CN116037694A - 一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用 - Google Patents

一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铜铝复合板带生产技术领域，尤其涉及一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用，包括以下步骤，步骤1：预备热处理；步骤2：表面预处理；步骤3：在对铜、铝板带进行压制并在压制的凹槽内注入锡液；步骤4：对铜、铝板带进行装配；步骤5：对初次轧制后的板带进行第一次退火处理；步骤6：对铜铝复合板带进行多次精轧。本发明通过在对铝板带表面清洁的过程中，增加在铝板带与铜板带的表面进行压制凹槽的步骤，并在铝板带上的凹槽内注入锡液，由凝固后的锡液可对铜铝复合板带轧制时进行定位，同时，锡液还可在后续退火步骤中充当粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。

Description

一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用
技术领域
本发明涉及铜铝复合板带生产技术领域，尤其涉及一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用。
背景技术
新能源汽车对电池快速充电及电池容量需求越来越高，使得单体动力电池形成电池组件时，铜铝复合连接结构也越来越多，尤其对厚比例铜铝复合板带的需求越来越大，例如电池包中的膜组件电连接件。
目前铝与铜复合金属板带的生产，主要采用固固复合法和液固复合法。固固复合法主要通过爆炸复合法、包覆焊接法、复合铸锭热轧法、轧制压接法生产；目前在采用轧制压接法生产铜铝复合板带时，首先需要对铜板带与铝板带的表面进行清洁，且在清洁后通过多次对板带进行轧制，并在每次轧制后对其进行退火，以提高轧制后铜铝复合板带的性能，但是，目前的轧制法在轧制后的铜铝复合板带的复合强度低，铜板带与铝板带之间的连接不够牢固。因此，我们提出了一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的在通过轧制法轧制后的铜铝复合板带的复合强度低，铜板带与铝板带之间的连接不够牢固的缺点，而提出的一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种铜铝复合板带的生产方法，包括以下步骤：
步骤1：预备热处理，对铜板带与铝板带进行均匀化退火处理；
步骤2：表面预处理，采用酸溶液对铜板带与铝板带进行浸泡，并在浸泡后采用清洗装置对铜、铝板带的表面进行清洁，去除表面油渍与杂质；
步骤3：在对铜、铝板带的表面进行清洁后，采用压制机构对铝板带与铜板带的表面进行压制凹槽，并在压制的过程中对铝板带的凹槽内注入锡液，当锡液冷却后凝结成锡柱；
步骤4：对铜、铝板带进行装配，使锡柱插设在铜板带表面的凹槽内，并采用轧制设备对铜、铝板带进行初次轧制复合；
步骤5：对初次轧制后的板带进行第一次退火处理，在退火处理的过程中，锡柱融化填充至铜、铝板带轧制的空隙中；
步骤6：对铜铝复合板带进行多次精轧，并在每次轧制后均对铜铝复合板带进行退火处理，直至铜铝板带轧制至需求尺寸，即获得铜铝复合板带。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铜板带预备热处理中的均匀化退火温度为380～400°C、保温时间为0.5～1h，所述铝板带的均匀化退火温度为32 0～350°C，保温时间为0.5～1h。
作为本发明的一种优选技术方案，所述酸溶液为盐酸、乙酸或碳酸中的一种，且铜板带与铝板带在酸溶液中的浸泡时间为0.5～2h，采用酸溶液进行浸泡可提高对铜、铝板带表面清洁的效果，以便于铜、铝板带的黏合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述锡柱冷却后的顶端露出所述铝板带的表面并与所述铜板带表面上的凹槽相适配，使在配合时锡柱可以卡接在铜板带上，对铜板带与铝板带进行限制，减少轧制时的偏移。
作为本发明的一种优选技术方案，所述铝板带上凹槽的深度为铝板带厚度的三分之二，且所述轧制复合方法的方式为冷轧，轧制速度为0.8～3.0m/min，单道次变形量为铝板带厚度的五分之一，使在每次精轧后，铝板带上的凹槽中均留有锡液，直至最后一次精轧完成后凹槽消失，在对铜铝复合板带进行退火操作时，会使铜铝复合板带内部的锡液融化，上述锡液还可作为粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。
一种铜铝复合板带的生产方法中使用的设备，所述表面预处理装置包括输送带，所述输送带上设置有清洗仓与压制机构；
所述压制机构包括固定在输送带上方的壳体，所述壳体的底端呈开口状设置，且壳体的顶端安装有液压缸，液压缸的伸缩端延伸至壳体的内部，且液压缸的伸缩端安装有压制板；
所述压制板中空设置，且压制板与壳体滑动连接，并且压制板的底面均匀设置有多个针头，针头的中部设置有贯穿的注射孔，注射孔与压制板的内部连通；
所述输送带上固定有锡液筒，锡液筒的输出端通过连接软管与所述压制板的内部连接；在对铜板带与铝板带的表面进行清洁后，增加在铝板带与铜板带的表面进行压制凹槽的步骤，并在铝板带上的凹槽内注入锡液，由凝固后的锡液可对铜铝复合板带轧制时进行定位，以减少铜板带与铝板带偏移的现象，同时，锡液还可在后续退火步骤中充当粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输送带上设置有倾斜段，所述压制机构安装在倾斜段上，通过倾斜段的设置便于清洗后铜板带或铝板带上水流的滑落。
作为本发明的一种优选技术方案，所述压制板与所述锡液筒的外壁上均设置有加热板，加热板的加热温度为300℃，保持锡为液体状态，避免锡在还没有注入至铝板带上的凹槽中凝结。
作为本发明的一种优选技术方案，所述壳体的一侧开设有开口，所述连接软管位于开口内，且在压制板下降的过程中，连接软管可以在壳体中滑动，避免在对铜板带与铝板带的表面压制凹槽时连接软管会造成压制板移动的干涉。
作为本发明的一种优选技术方案，所述清洗仓的内部设置有清洗辊与喷淋层，通过清洗辊对浸泡后铜、铝板带的表面进行打磨与清洗，通过清洗铜、铝板带的表面，在轧制时，使铜、铝板带更容易的进行黏合，且提高轧制后的牢固强度。
一种铜铝复合板带的生产方法中生产的铜铝复合板带的应用，所述铜铝复合板带应用于新能源电动汽车电池包中的膜组件电连接件。
本发明的有益效果是：
本发明通过在对铝板带的表面进行清洁的过程中，由压制机构对铝板带与铜板带的表面进行压制凹槽，且同时在铝板带的凹槽内注入锡液，锡液冷却后成为锡柱，从而由锡柱与铜板带上凹槽的配合减少在对铜铝复合板带轧制时偏移的现象；
在对铜铝复合板带进行退火操作时，会使铜铝复合板带内部的锡液融化，上述锡液还可作为粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度；
通过在铝板带上开设较深的凹槽，使其在每次对铜铝复合板带进行轧制，使凹槽内留有锡液余量，从而可在每次退火的过程中均有锡液填充在铜铝复合板带的内部，直至铜铝复合板带轧制至加工尺寸，进一步的提高铜铝复合板带的复合强度；
综上所述，本发明通过在对铝板带表面清洁的过程中，增加在铝板带与铜板带的表面进行压制凹槽的步骤，并在铝板带上的凹槽内注入锡液，由凝固后的锡液可对铜铝复合板带轧制时进行定位，以减少铜板带与铝板带偏移的现象，同时，锡液还可在后续退火步骤中充当粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。
附图说明
图1为本发明提出的一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用中表面预处理装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用中压制机构的结构示意图；
图3为本发明提出的一种铜铝复合板带的生产方法、设备及应用中铜板带与铝板带的结构示意图。
图中：1、输送带；2、清洗仓；3、压制机构；31、壳体；32、液压缸；33、压制板；34、针头；35、连接软管；4、锡液筒；5、铜板带；6、铝板带；7、锡柱。
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。
参照附图1-3：
实施例一：一种铜铝复合板带的生产方法，包括以下步骤：
步骤1：预备热处理，对铜板带5与铝板带6进行均匀化退火处理，铜板带5预备热处理中的均匀化退火温度为380°C、保温时间为0.5h，所述铝板带6的均匀化退火温度为320°C，保温时间为0.5h，降低铜板带5、铝板带6的应力，同时提高其韧度，减少裂痕的产生；
步骤2：表面预处理，采用酸溶液对铜板带5与铝板带6进行浸泡，并在浸泡后采用清洗装置对铜、铝板带的表面进行清洁，去除表面油渍与杂质，酸溶液为盐酸、乙酸或碳酸中的一种，且铜板带5与铝板带6在酸溶液中的浸泡时间为0.5h，采用酸溶液进行浸泡可提高对铜、铝板带表面清洁的效果，以便于铜、铝板带的黏合；
步骤3：在对铜、铝板带的表面进行清洁后，采用压制机构3对铜板带5与铝板带6的表面进行压制凹槽，并在压制的过程中对铝板带6的凹槽内注入锡液，当锡液冷却后凝结成锡柱7，锡柱7冷却后的顶端露出所述铝板带6的表面并与所述铜板带5表面上的凹槽相适配，使在配合时锡柱7可以卡接在铜板带5上，对铜板带5与铝板带6进行限制，减少轧制时的偏移；
步骤4：对铜、铝板带进行装配，使锡柱7插设在铜板带5表面的凹槽内，并采用轧制设备对铜、铝板带进行初次轧制复合；
步骤5：对初次轧制后的板带进行第一次退火处理，在退火处理的过程中，锡柱融化填充至铜、铝板带轧制的空隙中；
步骤6：对铜铝复合板带进行多次精轧，并在每次轧制后均对铜铝复合板带进行退火处理，直至铜铝板带轧制至需求尺寸，即获得铜铝复合板带。
其中，所述铝板带6上凹槽的深度为铝板带6厚度的三分之二，且所述轧制复合方法的方式为冷轧，轧制速度为0.8m/min，单道次变形量为铝板带6厚度的五分之一，使在每次精轧后，铝板带6上的凹槽中均留有锡液，直至最后一次精轧完成后凹槽消失，在对铜铝复合板带进行退火操作时，会使铜铝复合板带内部的锡液融化，上述锡液还可作为粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。
实施例二：一种铜铝复合板带的生产方法，包括以下步骤：
步骤1：预备热处理，对铜板带5与铝板带6进行均匀化退火处理，铜板带5预备热处理中的均匀化退火温度为390°C、保温时间为0.75h，所述铝板带6的均匀化退火温度为335°C，保温时间为0.75h，降低铜板带5、铝板带6的应力，同时提高其韧度，减少裂痕的产生；
步骤2：表面预处理，采用酸溶液对铜板带5与铝板带6进行浸泡，并在浸泡后采用清洗装置对铜、铝板带的表面进行清洁，去除表面油渍与杂质，酸溶液为盐酸、乙酸或碳酸中的一种，且铜板带5与铝板带6在酸溶液中的浸泡时间为1.25h，采用酸溶液进行浸泡可提高对铜、铝板带表面清洁的效果，以便于铜、铝板带的黏合；
步骤3：在对铜、铝板带的表面进行清洁后，采用压制机构3对铜板带5与铝板带6的表面进行压制凹槽，并在压制的过程中对铝板带6的凹槽内注入锡液，当锡液冷却后凝结成锡柱7，锡柱7冷却后的顶端露出所述铝板带6的表面并与所述铜板带5表面上的凹槽相适配，使在配合时锡柱7可以卡接在铜板带5上，对铜板带5与铝板带6进行限制，减少轧制时的偏移；
步骤4：对铜、铝板带进行装配，使锡柱7插设在铜板带5表面的凹槽内，并采用轧制设备对铜、铝板带进行初次轧制复合；
步骤5：对初次轧制后的板带进行第一次退火处理，在退火处理的过程中，锡柱融化填充至铜、铝板带轧制的空隙中；
步骤6：对铜铝复合板带进行多次精轧，并在每次轧制后均对铜铝复合板带进行退火处理，直至铜铝板带轧制至需求尺寸，即获得铜铝复合板带。
其中，所述铝板带6上凹槽的深度为铝板带6厚度的三分之二，且所述轧制复合方法的方式为冷轧，轧制速度为2.0m/min，单道次变形量为铝板带6厚度的五分之一，使在每次精轧后，铝板带6上的凹槽中均留有锡液，直至最后一次精轧完成后凹槽消失，在对铜铝复合板带进行退火操作时，会使铜铝复合板带内部的锡液融化，上述锡液还可作为粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。
实施例三：一种铜铝复合板带的生产方法，包括以下步骤：
步骤1：预备热处理，对铜板带5与铝板带6进行均匀化退火处理，铜板带5预备热处理中的均匀化退火温度为400°C、保温时间为1h，所述铝板带6的均匀化退火温度为350°C，保温时间为1h，降低铜板带5、铝板带6的应力，同时提高其韧度，减少裂痕的产生；
步骤2：表面预处理，采用酸溶液对铜板带5与铝板带6进行浸泡，并在浸泡后采用清洗装置对铜、铝板带的表面进行清洁，去除表面油渍与杂质，酸溶液为盐酸、乙酸或碳酸中的一种，且铜板带5与铝板带6在酸溶液中的浸泡时间为2h，采用酸溶液进行浸泡可提高对铜、铝板带表面清洁的效果，以便于铜、铝板带的黏合；
步骤3：在对铜、铝板带的表面进行清洁后，采用压制机构3对铜板带5与铝板带6的表面进行压制凹槽，并在压制的过程中对铝板带6的凹槽内注入锡液，当锡液冷却后凝结成锡柱7，锡柱7冷却后的顶端露出所述铝板带6的表面并与所述铜板带5表面上的凹槽相适配，使在配合时锡柱7可以卡接在铜板带5上，对铜板带5与铝板带6进行限制，减少轧制时的偏移；
步骤4：对铜、铝板带进行装配，使锡柱7插设在铜板带5表面的凹槽内，并采用轧制设备对铜、铝板带进行初次轧制复合；
步骤5：对初次轧制后的板带进行第一次退火处理，在退火处理的过程中，锡柱融化填充至铜、铝板带轧制的空隙中；
步骤6：对铜铝复合板带进行多次精轧，并在每次轧制后均对铜铝复合板带进行退火处理，直至铜铝板带轧制至需求尺寸，即获得铜铝复合板带。
其中，所述铝板带6上凹槽的深度为铝板带6厚度的三分之二，且所述轧制复合方法的方式为冷轧，轧制速度为3.0m/min，单道次变形量为铝板带6厚度的五分之一，使在每次精轧后，铝板带6上的凹槽中均留有锡液，直至最后一次精轧完成后凹槽消失，在对铜铝复合板带进行退火操作时，会使铜铝复合板带内部的锡液融化，上述锡液还可作为粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。
其中，一种铜铝复合板带的生产方法中使用的装置，包括输送带1，输送带1上设置有清洗仓2与压制机构3；
清洗仓2的内部设置有清洗辊与喷淋层，通过清洗辊对浸泡后铜、铝板带的表面进行打磨与清洗，清洗仓2为现有的铜、铝板带清洗机，通过清洗铜、铝板带的表面，在轧制时，使铜、铝板带更容易的进行黏合，且提高轧制后的牢固强度；
压制机构3包括固定在输送带1上方的壳体31，所述壳体31的底端呈开口状设置，且壳体的顶端安装有液压缸32，液压缸32的伸缩端延伸至壳体31的内部，且液压缸32的伸缩端安装有压制板33；
其中，压制板33中空设置，且压制板33与壳体31滑动连接，通过液压缸32推动压制板33可带动压制板33在壳体31中向下移动，并且压制板33的底面均匀设置有多个针头34，针头34均匀的分布在压制板33的底面，且相邻两个针头34之间的距离相同，均为1cm，针头34的中部设置有贯穿的注射孔，注射孔与压制板33的内部连通，输送带1上设置有倾斜段，所述压制机构3安装在倾斜段上，通过倾斜段的设置便于清洗后铜板带5或铝板带6上水流的滑落，从而可较为方便的对铝板带6上的凹槽内注射锡液，并当压制板33离开铝板带6后，锡液凝固呈锡柱7，同时，需要注意的是，凝固的锡柱7顶端露出铝板带6的表面；
输送带1上固定有锡液筒4，锡液筒4的输出端通过连接软管35与所述压制板33的内部连接；锡液筒4内部设置有锡液，锡液通过连接软管35可流入压制板33中，并通过针头34注射至铝板带6上的凹槽中，在对铜板带5与铝板带6的表面进行清洁后，增加在铝板带6与铜板带5的表面进行压制凹槽的步骤，并在铝板带6上的凹槽内注入锡液，由凝固后的锡液可对铜铝复合板带轧制时进行定位，以减少铜板带5与铝板6带偏移的现象，同时，锡液还可在后续退火步骤中充当粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。
需要注意的是，压制板33与锡液筒4的外壁上均设置有加热板，加热板的加热温度为300℃，通过加热板的设置保持锡为液体状态，避免锡在还没有注入至铝板带6上的凹槽中凝结。
其中，壳体的31一侧开设有开口，连接软管35位于开口内，且在压制板33下降的过程中，连接软管35可以在壳体31中滑动，避免在对铜板5带与铝板带6的表面压制凹槽时连接软管35会造成压制板33移动时的干涉。
本实施例中：通过在对铜板带5与铝板带6表面清洁的过程中，增加在铝板带6与铜板带5的表面进行压制凹槽的步骤，并在铝板带6上的凹槽内注入锡液，由凝固后的锡液可对铜铝复合板带轧制时进行定位，以减少铜板带5与铝板带6偏移的现象，同时，锡液还可在后续退火步骤中充当粘结剂使用，使其填充在铜铝复合板带的内部，以提高加工后铜铝复合板带的复合强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铜铝复合板带的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：预备热处理，对铜板带与铝板带进行均匀化退火处理；
步骤2：表面预处理，采用酸溶液对铜板带与铝板带进行浸泡，并在浸泡后采用清洗装置对铜、铝板带的表面进行清洁，去除表面油渍与杂质；
步骤3：在对铜、铝板带的表面进行清洁后，采用压制机构对铝板带与铜板带的表面进行压制凹槽，并在压制的过程中对铝板带的凹槽内注入锡液，当锡液冷却后凝结成锡柱；
步骤4：对铜、铝板带进行装配，使锡柱插设在铜板带表面的凹槽内，并采用轧制设备对铜、铝板带进行初次轧制复合；
步骤5：对初次轧制后的板带进行第一次退火处理，在退火处理的过程中，锡柱融化填充至铜、铝板带轧制的空隙中；
步骤6：对铜铝复合板带进行多次精轧，并在每次轧制后均对铜铝复合板带进行退火处理，直至铜铝板带轧制至需求尺寸，即获得铜铝复合板带。
2.根据权利要求1所述的一种铜铝复合板带的生产方法，其特征在于，所述铜板带预备热处理中的均匀化退火温度为380～400°C、保温时间为0.5～1h，所述铝板带的均匀化退火温度为320～350°C，保温时间为0.5～1h。
3.根据权利要求1所述的一种铜铝复合板带的生产方法，其特征在于，所述酸溶液为盐酸、乙酸或碳酸中的一种，且铜板带与铝板带在酸溶液中的浸泡时间为0.5～2h。
4.根据权利要求1所述的一种铜铝复合板带的生产方法，其特征在于，所述锡柱冷却后的顶端露出所述铝板带的表面并与所述铜板带表面上的凹槽相适配，使在配合时锡柱可以卡接在铜板带上，对铜板带与铝板带进行限制，减少轧制时的偏移。
5.根据权利要求1所述的一种铜铝复合板带的生产方法，其特征在于，所述铝板带上凹槽的深度为铝板带厚度的三分之二，且所述轧制复合方法的方式为冷轧，轧制速度为0.8～3.0m/min，单道次变形量为铝板带厚度的五分之一，使在每次精轧后，铝板带上的凹槽中均留有锡液，直至最后一次精轧完成后凹槽消失。
6.根据权利要求1所述的一种铜铝复合板带的生产方法中使用的设备，其特征在于，所述表面预处理装置包括输送带，所述输送带上设置有清洗仓与压制机构；
所述压制机构包括固定在输送带上方的壳体，所述壳体的底端呈开口状设置，且壳体的顶端安装有液压缸，液压缸的伸缩端延伸至壳体的内部，且液压缸的伸缩端安装有压制板；
所述压制板中空设置，且压制板与壳体滑动连接，并且压制板的底面均匀设置有多个针头，针头的中部设置有贯穿的注射孔，注射孔与压制板的内部连通；
所述输送带上固定有锡液筒，锡液筒的输出端通过连接软管与所述压制板的内部连接。
7.根据权利要求6所述的一种铜铝复合板带的生产方法中使用的设备，其特征在于，所述输送带上设置有倾斜段，所述压制机构安装在倾斜段上。
8.根据权利要求6所述的一种铜铝复合板带的生产方法中使用的设备，其特征在于，所述压制板与所述锡液筒的外壁上均设置有加热板，加热板的加热温度为300℃。
9.根据权利要求6所述的一种铜铝复合板带的生产方法中使用的设备，其特征在于，所述壳体的一侧开设有开口，所述连接软管位于开口内，且在压制板下降的过程中，连接软管可以在壳体中滑动。
10.根据权利要求1所述的一种铜铝复合板带的生产方法中生产的铜铝复合板带的应用，其特征在于，所述铜铝复合板带应用于新能源电动汽车电池包中的膜组件电连接件。
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