[发明专利]铜包铝排连续冶金复合的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铜包铝排的生产工艺，尤其涉及铜包铝排连续冶金复合的生产工艺。

背景技术

铜包铝是指以铝为基材，四周无缝包裹着一层铜，铜铝之间实现冶金结合的复合导体材料，制造铜包铝排复合材料，是替代纯铜排和纯铝排的最佳产品。因母排使用时按长度计算，单位重量的铜包铝排比相同面积的铜排长2.45倍，铜包铝排的铜体积比为15％，如铜密度为8.89g/cm³，铝密度为2.73g/cm³，则铜包铝排中铜的质量约占33％，这说明了等截面的导体，一吨铜包铝排可节约1.12吨铜材，实现了以铝节铜，是经济效益巨大的节能产品。

我国每年电力用传输导体的用铜量占铜总需求量的70％，其中铜母线约占有导体用量的10％。据统计，2006年我国导体用铜约为354万吨，依此推算，铜母线用铜量约为24.78万吨。据了解，目前建筑领域有一种趋势，630A以上供电电流导体，必须用母线槽，由此可预测铜包铝排的市场潜力巨大。

现有有铜包铝排生产工艺存在着许多的问题，包括：

由于矩形排在拉拔挤压中四周收缩不均，固相结合较差，影响了力学性能；

铜层覆盖也不均匀，影响了电导率；

成材率低，生产效率低，成本高等。

大规格铜包铝排的生产技术目前正处于工艺研究中。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述问题，本发明旨在公开一种能够实现连续生产、自动控制的铜包铝排连续冶金复合的生产工艺，以解决各种规格的铜包铝排生产问题，特别是大规格的铜包铝排。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种铜包铝排连续冶金复合的生产工艺，包括如下工艺步骤：

(1)预处理：即在夹送辊的作用下，铜皮和铝排的坯料分别对接、矫直，铜皮清洗、去污、打毛，铝排表层铣除氧化膜；

(2)在惰性气体保护下进行包覆：即通过夹送辊和导入装置，将铝排和铜皮同时送入惰性气体保护下的包覆机，铜皮在下，铝排在上，通过不同角度的包覆辊型，依照铝排两边的圆角半径，使铜皮连续变形并均匀地包覆于铝排的四周；

(3)焊接、连续轧制和在线自动监测：铝排四周包覆铜皮后，中间有一条缝隙，将所述缝隙焊接后并封住铜包铝排的端头，通过夹送辊送入第一架轧机压实并排除空气，再依次通过3-5台轧机进行连续轧制，自动变频调速，最终铜包铝排的面积收缩比达到66％以上，温度达到350-400℃；所述轧机四辊驱动，平辊和立辊外圆的线速度一致，轧机之间通过导卫装置连接；

(4)扩散热处理：高频加热至350-450℃，保温0.5-2h；

对于60mm*8mm以下的小规格铝排坯料，使用盘卷坯料，在预处理前开卷；采用在线扩散热处理，之后再盘卷和慢速冷却；

对于60mm*8mm以上的大规格铝排坯料，连续轧制后，定尺剪切，再采用专用的热处理炉进行扩散热处理。

所述的包覆步骤中，包括铜皮和铝排依次通过7对不同角度的平辊包覆辊型和7对不同角度的立辊包覆辊型和用于最后压平的0°平辊辊型，所述平辊包覆辊型的角度依次为0°，15°，30°，45°，60°，75°，90°，所述立辊包覆辊型的角度依次为0°，15°，30°，45°，60°，75°，90°。

所述预处理步骤中的坯料对接是采用氩弧焊的方式将前后坯料进行连接。

对于60mm*8mm以下的小规格铝排坯料，所述预处理步骤中的坯料对接是采用挤压式连接或压焊连接。

所述作为坯料的铝排为挤压机生产的电工用铝。

所述在线自动监测包括由总控室所控制的在连续轧制过程中进行的在线测厚、探伤和测温的操作。

与现有技术相比，本发明通过连续均匀包覆、焊接、连轧同时在线自动监测和在线或单独扩散热处理的过程有效解决了上述现有的技术难题，实现了如下的技术效果：

(1)铜皮与铝排的冶金结合充分而且均匀，同时铜覆盖层厚薄较均匀；

固相结合不均匀问题，是制约当前铜包铝排发展的主要问题，其原因是受力不均匀，延伸不一致，铜与铝之间产生相对位移所至。