CN113871095A - 一种铜包铝扁线生产工艺及其生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铜包铝扁线生产工艺及其生产线。一种铜包铝扁线生产工艺，具体包括以下步骤：S1：清洗，设置铝材物料卷、铜材物料卷，分别从铝材物料卷、铜材物料卷取出铝材物料、铜材物料进行表面清洗；S2：挤压，将铝材物料挤压成铝杆胚料；S3：包覆，将铜材物料包覆于铝杆胚料的表面；S4：焊接，对包覆于铝杆胚料表面的铜材物料进行合拢焊接得到线材胚料；S5：加热，将线材胚料进行加热软化；S6：轧制，将经过加热软化的线材胚料进行连续轧制；S7：冷却，对铜包铝材原料进行水幕冷却降温；S8：拉拔：将降温后的铜包铝材原料进行连续拉拔使其调整成不同口径的排材；S9：退火：对排材进行真空退火冷却；S10：检验包装。

Description

一种铜包铝扁线生产工艺及其生产线
技术领域
本发明涉及一种铜包铝扁线生产工艺及其生产线。
背景技术
铜包铝扁线(排)是一种以铝为基体，外层包覆铜，使他们之间形成永久性原子间冶金结合的双金属，表面光亮，圆整，无缺陷。它是将铜的高质量稳定导电性能与铝的成本低、重量轻的优势，以冶金结合的方式结合为一体的新型导体材料。铜包铝扁线(排)在于风力发电机的绕组筒，大功率发电设备，高铁输配电设备等等中都有非常广泛的应用，其要求使用寿命长，铜与铝之间结合处要求紧密结合避免电化学腐蚀。
这种新型导电材料的关键技术指标是铜铝复合强度、复合率，如果铜铝间没有很好的复合将会导致产生严重的电化学腐蚀，而致产品烧毁。然而，目前市场上的同类产品由于其工艺缺陷，产品不能满足铜铝复合强度、复合率的要求，致该产品尚不能广泛使用。本专利提出一种新的工艺方法，旨在本质的改善产品铜铝复合强度、复合率。
现有技术铜包铝扁线(排)中的内芯铝杆通常采用的采购而来的现成铝杆，这种预先生产好的铝杆在生产，转运，储存等环节中不可避免的会有氧化或者污染等现象，即使采用一般的清洗设备进行清洗，也无法彻底清除上述现象，而且现有的生产工艺都是分开进行包覆、轧制、拉拔等工艺，这样分开加工出来的铝杆表面难免出现油污，氧化等状况也会无可避免。而且因为表面洁净度不够，导致铜跟铝的之间的覆合强度与覆合率不够，铜与铝之间进入空气，导致电化学腐蚀，铜和铝之间会分离。
发明内容
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种铜包铝扁线生产工艺，具体包括以下步骤：
S1：清洗，设置铝材物料卷、铜材物料卷，分别从铝材物料卷、铜材物料卷取出铝材物料、铜材物料进行表面清洗；
S2：挤压，将铝材物料挤压成铝杆胚料，型腔压为200～250MPa；
S3：包覆，将铜材物料包覆于铝杆胚料的表面；
S4：焊接，对包覆于铝杆胚料表面的铜材物料进行合拢焊接得到线材胚料；
S5：加热，将线材胚料进行加热软化，加热温度为450℃；
S6：轧制，将经过加热软化的线材胚料进行连续轧制使铜铝之间形成永久性冶金结合并遮蔽铜铝之间的缝隙形成铜包铝材原料；
S7：冷却，对铜包铝材原料进行水幕冷却降温；
S8：拉拔：将降温后的铜包铝材原料进行连续拉拔使其调整成不同口径的排材；
S9：退火：对排材进行真空退火冷却；
S10：检验包装。
进一步的，步骤S2～S6的衔接过程中在材料的周围充满氮气、氩气对材料进行气氛保护。
一种基于以上所述一种铜包铝扁线生产工艺的铜包铝扁线生产线，包括铝材挤压机、在线包覆机、在线焊接机、加热装置、轧制装置、冷却装置、拉拔装置、真空退火装置、收料装置，以上装置依据加工次序依次排列组成生产线，还包括铝材物料卷、铜材物料卷以及驱动两种物料在以上装置之间依次传送的牵引机，生产线上在铝材挤压机、在线包覆机、在线焊接机、加热装置、轧制装置中相邻两个装置之间还设置有气氛防护罩，铝材从铝材挤压机中挤出后进入在线包覆机中由铜材完成包覆后依次进行焊接、加热、轧制、冷却、拉拔、退火、检验包装。
进一步的，加热装置采用感应式管道加热结构，物料轴向穿过该加热装置完成加热处理。
进一步的，铝材物料卷、铜材物料卷的出料端分别衔接有清洗装置。
进一步的，退火装置上设置有提供冷却环境的冷房。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：
本专利在工艺上先对铝材进行了挤压，利用挤压机对现有铝杆进行在线挤压，经过重新挤压铝杆，在微观组织结构上更加紧密、平整和均质，大大减少了表面的气孔和残渣，同时，挤压过后的铝杆在出料的时候，立刻进入气氛保护罩中进行气氛保护，从而隔绝了氧化的可能，这样就从本质上改善了铜包铝成品的复合强度，复合率和使用寿命。
而且相较于各装置独立作业的方式，本发明经过调整协调一致的连线生产，实现不间断连续生产，产品成本低，效率高，节约人工成本；并且采用连线式加工系统，避免物料表面出现沾上油污而导致二次污染。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种铜包铝扁线生产工艺，具体包括以下步骤：
S1：清洗，设置铝材物料卷10、铜材物料卷11，分别从铝材物料卷10、铜材物料卷11取出铝材物料、铜材物料进行表面清洗；
S2：挤压，将铝材物料挤压成铝杆胚料，型腔压为200～250MPa；
S3：包覆，将铜材物料包覆于铝杆胚料的表面；
S4：焊接，对包覆于铝杆胚料表面的铜材物料进行合拢焊接得到线材胚料；
S5：加热，将线材胚料进行加热软化，加热温度为450℃；
S6：轧制，将经过加热软化的线材胚料进行连续轧制使铜铝之间形成永久性冶金结合并遮蔽铜铝之间的缝隙形成铜包铝材原料；
S7：冷却，对铜包铝材原料进行水幕冷却降温；
S8：拉拔：将降温后的铜包铝材原料进行连续拉拔使其调整成不同口径的排材；
S9：退火：对排材进行真空退火冷却；
S10：检验包装。
本发明采用连线式自动化生产方式，相较于各装置独立作业的方式，本发明经过调整协调一致的连线生产，实现不间断连续生产，产品成本低，效率高，节约人工成本；并且采用连线式加工系统，避免物料表面出现沾上油污而导致二次污染，保证铜和铝之间的覆合强度和覆合率，延长产品使用寿命。
而且本专利在工艺上先对铝材进行挤压，利用挤压机对现有铝杆进行在线挤压，经过重新挤压铝杆，在微观组织结构上更加紧密、平整和均质，大大减少了表面的气孔和残渣，同时，挤压过后的铝杆在出料的时候，立刻进入气氛保护罩中进行气氛保护，从而隔绝了氧化的可能，这样就从本质上改善了铜包铝成品的复合强度，复合率和使用寿命。
进一步的，步骤S2～S6的衔接过程中在材料的周围充满氮气、氩气对材料进行气氛保护。本发明装置中设置气氛防护工艺，避免加工过程中发生氧化腐蚀，保证产品质量，提高产品合格率。
一种基于以上所述一种铜包铝扁线生产工艺的铜包铝扁线生产线，包括铝材挤压机1、在线包覆机2、在线焊接机3、加热装置4、轧制装置5、冷却装置6、拉拔装置7、真空退火装置8、收料装置9，以上装置依据加工次序依次排列组成生产线，还包括铝材物料卷10、铜材物料卷11以及驱动两种物料在以上装置之间依次传送的牵引机12，生产线上在铝材挤压机1、在线包覆机2、在线焊接机3、加热装置4、轧制装置5中相邻两个装置之间还设置有气氛防护罩13，铝材从铝材挤压机1中挤出后进入在线包覆机2中由铜材完成包覆后依次进行焊接、加热、轧制、冷却、拉拔、退火、检验包装。
进一步的，加热装置4采用感应式管道加热结构，物料轴向穿过该加热装置4完成加热处理。本发明采用感应式管道加热结构，有利于产品受热均匀，达到快速升温目的。
进一步的，铝材物料卷10、铜材物料卷11的出料端分别衔接有清洗装置14。该清洗装置14作用在于清洗铝材物料、铜材物料表面的氧化层，避免由于两者的表面洁净度不够而导致铜材物料与铝材物料之间的复合强度与覆合率过低，在两者之间进入空气，在投放使用后容易导致电化学腐蚀而使铜和铝分离。
进一步的，退火装置上设置有提供冷却环境的冷房15。冷房15有利于经过拉拔发热的产品加速冷却定型，避免在自然条件下冷却发生产品变形。
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。

Claims (6)

1.一种铜包铝扁线生产工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：清洗，设置铝材物料卷、铜材物料卷，分别从铝材物料卷、铜材物料卷取出铝材物料、铜材物料进行表面清洗；
S2：挤压，将铝材物料挤压成铝杆胚料，型腔压为200～250MPa；
S3：包覆，将铜材物料包覆于铝杆胚料的表面；
S4：焊接，对包覆于铝杆胚料表面的铜材物料进行合拢焊接得到线材胚料；
S5：加热，将线材胚料进行加热软化，加热温度为450℃；
S6：轧制，将经过加热软化的线材胚料进行连续轧制使铜铝之间形成永久性冶金结合并遮蔽铜铝之间的缝隙形成铜包铝材原料；
S7：冷却，对铜包铝材原料进行水幕冷却降温；
S8：拉拔：将降温后的铜包铝材原料进行连续拉拔使其调整成不同口径的排材；
S9：退火：对排材进行真空退火冷却；
S10：检验包装。
2.根据权利要求1所述一种铜包铝扁线生产工艺，其特征在于，步骤S2～S6的衔接过程中在材料的周围充满氮气、氩气对材料进行气氛保护。
3.一种基于权利要求2所述一种铜包铝扁线生产工艺的铜包铝扁线生产线，包括铝材挤压机、在线包覆机、在线焊接机、加热装置、轧制装置、冷却装置、拉拔装置、真空退火装置、收料装置，以上装置依据加工次序依次排列组成生产线，其特征在于，还包括铝材物料卷、铜材物料卷以及驱动两种物料在以上装置之间依次传送的牵引机，生产线上在铝材挤压机、在线包覆机、在线焊接机、加热装置、轧制装置中相邻两个装置之间还设置有气氛防护罩，铝材从铝材挤压机中挤出后进入在线包覆机中由铜材完成包覆后依次进行焊接、加热、轧制、冷却、拉拔、退火、检验包装。
4.根据权利要求3所述一种铜包铝扁线的生产线，其特征在于，加热装置采用感应式管道加热结构，物料轴向穿过该加热装置完成加热处理。
5.根据权利要求3所述一种铜包铝扁线的生产线，其特征在于，铝材物料卷、铜材物料卷的出料端分别衔接有清洗装置。
6.根据权利要求3所述一种铜包铝扁线的生产线，其特征在于，退火装置上设置有提供冷却环境的冷房。
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