CN1988059A - 新型铜覆铝母排及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型铜覆铝母排及其制备方法，将铜材覆盖于铝芯板外表面，并通过轧制实现两者界面间的冶金结合。轧制方法是先将待加工的铝芯板及铜材进行表面预处理，再进行不等温复合轧制；最后进行包边轧制。利用上述方法制得的新型铜覆铝母排，包括铝芯板及覆盖于其外表面的铜层构成，所述的铜层厚度为总厚度的3～10％。用本发明的制备方法生产的铜覆铝母排工艺简单、导电性好、比重轻、成本低，适合批量生产。

Description

新型铜覆铝母排及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种输配电用的金属复合材料及其加工成型技术，特别是一种新型铜覆铝母排及其制备方法。
背景技术
早在20世纪50年代，德国、美国、前苏联等工业发达国家相继发明各种不同方法生产铜包铝复合线材，并在高频传输领域内获得广泛的应用。20世纪90年代，德国采用静液挤压法生产铝芯复合铜排。它是一种特殊的润滑挤压工艺，基本原理是将大直径紫铜管坯和纯铝棒坯制成的复合坯料经静液挤压获得复合铜排，利用高静水压力和大加工变形率作用实现铜、铝之间的冶金结合。上述技术所用设备复杂、技术难度大、生产成本高、效率低，因此该技术的推广应用受到极大限制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种导电性好、比重轻、成本低、制备工艺简单、生产效率高的新型铜覆铝母排及其制备方法。
本发明的一种新型铜覆铝母排的制备方法，将铜材覆盖于铝芯板外表面，并通过轧制实现两者界面间的冶金结合。
轧制方法具体包括以下三个步骤：
A：将待加工的铝芯板及铜材进行表面预处理；
B：将经过表面预处理的铝芯板及铜材进行不等温复合轧制；
C：对经过不等温复合轧制后的复合板坯进行包边轧制。
上述表面预处理是对待加工的铝芯板及铜材进行脱脂、刷磨或两者的结合处理。
上述不等温复合轧制是将铝芯板加热到150℃～450℃，铜材不加热进行轧制。
所述两次轧制的总下压率为60％～80％。
所述铜材为铜带或铜管。
一种新型铜覆铝母排，包括铝芯板及覆盖于其外表面的铜层构成，所述的铜层厚度为总厚度的3～10％。
所述的铝芯板为A100系列纯铝或含微量稀土元素的铝材；所述的铜层为导电良好的纯铜或铜合金。
所述铝芯板为扁带。
利用本发明的制备方法生产的铜覆铝母排，铜与铝的结合面实现冶金结合，结合强度高，成材率高，并具有很好的导电性能，而且生产成本低、生产效率高，制备工艺简单。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明的新型铜覆铝母排的制备方法，通过轧制的方法将铜材覆盖于铝芯板外表面并实现界面间的冶金结合，该铜材是指铜带或铜管。轧制方法具体如下：第一步，将待加工的铝芯板及铜带进行预处理。在本实施例中，待加工的铝芯板称为铝板坯。首先，根据产品的规格要求选取一定尺寸的铝板坯和铜带，然后分别对铝板坯表面做脱脂、机械刷磨、喷丸或三种方法的结合处理，对铜带的表面做在线机械刷磨处理。第二步，将经过表面预处理的铝板坯及铜带进行不等温复合轧制。先将铝板坯加热到150℃～450℃，而铜带不加热，然后重叠对正后一起送入轧机进行不等温复合轧制。经过不等温轧制后铝板坯和铜带已实现初步结合成为复合板坯。第三步，对经过不等温复合轧制后的复合板坯进行包边轧制。将已实现初步结合的复合板坯再加热后送入具有仿形轧辊的轧机进行第二次包边轧制，两次轧制的总下压率为60％～80％。
用上述制备方法生产的新型铜覆铝母排，如图1，由铝芯板1及覆盖于铝芯板1外表面的铜层2构成，铜层2的厚度为总厚度的3～10％，铝芯板1为A100系列纯铝或含微量稀土元素的铝材，铝芯板1可以是扁带；铜层2为导电良好的纯铜或铜合金。
如需加工8×80mm的新型铜覆铝母排时，先选取一定尺寸的铝板坯及铜带(或铜管)，将铝板坯表面进行脱脂、机械刷磨或两者的结合处理，经表面预处理后进行加热，并通过辊道送到轧机；铜带卷分别经上、下开卷机、刷光机等装置处理后送到轧机。经表面预处理后的铜带和铝板坯重叠对正后一起送进轧机进行不等温轧制，以获得初步的铜覆铝复合板坯。最后将复合板坯再加热，用具有仿形轧辊的轧机进行包边轧制，便可获得所需的一根或多根厚度为8mm，宽度为80mm的新型铜覆铝母排，所制得的新型铜覆铝母排无需进行扩散退火处理，工艺简易、生产效率高，具有很好的导电性，其性能的优越性可见表一、表二。
表一：新型铜覆铝母排性能表
序号 项目 单位或符号 标准要求 实测值 判定 测试方法
1 电阻率 ρ20℃ 0.02575～0.271 0.02575～0.271 符合 GB/T3048.2
2 温升极限 环境温度 ＜65(k) ＜60(k) 符合 GB7251.1
3 电流载流量 环境温度 任选 250～5000A 符合 GB7251.1
4 表面化学稳定性 与铜相同 任选 符合 GB/T2423.17GB/T2423.3GB/T9789
表二：铜覆铝母排与铜母排、铝母排性能指标
名称 弯曲试验 状态 电阻率 力学性能 密度 电流载流量 温升 接触电阻及表面化学稳定性 综合机电性价比 安装场地要求 经济成本及市场应用状况
铜覆铝母排 Q/(GZ)ABC7-2006合格 硬 0.02575～0.0271 170Mpa 3.01～3.6 任选 良好 良好 良好 重量轻、安装方便 成本低、市场应用广泛
铝母排 GB/T3385.2合格 硬 0.0290 118Mpa 2.73 任选 良好 差 一般 重量轻、安装方便 成本低、市场应用少
铜母排 GB/T3385.1 硬 0.0172～0.01777 206Mpa 8.9 任选 良好 良好 好 重量重、安装不方便 成本高、市场应用广泛

Claims (9)

1、一种新型铜覆铝母排的制备方法，其特征在于：将铜材覆盖于铝芯板外表面，并通过轧制实现两者界面间的冶金结合。
2、根据权利要求1所述的新型铜覆铝母排的制备方法，其特征在于：轧制方法具体包括以下三个步骤：
A：将待加工的铝芯板及铜材进行表面预处理；
B：将经过表面处理的铝芯板及铜材进行不等温复合轧制；
C：对经过不等温复合轧制后的复合板坯进行包边轧制。
3、根据权利要求1所述的新型铜覆铝母排的制备方法，其特征在于：所述表面预处理是对待加工的铝芯板及铜材进行脱脂、刷磨或两者的结合处理。
4、根据权利要求1所述的新型铜覆铝母排的制备方法，其特征在于：所述不等温复合轧制是将铝芯板加热到150℃～45O℃，铜材不加热进行轧制。
5、根据权利要求1所述的新型铜覆铝母排的制备方法，其特征在于：两次轧制的总下压率为60％～80％。
6、根据权利要求1所述的新型铜覆铝母排的制备方法，其特征在于：所述铜材为铜带或铜管。
7、根据权利要求1所述方法制得的一种新型铜覆铝母排，其特征在于：包括铝芯板及覆盖于其外表面的铜层构成，所述的铜层厚度为总厚度的3～10％。
8、根据权利要求7所述的新型铜覆铝母排，其特征在于：所述的铝芯板为Al00系列纯铝或含微量稀土元素的铝材；所述的铜层为导电良好的纯铜或铜合金。
9、根据权利要求7所述的新型铜覆铝母排，其特征在于：所述铝芯板为扁带。
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