CN110665989B - 一种侧面复合铜铝复合带的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，包括以下步骤：S1.切割得到侧端设有锯齿条的铜型材及侧端设有锯齿条的铜型材，所述铜型材与铝型材相互齿合；S2.并排对接已齿合所述铜型材与铝型材，铜型材与铝型材相互机械齿合的齿合处端部采用铆接式固定后，定位热轧复合，得到并排料带；S3.将所述并排料带经退火炉退火后，进行张力牵引热轧复合；S4.退火，冷轧，重复3‑4次，得厚度为1mm的铜铝复合带，生产效率高、结合强度好、电阻低而稳定，解决了铜铝可靠性连接问题，节约了材料成本。

Description

一种侧面复合铜铝复合带的制备方法
技术领域
本发明涉及侧面复合带技术领域，具体涉及一种侧面复合铜铝复合带的制备方法。
背景技术
目前在电子电器等元件组件中，大量采用导电连接件，导电连接件在组装中，经常遇到异种材料的连接，而有些异种材料不适宜焊接连接，为了解决异种材料焊接问题，同时节约材料成本，通常材料加工企业采用层状复合或侧面复合，层状复合材料在制造过程中存在角料不易回收的问题，侧面复合则可通过电子束焊、轧制复合等方法得以实现，而电子束焊存在组织缺陷，而轧制复合也存在难以大批量量产或者结合强度不牢固等问题，难以满足市场需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，生产效率高、结合强度好、电阻低而稳定，解决了铜铝可靠性连接问题，节约了材料成本。
本发明解决的技术方案是，提供一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，包括以下步骤：
S1.切割得到侧端设有锯齿条的铜型材及侧端设有锯齿条的铝型材，所述铜型材与铝型材相互齿合；
S2. 并排对接所述铜型材与铝型材以机械齿合，并将所述铜型材与铝型材相互机械齿合的齿合处端部采用铆接式固定，定位热轧复合，得到并排料带；
S3.在惰性气体保护下，将所述并排料带经退火炉退火后，进行张力牵引热轧复合并保持并排料带宽度不变；
S4.退火，冷轧，重复3-4次，得厚度为1mm的铜铝复合带。
优选地，所述铝型材、铜型材的宽度均为25mm，厚度均为7mm，带齿深度为2mm。
优选地，所述锯齿条齿边边长大于底边边长。
优选地，S3所述退火温度为400-600℃，退火时间30-120min。
优选地，S3所述的张力牵引热轧复合张力为30-50N/mm2。
优选地，S4所述冷轧轧制变形量为5%-15%。
优选地，所述张力牵引热轧复合所用轧辊包括凹辊和包合于凹辊的凸辊，凹辊与凸辊之间形成容置并排料带的空间。
优选地，所述凸辊凸起高度大于凹辊凹槽深度。
铜和铝在侧面进行预复合即机械齿合同时在齿合处的端部进行铆接固定，防止机械齿合即预复合的铜和铝材料结合力不够，通过铆接固定，热复合过程中铜和铝材料不会分离，且铜铝原子在高温高压作用下会互相固溶扩散，机械齿合更为牢固；
本方案S2热轧复合的目的在于定位，铜型材与铝型材相互机械齿合的齿合处端部采用铆接式穿孔固定，如图5所示，然后在定位热轧机的在限位槽内进行热轧复合以保持宽度不变，避免预复合（机械齿合）的铜型材和铝型材结合力不够，在接下来的热复合过程中铜型材和铝型材分离，另一方面通过定位后，材料配合更加精准，所述定位热轧机的型号为JH-RY-60。
本方案中，S3所述的张力牵引热轧复合采用的设有凹凸轧辊的二辊热轧机，实现张力牵引热轧复合并排料带的宽度维持基本不变，其机理如下：所述凹凸轧辊的热轧机设有凸辊和凹辊，对并排料带进行热轧时，料带置于凸辊和凹辊之间，凸辊位于凹辊上方并包合凹辊如图3所示，所述凸辊的凸起高度大于凹辊的凹槽深度因此可对并排料带施加压力和张力牵引，同时凹辊在宽度方向上对料带进行限制，如图4所示，从而并排料带沿长度方向复合和伸张变形，所述凸辊和凹辊宽度之和等于并排对接齿合后铜型材与铝型材的宽度之和。
本发明所述的铜铜型材和铝型材可通过带模具的挤压机挤压成型锯齿，铜侧锯齿条与铝侧锯齿条为对称的相互配合的锯齿条，齿合后，铜齿包合铝齿，铜齿在外，铝齿在内，且齿边边长大于底边边长，以增加铜结合接合面面积，提高结合强度。
与现有技术相比，本方案的有益效果如下：
1. 侧端设有锯齿条的铜型材及侧端设有锯齿条的铝型材由于齿面的配合，轧制过程中，铜铝齿合界面在凸辊的上压力作用和凹凸辊共同施加的张力及牵引力作用下变形，使得铜铝结合面更大，增加结合强度；
2. 铜铝型材齿合处端部用铆接固定，可实现同步变形轧制而不分离；
3. 张力牵引热轧复合轧制时使材料延长度方向变形，同时限制铜铝横向延伸，可增加铜铝结合界面强度。
4. 铜型材及铝型材的齿合处经张力牵引热轧复合轧制其局部已转换成平面复合状态，结合界面稳定牢固，材料电阻低而稳定，保证连接材料的良好导电性能；
5. 利用侧面复合制备铜铝复合带冲制而成的导电连接片，降低了材料成本，同时最大程度上解决了异种材料连接问题，使其两端与不同材质连接实现更好的焊接性能。
附图说明
图1为设有锯齿条铜型材与设有锯齿条铝型材的正面结构示意图；
图2为侧面复合铜铝复合带横截面金相图；
图3为凹凸轧辊连接处的结构示意图；图4为并排料带在凹凸轧辊轧制的示意图；
图5为并排料带齿合端部铆合定位点的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例结合相关附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
制备型材：经挤压机模挤压成型，制备如图1所述的铜型材和铝型材，二者侧端设有平行于长度方向的锯齿条，所得铜型材和铝型材尺寸相同，宽度为25mm，厚度为7mm，带齿深为2mm；
制备并排料带：将上述铜铝型材并排，通过侧面锯齿条并排配合紧密排列对接，齿齿交叉配合，配合后铜齿在外，铝齿在内，排列对接后宽度为48mm，齿合处端部穿孔铆接固定后，经热轧机定位热轧复合，通过限位槽在宽度方向进行限位条件下热轧复合； 复合轧制：将所述并排料带经退火炉退火，退火工艺条件为，在惰性气体保护下，退火温度550℃，时间30min，齿合处端部通过定位热轧复合后，铜铝型材齿合处端部经收料机连接张力牵引，退火后送入凹凸轧辊的热轧机继续热轧复合，热轧变形量为64%，热轧至厚度为2.5mm左右的复合带，宽度基本不变，张力为30N/mm2，继续复合轧制，直至完成热轧复合，直至整条并排料带完成热轧复合。
退火、冷轧：热轧完成后， 400℃， 3h，退火，控制冷轧轧制变形量为30%，重复3-4次，最终得到厚度为1 mm的铜铝复合带。
实施例2
制备型材：经挤压机模挤压成型，制备如图1所述的铜型材和铝型材，二者侧端设有平行于长度方向的锯齿条，所得铜型材和铝型材尺寸相同，宽度为25mm，厚度为7mm，带齿深为2mm；
制备并排料带：将上述铜铝型材并排，通过侧面锯齿条并排配合紧密排列对接，齿齿交叉配合，配合后铜齿在外，铝齿在内，排列对接后宽度为48mm，齿合处端部穿孔铆接固定后，经热轧机定位热轧复合，通过限位槽在宽度方向进行限位条件下热轧复合；
复合轧制：将所述并排料带经退火炉退火，退火工艺条件为，在惰性气体保护下，退火温度550℃，时间30min，齿合处端部通过定位热轧复合后，铜铝型材齿合处端部经收料机连接张力牵引，退火后送入凹凸轧辊的热轧机继续热轧复合，热轧变形量为64%，热轧至厚度为2.5mm左右的复合带，宽度基本不变，张力为50N/mm2，继续复合轧制，直至完成热轧复合，直至整条并排料带完成热轧复合。
退火、冷轧：热轧完成后， 500℃， 1h，退火，控制冷轧轧制变形量为20%，重复3-4次，最终得到厚度为1 mm的铜铝复合带。
实施例3
制备型材：经挤压机模挤压成型，制备如图1所述的铜型材和铝型材，二者侧端设有平行于长度方向的锯齿条，所得铜型材和铝型材尺寸相同，宽度为25mm，厚度为7mm，带齿深为2mm；
制备并排料带：将上述铜铝型材并排，通过侧面锯齿条并排配合紧密排列对接，齿齿交叉配合，配合后铜齿在外，铝齿在内，排列对接后宽度为48mm，齿合处端部穿孔铆接固定后，经热轧机定位热轧复合，通过限位槽在宽度方向进行限位条件下热轧复合；
复合轧制：将所述并排料带经退火炉退火，退火工艺条件为，在惰性气体保护下，退火温度550℃，时间30min，齿合处端部通过定位热轧复合后，铜铝型材齿合处端部经收料机连接张力牵引，退火后送入凹凸轧辊的热轧机继续热轧复合，热轧变形量为64%，热轧至厚度为2.5mm左右的复合带，宽度基本不变，张力为40N/mm2，继续复合轧制，直至完成热轧复合，直至整条并排料带完成热轧复合。
退火、冷轧：热轧完成后， 400℃， 2h，退火，控制冷轧轧制变形量为25%，重复3-4次，最终得到厚度为1 mm的铜铝复合带。
以上未涉及之处，均适用于现有技术。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.切割得到侧端设有锯齿条的铜型材及侧端设有锯齿条的铝型材，所述铜型材与铝型材相互齿合；
S2.并排对接所述铜型材与铝型材以机械齿合，并将所述铜型材与铝型材相互机械齿合的齿合处端部采用铆接式固定，定位热轧复合，得到并排料带；
S3.在惰性气体保护下，将所述并排料带经退火炉退火后，进行张力牵引热轧复合并保持并排料带宽度不变；
S4.退火，冷轧，重复3-4次，得厚度为1mm的铜铝复合带。
2.根据权利要求1所述的一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，其特征在于，所述铝型材、铜型材的宽度均为25mm，厚度均为7mm，带齿深度为2mm。
3.根据权利要求1所述的一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，其特征在于，所述锯齿条齿边边长大于底边边长。
4.根据权利要求1所述的一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，其特征在于，S3所述退火温度为400-600℃，退火时间30-120min。
5.根据权利要求1所述的一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，其特征在于，S3所述的张力牵引热轧复合张力为30-50N/mm2。
6.根据权利要求1所述的一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，其特征在于，S4所述冷轧轧制变形量为5%-15%。
7.根据权利要求1所述的一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，其特征在于，所述张力牵引热轧复合所用轧辊包括凹辊和包合于凹辊的凸辊，凹辊与凸辊之间形成容置并排料带的空间。
8.根据权利要求7所述的一种侧面复合铜铝复合带的制备方法，其特征在于，所述凸辊凸起高度大于凹辊凹槽深度。
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