CN110743913B - 一种铜铝复合装饰材料的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜铝复合装饰材料的生产工艺，属于新材料技术领域，该铜铝复合装饰材料的生产方法包括以下步骤：（1）将铜板的一侧或两侧表面镀锡，得到具有镀锡层的铜板毛坯；（2）将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与铝板热轧复合，热处理，冷轧，得到铜铝复合装饰材料。本发明的生产方法简化了生产工艺，节能环保，降低生产成本，适用于任意牌号的铜板和1系、3系、4系、5系、6系、7系或8系铝板的复合，复合率达到100%，剥离强度≥12N/mm，铜铝复合装饰材料中铜复层厚度比≤15%，抗拉强度达到110~300 MPa，延伸率≥25%，适用于制备宽幅高强度铜铝复合装饰材料。

Description

一种铜铝复合装饰材料的生产工艺
技术领域
本申请涉及新材料技术领域，具体涉及一种铜铝复合装饰材料的生产工艺。
背景技术
铜铝复合板是一种以铝为基体，在铝基体上复合铜而形成的多金属板，它能够将铝的高导电性能和低成本的优势，与铜的高化学稳定性和较低的接触电阻特点结合起来，复合为一体的铜铝复合板。铜铝复合板代替铜板、镀铜铝板广泛应用于4G网络通讯、航天、航空、PC、IC、LED散热等高科技领域及高低压输配电、建筑装饰行业，是当前金属新材料的发展方向和研究热点。
目前，铜铝复合板的生产主要采用固-固复合法和液-固复合法。宽度超过1米的铜铝复合材料为宽幅铜铝复合材料。抗拉强度超过110MPa的铜铝复合材料为高强度铜铝复合材料。铜铝复合板的固-固复合法主要为爆炸复合法、包覆焊接法、复合铸锭热轧法、轧制压接法等，存在工艺复杂，生产成本高的问题。铜铝复合板的液-固复合法主要为复合铸造法、连续铸轧法，制备得到的铜铝复合板存在铜层和铝层之间的剥离强度低，铜铝复合板的宽度窄、抗拉强度低、延伸率低，产品质量不稳定等缺点，特别是宽幅高强度铜铝复合材料难以制备。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种铜铝复合装饰材料的生产方法，以解决现有铜铝复合装饰材料的制备方法工艺复杂、生产成本高、宽幅高强度铜铝复合材料难以制备的问题。
本发明的第二个目的在于提供一种铜铝复合装饰材料，以解决现有铜铝复合装饰材料的铜层和铝层之间的剥离强度低，铜铝复合装饰材料抗拉强度低、延伸率低的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种铜铝复合装饰材料的生产方法，包括以下步骤：
(1)将铜板的一侧或两侧表面镀锡，得到具有镀锡层的铜板毛坯；
(2)将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与铝板热轧复合，热处理，冷轧，得到铜铝复合装饰材料。
本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法，首先在铜板的至少一侧表面镀锡，得到具有镀锡层的铜板毛坯；然后将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与铝板热轧复合，热处理，冷轧，即得到铜铝复合装饰材料。该铜铝复合装饰材料的铜层和铝层之间的锡层经过多次加工破碎，形成锡-铜/铝的金属共晶层。由此可见，本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法简化了生产工艺，节能环保，降低了生产成本，适用于各种牌号的铜板和1系、3系、4系、5系、6系、7系或8系铝板的复合，且制备得到的铜铝复合装饰材料的铜层和铝层之间具有良好的冶金复合，复合率达到100％，铜铝复合装饰材料中铜复层厚度比≤15％，剥离强度≥12N/mm，抗拉强度达到110～300MPa，延伸率≥25％。该铜铝复合装饰材料适用于制备装饰料，具有铜的导电、导热性能好、接触电阻低和外表美观等优点，而且具有铝的质轻、耐腐蚀、经济等的优点。热轧复合时，镀锡层起到防铜层表面氧化的作用，同时在热处理过程有效地阻碍铜铝界面生成脆性且导电性差的金属间化合物，提高了铜铝复合装饰材料的界面结合和导电性能，适用于制备宽幅高强度铜铝复合装饰材料。
为进一步提高铜层防氧化去氧化效果，优选的，步骤(1)中所得的铜板毛坯有镀锡层，且镀锡层的厚度为3～25μm。
优选的，所得铜铝复合装饰材料中铜复层厚度比≤15％。
为进一步提高轧制复合率，优选的，步骤(2)中热轧复合的温度为200℃～350℃，热轧复合的第一道次加工率≥50％。
为进一步铜铝复合板的剥离强度，优选的，步骤(2)中热处理为退火处理，退火处理的温度为200℃～350℃，退火处理的时间为2h～8h。
为进一步提高铜铝复合性能，优选的，步骤(2)中冷轧的温度为室温，冷轧的第一道次加工率≤30％。
优选的，铝板牌号采用1系、3系、4系、5系、6系、7系或8系中的任意一种。
采用上述铜铝复合板带的制备方法制备得到铜铝复合装饰材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。
以下实施例中，铜板、铝板、热轧复合、退火、冷轧等设备和原料均可通过市售常规渠道获得。铜板为任意牌号的铜板，例如T2铜板。铝板为1系、3系、4系、5系、6系、7系或8系铝板。
热轧复合为1～2个道次加工，热轧复合的总变形量为50～70％。优选控制热轧复合的第一道次加工率。冷轧为1～2个道次加工，冷轧的总变形量为5～30％。优选控制冷轧的第一道次加工率。
在电镀锡之前，还可以对铜板进行预处理以使得铜板脱脂、去氧化。对铜板进行预处理包括对铜板带进行碱洗、酸洗、电解活化、氢气加热还原处理等。碱洗可采用的溶液为质量分数10％～20％的NaOH溶液。酸洗可采用的溶液为质量分数15％～30％的H2SO4溶液。电解活化为在酸洗的同时，以铜板带为阳极，槽体为阴极，加载380V电压，对铜板带进行电解活化。
本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例1
本实施例的铜铝复合装饰材料的生产方法，包括以下步骤：
(1)将1200mm宽1.0mm厚的T2铜板的一侧表面电镀锡，得到具有镀锡层的铜板毛坯，镀锡层的厚度为0.003mm；电镀锡的镀锡液含有质量分数为10％的氨基磺酸锡、0.8％硫酸、0.9％AlCl3和6％磷酸三钠，溶剂为水；电镀锡的温度为200℃，电压为380V，电流为600A，电流密度为0.5A/dm2；
(2)将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与8mm厚的1060铝板热轧复合，退火热处理，冷轧，得到铜铝复合装饰材料；热轧复合的温度为300℃，热轧复合的轧制速度为6m/min，热轧复合的第一道次加工率为50％，热轧后的厚度为4.5mm；退火处理的温度为300℃，退火处理的时间为4h；冷轧的温度为室温，冷轧的速度为100m/min，冷轧的第一道次加工率25％，冷轧后的铜铝复合装饰材料厚度为3.37mm。
本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例2
本实施例的铜铝复合装饰材料的生产方法，包括以下步骤：
(1)将1500mm宽1.2mm厚的T2铜板的一侧表面电镀锡，得到具有镀锡层的铜板毛坯，镀锡层的厚度为0.010mm；电镀锡的镀锡液含有质量分数为10％的氨基磺酸锡、2％硫酸、1.1％AlCl3和6.5％磷酸三钠，溶剂为水；电镀锡的温度为280℃，电压为380V，电流为800A，电流密度为3.0A/dm2；
(2)将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与8mm厚的3004铝板热轧复合，退火热处理，冷轧，得到铜铝复合装饰材料；热轧复合的温度为350℃，热轧复合的轧制速度为6m/min，热轧复合的第一道次加工率为55％，热轧后的厚度为4.05mm；退火处理的温度为350℃，退火处理的时间为2h；冷轧的温度为室温，冷轧的速度为100m/min，冷轧的第一道次加工率30％，冷轧后的铜铝复合装饰材料厚度为2.8mm。
本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例3
本实施例的铜铝复合装饰材料的生产方法，包括以下步骤：
(1)将1800mm宽1.0mm厚的T2铜板的两侧表面电镀锡，得到具有两层镀锡层的铜板毛坯，每一层镀锡层的厚度为0.020mm；电镀锡的镀锡液含有质量分数为3％的氨基磺酸锡、3％硫酸、2％AlCl3和4％磷酸三钠，溶剂为水；电镀锡的温度为320℃，电压为380V，电流为700A，电流密度为4.5A/dm2；
(2)将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与两块8mm厚的4343铝板热轧复合，退火热处理，冷轧，得到铜铝复合装饰材料；热轧复合的温度为350℃，热轧复合的轧制速度为6m/min，热轧复合的第一道次加工率为50％，热轧后的厚度为8.5mm；退火处理的温度为200℃，退火处理的时间为8h；冷轧的温度为室温，冷轧的速度为100m/min，冷轧的第一道次加工率25％，冷轧后的铜铝复合装饰材料厚度为6.37mm。
本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例4
本实施例的铜铝复合装饰材料的生产方法，包括以下步骤：
(1)将1650mm宽0.8mm厚的T2铜板的一侧表面电镀锡，得到具有镀锡层的铜板毛坯，镀锡层的厚度为0.014mm；电镀锡的镀锡液含有质量分数为15％的氨基磺酸锡、3％硫酸、2％AlCl3和5％磷酸三钠，溶剂为水；电镀锡的温度为300℃，电压为380V，电流为1000A，电流密度为3A/dm2；
(2)将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与8mm厚的5020铝板热轧复合，退火热处理，冷轧，得到铜铝复合装饰材料；热轧复合的温度为300℃，热轧复合的轧制速度为8m/min，热轧复合的第一道次加工率为50％，热轧后的厚度为4.4mm；退火处理的温度为250℃，退火处理的时间为6h；冷轧的温度为室温，冷轧的速度为100m/min，冷轧的第一道次加工率30％，冷轧后的铜铝复合装饰材料厚度为3.0mm。
本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例5
本实施例的铜铝复合装饰材料的生产方法，包括以下步骤：
(1)将1850mm宽1.5mm厚的T2铜板的一侧表面电镀锡，得到具有镀锡层的铜板毛坯，镀锡层的厚度为0.025mm；电镀锡的镀锡液含有质量分数为5％的氨基磺酸锡、0.5％硫酸、0.5％AlCl3和5％磷酸三钠，溶剂为水；电镀锡的温度为280℃，电压为380V，电流为500A，电流密度为0.5A/dm2；
(2)将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与8.5mm厚的6063铝板热轧复合，退火热处理，冷轧，得到铜铝复合装饰材料；热轧复合的温度为350℃，热轧复合的轧制速度为10m/min，热轧复合的第一道次加工率为60％，热轧后的厚度为5.0mm；退火处理的温度为300℃，退火处理的时间为6h；冷轧的温度为室温，冷轧的速度为100m/min，冷轧的第一道次加工率30％，冷轧后的铜铝复合装饰材料厚度为3.5mm。
本发明的铜铝复合装饰材料的实施例1
采用本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例1制备得到的铜铝复合装饰材料。
本发明的铜铝复合装饰材料的实施例2
采用本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例2制备得到的铜铝复合装饰材料。
本发明的铜铝复合装饰材料的实施例3
采用本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例3制备得到的铜铝复合装饰材料。
本发明的铜铝复合装饰材料的实施例4
采用本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例4制备得到的铜铝复合装饰材料。
本发明的铜铝复合装饰材料的实施例5
采用本发明的铜铝复合装饰材料的生产方法实施例5制备得到的铜铝复合装饰材料。
试验例：
本发明铜铝复合装饰材料的延伸率和抗拉强度按照国家标准GB/T228.1-2010进行测试，剥离强度按照国家标准GJB446的规定进行测试。复合率指铜铝复合装饰材料中铝板基层和铜板复层之间呈冶金结合状态的面积占总面积的百分率，按GB/T8165-2008中附录A超声波探伤方法进行。实施例1-5中得到的铜铝复合装饰材料铜复层厚度比、复合率、延伸率、剥离强度、抗拉强度如表1所示。
表1：本发明的铜铝复合装饰材料的实施例1-5中铜铝复合装饰材料铜复层厚度比、复合率、延伸率、剥离强度、抗拉强度
Figure BDA0002241532400000061
结果显示：本发明的生产方法适应于制备宽幅高强度制备铜铝复合装饰材料，且制备得到的铜铝复合装饰材料，铜层和铝层之间的剥离强度增加，铜铝复合装饰材料中铜复层厚度比≤15％，复合率达到100％，剥离强度≥12N/mm，抗拉强度达到110～300MPa，延伸率≥25％，为一种宽幅高强度铜铝复合装饰材料。

Claims (5)

1.一种铜铝复合装饰材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将铜板的一侧或两侧表面镀锡，得到具有镀锡层的铜板毛坯；
（2）将具有镀锡层的铜板毛坯的镀锡层面向铝板，与铝板热轧复合，热处理，冷轧，得到铜铝复合装饰材料；
步骤（2）中热轧复合的温度为200℃~350℃，热轧复合的第一道次加工率≥50%；
步骤（2）中热处理为退火处理，退火处理的温度为200℃~350℃，退火处理的时间为2h~8h；
步骤（2）中冷轧为室温，冷轧的第一道次加工率≤30%。
2.如权利要求1所述铜铝复合装饰材料的生产方法，其特征在于，步骤（1）中所得的铜板毛坯有镀锡层，且镀锡层的厚度为3~25μm。
3.如权利要求1所述铜铝复合装饰材料的生产方法，其特征在于，所得铜铝复合装饰材料中铜复层厚度比≤15%。
4.如权利要求1所述铜铝复合装饰材料的生产方法，其特征在于，铝板牌号采用1系、3系、4系、5系、6系、7系或8系中的任意一种。
5.采用如权利要求1~4中任意一项所述铜铝复合装饰材料的生产方法制备得到的铜铝复合装饰材料。
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Inventor after: Shang Zhengping

Inventor after: Zhou Yuanqing

Inventor after: Xiong Sang

Inventor before: Shang Zhengping

Inventor before: Zhou Qingyuan

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