CN210404070U - 一种侧向连续复合型铜铝复合材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种侧向连续复合型铜铝复合材料，属于电力传输技术领域，它包括铜板带和铝板带，铜板带的一侧上、下间隔设有两个铜榫头，铜榫头的长度与铜板带的长度相等，铝板带的一侧有与铜榫头适配的铝榫槽，铜榫头装在铝榫槽中；两个铝榫槽之间形成铝榫头，两个铜榫头之间形成铜榫槽，铝榫头装在铜榫槽中；铝榫头与铜榫头的结合面为台阶面。本实用新型的铜榫头分为上下两个，使结合区柔韧性好，抗震动性能优异；将铝榫头与铜榫头的结合面设置为台阶面，在保证铜、铝榫头强度的基础上可进一步增加铜铝界面结合区的面积，提高结合强度高，降低接触电；而且对零件可能产生的裂纹扩展和铜、铝榫头松动都有很好的抑制作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种侧向连续复合型铜铝复合材料。
背景技术
在电力和电池组行业需要有大量铜铝导电排之间的连接。铜铝复合材料以其优异的性能而被广泛的研究和开发。
目前，国内生产铜铝复合材料的常规方法是各种物理原理的焊接，即将铜和铝件一个一个的焊接成铜铝电连接零件，这种制造方法需要配备大量的人员和设备，且效率低、成本高，有一定的焊接不良率，焊接结合面面积有限，产品质量一致性、稳定性、可靠性难以充分保障，不必要重量过多。
国外有采用铜铝连续侧边复合卷材冲压制造电连接零件，但其铜铝界面结合面积偏小，防裂纹扩展能力不足，柔韧性较差，有脱落可能，影响可靠性。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种侧向连续复合型铜铝复合材料，可增加铜铝界面结合区的面积，结合强度高，防松动，可靠性好。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种侧向连续复合型铜铝复合材料，包括铜板带和铝板带，所述铜板带的一侧上、下间隔设有两个铜榫头，铜榫头的长度与铜板带的长度相等，所述铝板带的一侧有与铜榫头适配的铝榫槽，所述铜榫头装在铝榫槽中；
两个铝榫槽之间形成铝榫头，两个铜榫头之间形成铜榫槽，所述铝榫头装在铜榫槽中；所述铝榫头与铜榫头的结合面为台阶面。
进一步的，所述铝榫头与铜榫头的结合面的横截面形状为Z形。
进一步优选地，铝榫头由厚部与薄部组成，厚部的厚度大于薄部的厚度；
所述厚部的外侧面设有梯形槽，薄部的内侧与梯形槽的槽底连接，薄部的外侧为自由端，槽底的宽度等于薄部内侧的厚度从而使铝榫头的上下表面形成对称的Z形面。
进一步优选地，铝榫头的厚部及薄部从根部往前均逐渐变厚。
优选地，所述铜榫头的宽度为2.5mm-25mm。
进一步优选地，铝榫头的宽度为2.5mm-25mm，铝榫头薄部的宽度为1.5mm-22mm。
优选地，铜板带和铝板带的厚度相等，铝板带的厚度为0.1mm-4mm。
进一步优选地，所述铝榫头厚部的厚度为0.06mm-1.6mm，铝榫头薄部的厚度为0.04mm-1mm。
侧向连续复合型铜铝复合材料的制造方法，包括以下步骤，
步骤1，制作所述铜板带和铝板带；
步骤2，常温下，两侧挤压的同时由复合轧机连续上下挤压复合成带材；
步骤3，在400～670°C下连续进行原子扩散热处理。
进一步的，铜板带、铝板带通过机加工或者叠层方式制得对应的截面结构。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1，本实用新型的嵌入深度可控区间大，榫头分为上下两个，使结合区柔韧性好，抗震动性能优异；同时将铝榫头与铜榫头的结合面设置为台阶面，在保证铜、铝榫头强度的基础上可进一步增加铜铝界面结合区的面积，使结合区面积可达到焊接法的5～10倍，其结合强度高，没有多余的重量，有利于电池组减重；
2，榫卯结构和Z形结构对零件可能产生的裂纹扩展和铜、铝榫头松动都有很好的抑制作用；
3，本实用新型嵌入深度大，铜铝电接触面均为致密无间隙的原子间结合，接触面积大，使零件铜铝过渡的内阻小，大电流过流性能更好；
4，铜铝过渡区均为致密的原子间扩散结合，水汽等电解质液体不能渗入，零件耐腐蚀性优异；
5，使用本实用新型方法制得的侧向连续复合型铜铝复合材料，可以成卷包装，该成卷的侧向连续复合型铜铝复合带材可以高效率地冲制成大量的铜铝导电排，质量可靠，易于无损检测，一致性、稳定性、可靠性好，零件加工企业可以节约大量的设备投资和冗余的人员，生产自动化程度高。
附图说明
图1是本实用新型的三维图；
图2是本实用新型中铜板带三维图；
图3是本实用新型的横截面示意图；
图4是本实用新型中铜板带的横截面示意图；
图5是本实用新型中铝板带的横截面示意图；
图6是两侧挤压的示意图；
图7是复合轧机的挤压示意图；
图中：1-铜板带、2-铝板带、11-铜榫头、12-铜榫槽、21-铝榫头、22-铝榫槽、221-厚部、222-薄部。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
如图1-5所示，本实用新型公开的侧向连续复合型铜铝复合材料，包括铜板带1和铝板带2，铜板带1的一侧与铝板带2的一侧通过两个榫头榫接后制成带材。本实用新型榫头分为上下两个，可成倍增加铜铝界面结合区的面积，提高结合强度，提高稳定性和柔韧性。
本实用新型在铜板带1的一侧上、下间隔设有两个铜榫头11，铜榫头11的长度与铜板带1的长度相等，铝板带2的一侧有与铜榫头11适配的铝榫槽22，铜榫头11装在铝榫槽22中；两个铝榫槽22之间形成铝榫头21，两个铜榫头11之间形成铜榫槽12，铝榫头21装在铜榫槽12中。在另一个实例中，铜板带1与铝板带2的结构可以互换，即在铝板带的一侧上、下间隔设有两个铝榫头。
本具体实施方式中，铝榫头21与铜榫头11的结合面为台阶面。作为优选，所述铝榫头21与铜榫头11的结合面的横截面形状为Z形。
铝榫头21由厚部221与薄部222组成，厚部221的厚度大于薄部222的厚度。厚部221的外侧面设有梯形槽，薄部222的内侧与梯形槽的槽底连接，薄部222的外侧为自由端，槽底的宽度等于薄部222内侧的厚度从而使铝榫头21的上下表面形成对称的Z形面。
铝榫头的厚部221及薄部222从根部往前均逐渐变厚，可以有效防止铜、铝榫头松动，再叠加Z形面结构，进一步抑制可能产生的裂纹扩展，提高可靠性。
为方便装配，上方的铜榫头11的上表面从根部到头部向下倾斜，两个铜榫头11对称设置。倾斜面使两个铜榫头11从根部到端部逐渐变薄，使结合区柔韧性好，抗震动性能优异。为方便挤入，铝榫头21前端的上边缘与下边缘倒圆角，倒圆角处形成引导弧面，便于铝榫头21嵌入两个铜榫头11之间。
铜榫头11和铝榫头21的宽度对应铜板带1与铝板带2的嵌入深度。本实用新型的结构使铜板带1与铝板带2相互嵌入深度大，防裂纹扩展能力强。嵌入深度根据需要设置，本实用新型中铜榫头11和铝榫头21的宽度均为2.5mm-25mm；其中，铝榫头薄部的宽度为1.5mm-22mm。
铜板带1和铝板带2的厚度相等，上表面齐平。作为优选，铝板带2的厚度为0.1mm-4mm；其中铝榫头21厚部的厚度为0.06mm-1.6mm，铝榫头21薄部的厚度为0.04mm-1mm；铜榫头11的厚度为0.03mm-1.5mm。
本实用新型的中铜铝界面结合区面积大于焊接法，结合区面积可达到焊接法的5～10倍，其结合强度高，没有多余的重量，有利于电池组减重。嵌入深度可控区间大，铜榫头11分为上下两个，使结合区柔韧性好，抗震动性能优异，同时剑戟式榫卯结构对零件可能产生的裂纹扩展和铜、铝舌头松动都有很好的抑制作用。
本实用新型公开的侧向连续复合型铜铝复合材料的制造方法，包括以下步骤：
步骤1，制作铜板带1和铝板带2。取1mm～15mm厚的铜和铝的板带材胚料，采用机械手段加工或者叠层方式，通过机加工或者叠层制得对应的截面结构。
步骤2，如图6、7所示，在常温下，两侧挤压的同时，由复合轧机连续上下挤压复合成带材；复合轧机的压缩率在50%～80%。当然，两侧挤压的力度小于上下挤压的力度。
步骤3，在400～670°C连续热处理炉内进行原子扩散热处理，制成坯料。铜铝过渡区均为致密的原子间扩散结合，水汽等电解质液体不能渗入，零件耐腐蚀性优异。
步骤4，根据产品规格尺寸，经过常规压延工艺轧制→清洗→去应力热处理→表面钝化→纵剪→包装等加工工艺，制成符合用户要求的产品。纵剪用于切除边缘多余余料，得到宽度一致的带材。
使用本实用新型方法制得的侧向连续复合型铜铝复合材料，可以成卷包装。该成卷的侧向连续复合型铜铝复合带材可以高效率地冲制成大量的铜铝导电排，质量可靠，易于无损检测，一致性、稳定性、可靠性好，零件加工企业可以节约大量的设备投资和冗余的人员，生产自动化程度高。
当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种侧向连续复合型铜铝复合材料，包括铜板带和铝板带，其特征在于：所述铜板带的一侧上、下间隔设有两个铜榫头，铜榫头的长度与铜板带的长度相等，所述铝板带的一侧有与铜榫头适配的铝榫槽，所述铜榫头装在铝榫槽中；
两个铝榫槽之间形成铝榫头，两个铜榫头之间形成铜榫槽，所述铝榫头装在铜榫槽中；所述铝榫头与铜榫头的结合面为台阶面。
2.根据权利要求1所述的侧向连续复合型铜铝复合材料，其特征在于：所述铝榫头与铜榫头的结合面的横截面形状为Z形。
3.根据权利要求2所述的侧向连续复合型铜铝复合材料，其特征在于：铝榫头由厚部与薄部组成，厚部的厚度大于薄部的厚度；
所述厚部的外侧面设有梯形槽，薄部的内侧与梯形槽的槽底连接，薄部的外侧为自由端，槽底的宽度等于薄部内侧的厚度从而使铝榫头的上下表面形成对称的Z形面。
4.根据权利要求3所述的侧向连续复合型铜铝复合材料，其特征在于：铝榫头的厚部从后往前逐渐变厚。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的侧向连续复合型铜铝复合材料，其特征在于：所述铜榫头的宽度为2.5mm-25mm。
6.根据权利要求5所述的侧向连续复合型铜铝复合材料，其特征在于：铝榫头的宽度为2.5mm-25mm，铝榫头薄部的宽度为1.5mm-22mm。
7.根据权利要求1或6所述的侧向连续复合型铜铝复合材料，其特征在于：铜板带和铝板带的厚度相等，铝板带的厚度为0.1mm-4mm。
8.根据权利要求7所述的侧向连续复合型铜铝复合材料，其特征在于：所述铝榫头厚部的厚度为0.06mm-1.6mm，铝榫头薄部的厚度为0.04mm-1mm。
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| CN110429397A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-08 | 上海亚大复合金属有限公司 | 一种侧向连续复合型铜铝复合材料及其制造方法 |
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