号为1060；冷轧复合加工率为70%，复合后，铜铝复合带的厚度为1.5mm。
铜带和铝带依次经过开卷机、矫直机、打磨装置、吹扫装置、光电对中装置和大功率两辊轧机等设备。铝带和铜带采用钢丝刷打磨，打磨方向与轧制方向水平，钢丝刷光机的刷毛直径为1.0mm。打磨后将铝带、铜带表面进行吹扫，使其表面干净，无粉末。
复合轧制时，轧制速度为40-50m/min，轧制前张力为20-30KN，铜带轧制后张力大于铝带轧制后张力。
（2）退火
采用光亮退火炉进行退火，采用气体保护措施，防止表面优化，退火工艺为280℃×2h。将铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm，如图1所示。不仅有利于提高复合界面的结合强度，同时降低复合界面对铜铝复合带性能的影响。
（3）冷轧
退火后的铜铝复合带经过多道次轧制，最终到成品厚度0.25mm，轧制道次分配如下：1.5mm-1.0mm-0.6mm-0.4mm-0.25mm。
（4）再退火
采用光亮退火炉进行退火，采用气体保护措施，防止表面优化，退火工艺为250℃×2h。将铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm，如图1所示。不仅有利于提高复合界面的结合强度，同时降低复合界面对铜铝复合带性能的影响。
（5）清洗钝化
将退火后的铜铝带进行清洗钝化，利用碱液对铜带进行脱脂，脱脂储液箱采用油水分离技术，采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光和2000目3M刷进行精抛，抛光后在70℃～75℃下经0.15%～0.20%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
（6）分切
采用分切设备按照客户合同要求尺寸对铜带进行分切，宽度为25mm。
实施例2
本实施例2的工艺步骤为：冷轧复合—冷轧—清洗钝化—分切，缺少退火和再退火的步骤，其它工艺步骤和参数均与实施例1相同。
实施例3
本实施例3的工艺步骤为：冷轧复合—退火—再退火—清洗钝化—分切，缺少冷轧的步骤，其它工艺步骤和参数均与实施例1相同。
实施例4
本实施例4的工艺步骤为：冷轧复合—退火—冷轧—再退火—清洗钝化—分切，但其工艺参数均不在实施例1的范围内。
性能测试及分析
通过本领域公知的技术对实施例1-4进行性能测试，并对测试结果进行分析，得出如下结论：
1、实施例1生产的电缆用铜铝复合带各项性能优异，完全满足电缆行业的使用，其抗拉强度大于100MPa，延伸率大于25%，导电率大于70%IACS，铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm，如图1所示。不仅有利于提高复合界面的结合强度，同时降低复合界面对铜铝复合带性能的影响。
2、实施例2生产的电缆用铜铝复合带界面的扩散层厚度大于5μm，且其它性能均不符合本领域的要求。
3、实施例3和4生产的电缆用铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm，但其抗拉强度、延伸率和导电率等均不理想。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电缆用铜铝复合带的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）冷轧复合：将牌号为TU0、厚度为1mm软态铜带和牌号为1060、厚度为4mm软态铝带冷轧复合，所述铜带和铝带依次经过开卷机、矫直机、打磨装置、吹扫装置、光电对中装置和两辊轧机，铝带和铜带采用钢丝刷打磨，打磨方向与轧制方向水平，打磨后将铝带和铜带的表面进行吹扫，使其表面干净，无粉末；所述冷轧复合加工率为70%，复合后，铜铝复合带的厚度为1.5mm；
（2）退火：采用光亮退火炉进行退火，退火工艺为280℃×2h，采用气体保护措施，将铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm；
（3）冷轧：退火后的铜铝复合带经过多道次轧制，轧制道次分配如下：1 .5mm-1 .0mm-0.6mm-0 .4mm-0 .25mm；
（4）再退火：采用光亮退火炉进行再次退火，再次退火工艺为250℃×2h；
（5）清洗钝化：将退火后的铜铝带进行清洗钝化，利用碱液对铜带进行脱脂，并进行酸洗、粗抛光、精抛光和钝化处理；
（6）分切：采用分切设备对铜带进行分切；
所述的一种电缆用铜铝复合带的生产工艺制备的铜铝复合带的抗拉强度大于100MPa，延伸率大于25%，导电率大于70%IACS；铜铝复合带界面的扩散层厚度小于5μm；制备的铜铝复合带的厚度为0.25mm，宽度为25mm。
2.如权利要求1所述的一种电缆用铜铝复合带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中钢丝刷的刷毛直径为1 .0mm。
3.如权利要求1所述的一种电缆用铜铝复合带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（1）中复合轧制时，轧制速度为40～50m/min，轧制前张力为20～30KN，且铜带轧制后张力大于铝带轧制后张力。
4.如权利要求1所述的一种电缆用铜铝复合带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（5）的脱脂在脱脂储液箱内进行，所述脱脂储液箱采用油水分离技术。
5.如权利要求1所述的一种电缆用铜铝复合带的生产工艺，其特征在于：所述步骤（5）采用20%的硫酸溶液对铜带进行酸洗，采用600目的针刷粗抛光，采用2000目3M刷进行精抛光，在70℃～75℃温度下采用0 .15%～0 .20%的苯丙三氮唑水溶液钝化处理。
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