CN110920214A - 一种铜铝层状复合材料的制备方法 - Google Patents

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王爱琴
王文焱
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Abstract

一种铜铝层状复合材料的制备方法，对覆层铜和基层铝进行表面预处理，在复合装置中通入保护气体，将覆层铜采用中高频感应加热的方式加热，加热后置于基层铝上，继续通入保护气体并对覆层铜表面施加压力，从而得到复合强度高的铜铝层状复合材料。该方法具有复合过程紧凑、效率高、性能好，并且具有基层铝材尺寸和形状可选范围大这一突出优点，当覆层铜占比较小（小于等于20%）时其制备过程经济效益尤为突出。该方法不受场地限制，工艺简单及污染少，能耗低，产品性能好。

Description

一种铜铝层状复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及金属板带生产金属领域，具体说的是一种铜铝层状复合材料的制备方法。
背景技术
铜和铝作为两种重要的有色金属材料，在机械、通讯、电力和运输等领域都得到广泛的应用。铝具有优异的防腐性能和良好的导电及导热性能，将铝和铜复合制备铜铝层状复合材料可替代大部分的铜，同时充分发挥了铜、铝导热和导电的优异性能。目前，相对于铜，铝具有较低的价格。因此，铜铝层状复合材料能在保证一定优异性能的前提下具有较低的成本，同时实现了轻量化，并且可通过铜铝层状复合材料，实现铜和铝直接高效的连接。铜铝层状复合材料已经在多个行业已经得到广泛应用。
铜铝层状复合材料的常见制备方法有轧制复合法、爆炸复合法和铸造复合法等，轧制复合可实现连续化生产，但工序复杂，产品性能均一性难以控制，对复合材料尺寸要求高；爆炸复合可实现高强度的复合，但复合过程污染大，生产场所受限；铸造复合可实现多种形状的复合，但界面层过厚，性能较差。这些复合方法各有特点，但涉及到工序复杂、能耗高、污染大和产品性能差等缺点限制了其进一步的应用和推广。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种铜铝层状复合材料的制备方法。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种铜铝层状复合材料的制备方法，对覆层铜和基层铝进行表面预处理，在复合装置中通入保护气体，将覆层铜采用中高频感应加热的方式加热，加热后置于基层铝上，继续通入保护气体并对覆层铜表面施加压力，从而得到复合强度高的铜铝层状复合材料。
中高频感应加热温度为670-710℃。
加压复合后，复合材料在保护气体内自然冷却至200℃，在室温下继续冷却。
复合装置包括复合箱和保护气体供气装置，保护气体供气装置向复合箱内通入保护气体，在复合箱内设有加压移动装置、中高频感应加热装置和用于放置基层铝的下压承台，加压移动装置设置在下压承台的上方，用于将覆层铜移动至中高频感应加热装置内加热以及移动至下压承台上方进行加压复合。
本发明有益效果是：
利用本发明中的制备方法制备的铜铝层状复合材料，具有复合过程紧凑、效率高、性能好，并且具有基层铝材尺寸和形状可选范围大这一突出优点，当覆层铜占比较小（小于等于20%）时其制备过程经济效益尤为突出。该方法不受场地限制，工艺简单及污染少，能耗低，产品性能好。
附图说明
图1为本发明所述工艺流程图。
具体实施方式
一种铜铝层状复合材料的制备方法，对覆层铜和基层铝进行表面预处理，在复合装置中通入保护气体，将覆层铜采用中高频感应加热的方式加热，加热温度为670-710℃加热后置于基层铝上，对覆层铜表面施加压力并通入保护气体，从而得到复合强度高的铜铝层状复合材料。
加压复合后，复合材料在保护气体内自然冷却至200℃，在室温下继续冷却。
保护气体采用通用保护气，例如：氩气、氦气等。
加压时间在1~3 min，压力根据复合材料形状大小而定。
复合装置包括复合箱1和保护气体供气装置2，保护气体供气装置2向复合箱1内通入保护气体，在复合箱1内设有加压移动装置3、中高频感应加热装置和用于放置基层铝的下压承台4，加压移动装置3设置在下压承台4的上方，用于将覆层铜移动至中高频感应加热装置内加热以及移动至下压承台4上方进行加压复合。
加压移动装置3先将固定在其上的覆层铜移动至中高频感应加热装置内进行加热，加完成后，再带动覆层铜移动至基层铝上方，加压移动装置3下压将覆层铜与基层铝复合为铜铝层状复合材料。
中高频感应加热装置为加热感应线圈，占地面积小，加热稳定均匀。
经本方法制备的铜铝层状复合材料，其剥离强度≥40 N/mm，抗拉强度达到115MPa，冶金结合比例≥92 %。
一种铜铝层状复合材料的制备方法，具体工艺步骤为：
（一）预处理：对覆层铜和基层铝进行打磨处理，去除表面氧化层。
（二）加热：在复合装置中通入氩气，并对覆层铜采用中高频感应加热的方式加热，加热温度为670-710℃。
（三）加压：停止加热并将覆层铜快速移动到基层铝上进行加压复合，并继续通入氩气，加压时间在1~3 min。
（四）冷却：压力释放后，当复合材料铜层温度降至200℃以下后放置室温下进行冷却，得到复合强度高的铜铝层状复合材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不限于此，因此任何根据本发明范围内所做的同等替换或改变，都在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种铜铝层状复合材料的制备方法，其特征在于：对覆层铜和基层铝进行表面预处理，在复合装置中通入保护气体，将覆层铜采用中高频感应加热的方式加热，加热后置于基层铝上，继续通入保护气体并对覆层铜表面施加压力，从而得到复合强度高的铜铝层状复合材料。
2.如权利要求1所述的一种铜铝层状复合材料的制备方法，其特征在于：中高频感应加热温度为670-710℃。
3.如权利要求1所述的一种铜铝层状复合材料的制备方法，其特征在于：加压复合后，复合材料在保护气体内自然冷却至200℃，在室温下继续冷却。
4.如权利要求1所述的一种铜铝层状复合材料的制备方法，其特征在于：复合装置包括复合箱（1）和保护气体供气装置（2），保护气体供气装置（2）向复合箱（1）内通入保护气体，在复合箱（1）内设有加压移动装置（3）、中高频感应加热装置和用于放置基层铝的下压承台（4），加压移动装置（3）设置在下压承台（4）的上方，用于将覆层铜移动至中高频感应加热装置内加热以及移动至下压承台（4）上方进行加压复合。
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