CN113560366A

CN113560366A - 一种铜包铝排复合工艺

Info

Publication number: CN113560366A
Application number: CN202110869861.3A
Authority: CN
Inventors: 符辉武; 符勇; 符程斌; 徐晓梅; 符红年; 华金栓
Original assignee: Luoyang Fuxing Pipes Co ltd
Current assignee: Xu Xiaomei
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2041-07-30
Also published as: CN113560366B

Abstract

一种涉及金属线材复合技术领域的铜包铝排复合工艺，包含以下步骤：S1、在铜管a端的设置第一火焰喷枪，从铜管的b端向铜管内插入第二火焰喷枪；S2、打开第一火焰喷枪和第二火焰喷枪进行还原焰封口和还原；S3、将在线热铝排一端从铜管的a端向铜管内插入；当铝排的相应端部刚插入铜管时，第二火焰喷枪从铜管的a端向b端移动退出；S4、当铝排的相应端从铜管的a端插入移动到b端后，然后利用前封口轧机和后封口轧机封口；S5、利用前封口轧机和后封口轧机继续压轧；S6、对铜包铝排再依次进行连续轧制、收卷、热渗透复合、放卷、整形、定尺剪切和成品检验；该复合工艺不仅能够高效率、高质量的去除氧化层，而且便于连续生产，提高压轧复合效果。

Description

一种铜包铝排复合工艺

技术领域

本发明涉及金属线材复合技术领域，尤其是涉及一种铜包铝排复合工艺。

背景技术

铜包铝排是指以铝排为主体，外面覆盖一层铜层的金属复合线材，相对于纯铜线材，铜包铝排不论是在机械性能、电气性能、经济性、易维护性等各个方面均具有明显的优势，被广泛应用于电力、电器行业；现有铜包铝排的复合方法主要有固液复合和固固复合两种方式，固液复合是在铝排外表面利用喷涂的方式镀一层铜层，或者是在铜管内注入液体铝使其在铜管中凝固，由于固液复合操作复杂、生产效率低下、成品率不高，且对环境污染较大，因此，大多数企业生产以固固复合为主，也即直接将固态铝排插入到铜管中，利用轧机轧制形成铜包铝排；

在对铜管进行铝排穿管前，需要对铜管内表面和铝排外表面进行表面处理，去除氧化层，以免影响复合，传统的处理方式主要有两种，一种是酸洗，一种是在保护气氛下进行打磨除氧化层；如公告号为CN102682917B的中国发明专利，公开了一种铜包铝排的生产工艺，就是通过刷毛的方式来去除氧化层，但是这种方式只适用于短管制作，不适合进行长管除氧化层，不仅对金属表面会有损伤，不利于压轧复合，而且操作十分不便，费时费力，效率低下，还不能够保证打磨完全。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种铜包铝排复合工艺，不仅能够高效率、高质量的去除氧化层，而且便于连续生产，提高压轧复合效果。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种铜包铝排复合工艺，包含以下步骤：S1、在靠近铜管a端的外侧设置第一火焰喷枪，从铜管的b端向铜管内插入第二火焰喷枪，并使第二火焰喷枪的烧嘴初始位置靠近铜管的a端内侧；S2、打开第一火焰喷枪和第二火焰喷枪进行还原焰封口和还原；所述第一火焰喷枪和第二火焰喷枪的燃烧气为H₂或碳基能源，对应产生的还原气为H₂或CO，其中第一火焰喷枪的还原焰还原温度达到250～380度，还原焰的火焰范围能够对铜管a端封口，第二火焰喷枪的还原焰还原温度达到500～900度；S3、将生产挤出的在线热铝排一端从铜管的a端向铜管内插入，在第一火焰喷枪的还原焰继续封口铜管a端的同时，对铝排插入部分表面的氧化铝进行还原；当铝排的相应端部刚插入铜管时，第二火焰喷枪相应动作，从铜管的a端向b端移动退出，且在退出的过程中对铜管内表面氧化铜进行还原，并在铜管内部产生保护气氛；S4、当铝排的相应端从铜管的a端插入移动到b端后，在铜管的a端处裁断铝排，然后利用前封口轧机和后封口轧机分别压轧铜管的b端管壁和靠近a端的c处管壁，使得铜管的c处内壁和b端内壁与相应铝排外壁紧密贴合；S5、轴向移动铜包铝排，利用前封口轧机和后封口轧机继续压轧，且当后封口轧机从铜管c处轧至a端后，关闭第一火焰喷枪和第二火焰喷枪；S6、对封口后的铜包铝排再依次进行连续轧制、收卷、热渗透复合、放卷、整形、定尺剪切和成品检验。

进一步，在S1步骤中，第二火焰喷枪的烧嘴前端还设有能够跟随第二火焰喷枪移动的木炭。

进一步，在S2步骤中，碳基能源设为CO、乙炔、甲烷或丙烷。

进一步，所述第一火焰喷枪和第二火焰喷枪的烧嘴一侧均设有用于控制还原气含量的支管。

进一步，在S3步骤中，当第二火焰喷枪将要从铜管b端退出时，对铜管b端端口进行还原焰封口。

进一步，在S3步骤中，第二火焰喷枪的退出速度与铝排的插入速度相同。

进一步，所述第二火焰喷枪的退出速度为3～6米/分。

进一步，在S4步骤中，铝排插入铜管内的相应端与第一火焰喷枪的还原焰间距保持在30～100毫米之间。

进一步，在S4步骤中，铜管c处到a端的距离为铜管总长度的0.04～0.1倍。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

（一）本发明公开的铜包铝排复合工艺，采用加热还原的方式去除铜管和铝排的氧化层，目前在国内外的铜包铝排制造技术中，还没有找到类似的生产工艺，具有明显的独创优势；

（二）本发明公开的铜包铝排复合工艺，相对于传统的短管制造，能够生产6～12米，甚至更长的铜包铝排；

（三）本发明公开的铜包铝排复合工艺，相对于酸洗和打磨除氧化层，能够直接将氧化铝和氧化铜还原为纯铝和纯铜，不仅能够更加干净充分的去掉氧化层，不会损坏金属表面，且对铝和铜没有进一步损耗；

（四）本发明公开的铜包铝排复合工艺，步骤简单，操作便利，有利于装配生产线进行连续生产，能够大大提高生产效率，节约人力成本，提高经济效益；

（五）本发明公开的铜包铝排复合工艺，利用火焰对铝排和铜管进行加热，使得在利用轧机进行封口和初步轧制的过程中，铜管更加容易变形贴合，有利于提高轧制效果，从而提高铜包铝排的生产质量和成品率；

（六）本发明公开的铜包铝排复合工艺，采用清洁的燃烧能源和还原物，对环境污染小，符合环保标准，更加安全可靠。

附图说明

图1是本发明的工艺示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本发明的附图对应，为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：

结合附图1所述的铜包铝排复合工艺，包含以下步骤：

第一步、在靠近铜管a端的外侧设置第一火焰喷枪，从铜管的b端向铜管内插入第二火焰喷枪，并使第二火焰喷枪的烧嘴初始位置靠近铜管的a端内侧，在初始位置将第一火焰喷枪和第二火焰喷枪的烧嘴靠近，能够保证铜管内壁被充分还原，防止二次氧化；第二火焰喷枪通过长连杆送入铜管内，长度可随铜管长度调节，两个火焰喷枪的大小尺寸、喷枪出口数量和方向也能够根据复合不同宽度、厚度的铜管和铝排进行调整；

根据需要，第二火焰喷枪的烧嘴前端还设有能够跟随第二火焰喷枪移动的木炭，能够利用木炭还原，增加还原速度和还原效果。

第二步、打开第一火焰喷枪和第二火焰喷枪进行还原焰封口和还原；所述第一火焰喷枪和第二火焰喷枪的燃烧气为H₂或碳基能源，对应产生的还原气为H₂或CO，其中第一火焰喷枪的还原焰还原温度达到250～380度，具体的能够达到250度、315度或380度，还原焰的火焰范围能够对铜管a端封口，防止外部空气从铜管a端进入进行二次氧化，第二火焰喷枪的还原焰还原温度达到500～900度，具体的能够达到500度、700度或900度；需要说明的是，此处的还原温度并不是指火焰的最高温度，可以理解为金属表面的加热温度；

根据需要，碳基能源设为CO、乙炔、甲烷、丙烷等，或者直接采用木炭，清洁燃烧，且能够生成主要的还原性CO，当然也能够利用氨水进行还原，但是效果较差；此外，第一火焰喷枪和第二火焰喷枪的烧嘴一侧均设有用于控制还原气含量的支管，能够根据需要进行调整，保证还原充分完全。

第三步、将生产挤出的在线热铝排一端从铜管的a端向铜管内插入，在第一火焰喷枪的还原焰继续封口铜管a端的同时，对铝排插入部分表面的氧化铝进行还原，采用在线热铝排的原因是便于压轧，而且表面氧化较少，便于处理；当铝排的相应端部刚插入铜管时，第二火焰喷枪相应动作，从铜管的a端向b端移动退出，且在退出的过程中对铜管内表面氧化铜进行还原，并在铜管内部产生保护气氛，当采用碳基能源时，保护气氛主要为CO₂；

根据需要，当第二火焰喷枪将要从铜管b端退出时，对铜管b端端口进行还原焰封口，同样是为了防止外部空气进入，造成二次氧化；此外，第二火焰喷枪的退出速度与铝排的插入速度相同，能够便于连续生产，提高效率；此外，第二火焰喷枪的退出速度为3～6米/分，在保证还原充分的情况下，调整合理的退出速度，有利于提高生产效率。

第四步、当铝排的相应端从铜管的a端插入移动到b端后，在铜管的a端处裁断铝排，然后利用前封口轧机和后封口轧机分别压轧铜管的b端管壁和靠近a端的c处管壁，使得铜管的c处内壁和b端内壁与相应铝排外壁紧密贴合；

根据需要，在S4步骤中，铝排插入铜管内的相应端与第一火焰喷枪的还原焰的间距保持在30～100毫米之间，防止铝排受热过高熔化。

第五步、轴向移动铜包铝排，利用前封口轧机和后封口轧机继续压轧，且当后封口轧机从铜管c处轧至a端后，关闭第一火焰喷枪和第二火焰喷枪，通过轧制一段长度的封口距离，能够保证铜管和铝排在后续轧制过程中均匀延展，提高轧制质量和成品率；根据需要，铜管c处到a端的距离为铜管总长度的0.04～0.1倍，不易过长或过短。

第六步、对封口后的铜包铝排再依次进行连续轧制、收卷、热渗透复合、放卷、整形、定尺剪切和成品检验，后续工艺可以参照现有技术，在此不再过多赘述。

本发明未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将上述实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求内容。

Claims

1.一种铜包铝排复合工艺，其特征是：包含以下步骤：

S1、在靠近铜管a端的外侧设置第一火焰喷枪，从铜管的b端向铜管内插入第二火焰喷枪，并使第二火焰喷枪的烧嘴初始位置靠近铜管的a端内侧；

S2、打开第一火焰喷枪和第二火焰喷枪进行还原焰封口和还原；所述第一火焰喷枪和第二火焰喷枪的燃烧气为H₂或碳基能源，对应产生的还原气为H₂或CO，其中第一火焰喷枪的还原焰还原温度达到250～380度，还原焰的火焰范围能够对铜管a端封口，第二火焰喷枪的还原焰还原温度达到500～900度；

S3、将生产挤出的在线热铝排一端从铜管的a端向铜管内插入，在第一火焰喷枪的还原焰继续封口铜管a端的同时，对铝排插入部分表面的氧化铝进行还原；当铝排的相应端部刚插入铜管时，第二火焰喷枪相应动作，从铜管的a端向b端移动退出，且在退出的过程中对铜管内表面氧化铜进行还原，并在铜管内部产生保护气氛；

S4、当铝排的相应端从铜管的a端插入移动到b端后，在铜管的a端处裁断铝排，然后利用前封口轧机和后封口轧机分别压轧铜管的b端管壁和靠近a端的c处管壁，使得铜管的c处内壁和b端内壁与相应铝排外壁紧密贴合；

S5、轴向移动铜包铝排，利用前封口轧机和后封口轧机继续压轧，且当后封口轧机从铜管c处轧至a端后，关闭第一火焰喷枪和第二火焰喷枪；

S6、对封口后的铜包铝排再依次进行连续轧制、收卷、热渗透复合、放卷、整形、定尺剪切和成品检验。

2.根据权利要求1所述的铜包铝排复合工艺，其特征是：在S1步骤中，第二火焰喷枪的烧嘴前端还设有能够跟随第二火焰喷枪移动的木炭。

3.根据权利要求1所述的铜包铝排复合工艺，其特征是：在S2步骤中，碳基能源设为CO、乙炔、甲烷或丙烷。

4.根据权利要求3所述的铜包铝排复合工艺，其特征是：所述第一火焰喷枪和第二火焰喷枪的烧嘴一侧均设有用于控制还原气含量的支管。

5.根据权利要求1所述的铜包铝排复合工艺，其特征是：在S3步骤中，当第二火焰喷枪将要从铜管b端退出时，对铜管b端端口进行还原焰封口。

6.根据权利要求1所述的铜包铝排复合工艺，其特征是：在S3步骤中，第二火焰喷枪的退出速度与铝排的插入速度相同。

7.根据权利要求6所述的铜包铝排复合工艺，其特征是：第二火焰喷枪的退出速度为3～6米/分。

8.根据权利要求1所述的铜包铝排复合工艺，其特征是：在S4步骤中，铝排插入铜管内的相应端与第一火焰喷枪的还原焰间距保持在30～100毫米之间。

9.根据权利要求1所述的铜包铝排复合工艺，其特征是：在S4步骤中，铜管c处到a端的距离为铜管总长度的0.04～0.1倍。