[发明专利]一种金属复合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力输送中的导电材料，更具体地讲，本发明涉及一种铜包镁合金的金属复合材料；另外本发明还涉及通过焊接制造该金属复合材料的方法。

背景技术

铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。随着社会的发展，各领域的用铜量越来越大。由于铜不可再生，因而近年来铜的价格节节攀升。

电力输送中需要大量消耗高导电性的铜，主要用于动力电线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和联接器等。目前，为代替纯铜线，解决铜资源紧缺、成本高的缺陷，“多金属复合线材”技术不断发展，尤其是关于铜包铝、铜包钢、铜包铝镁合金、铜包铁合金、钢包钢等技术的相关介绍也很多。

例如，中国专利申请200910033944.8公开了一种铝排和铜带结合紧密的大截面导电铜包铝排，其包括铝排，铝排的外面包覆有铜带，铜带包覆后形成的合缝通过焊接形成焊缝，铝排与铜带之间设置有5～20微米的铜铝合金过渡层。该技术方案的缺点在于：1、铜和铝容易电化腐蚀；2、铜与铝的热胀冷缩系数相差较大，二者不均匀收缩易导致剥离；3、铝的强度小、力学性能差，导致铜包铝材料的强度小、力学性能差；4、铜包铝材料的比重大。

中国专利200510040343.1公开了一种铜包铝镁合金丝及其制备方法，其在铝镁合金芯表面同心地包覆铜层，铜层和铝镁合金芯冶金结合，铝镁合金芯的铝镁合金含量达99.6％以上，镁含量为0.7～4.5％。其制备方法为：a.圆整；b.清洗；c.打毛；d.包覆焊接；e.拉拔结合；f.拉拔缩径；g.成品组合。

中国专利200610037712.6公开了一种铜包超导铝合金线，其在铝镁稀土合金芯表面同心地包覆有铜层，铝镁稀土合金芯中镁占的重量百分比为1-3％，稀土占的重量百分比为0.3％-0.6％，其余为铝。

中国专利200610081411.3公开了一种铜包铝镁硅合金线及其制备方法。在铝镁硅合金芯线表面同心包覆一薄层工业铜层，通过塑性变形，铜层与铝镁硅合金芯线冶金结合，形成双金属线材；在所铝镁硅合金芯线中，铝镁硅含量之和达99.5％以上，其中，镁含量为0.35～2.8％，硅含量为0.1～0.8％，其制备方法通过整径、表面清理、纵向包覆焊接、多道次拉拔和热处理制得铜包铝镁硅合金线。

中国专利申请200710158056.X公开了一种细线、微细线多金属复合线材及其制造方法，细线、微细线多金属复合线材由芯体和包覆层组成，芯体为碳钢、铝、铝镁合金或铁合金线材，包覆层为不锈钢带或铜带，芯体和包覆层的界面通过冶金结合，其中包覆层截面厚度为0.000975～0.1014MM，且包覆层的重量占多金属复合线材总重量的23.5～39.3％，同时还公开了一种增加了淬火处理的制造方法。

中国专利200710195684.5公开了一种铜包稀土铝镁合金导线，该导线由稀土铝镁合金芯线与包覆在芯线上的铜层组成，铜层与稀土铝镁合金芯线之间是冶金结合，铜包稀土铝镁合金导线的直径是0.02-5.25mm，铜层的体积是该铜包稀土铝镁合金导线的8-15％，铜层的重量是该铜包稀土铝镁合金导线的28-38.5％。

上述技术方案中，芯体的成分主要为铝，镁的含量很低，因而所制得的材料强度低、力学性能差、比重大、铜铝发生电化腐蚀的缺点没有得到实质性的改变。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种金属复合材料，其具有良好的导电性，包覆层与内芯之间不会发生电化腐蚀，且强度高、力学性能好、重量轻。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铜包镁合金复合材料，其包括镁合金制成的内芯及包覆在该镁合金内芯之外的铜包覆层，且镁合金内芯和铜包覆层紧密结合。

本发明中所称的镁合金指以镁为基加入其它合金元素组成的合金，其中镁的含量占90％以上；这里的合金元素主要包括铜、硅、钛，另外还可包括锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。通过设置铜包覆层，保证了材料的导电性。同时与铝及铝合金相比，镁合金的强度高、重量轻。因而，本发明的铜包镁合金复合材料不仅具有导电性、强度更高、重量更轻，而且，铜包覆层与镁合金的内芯之间不会发生电化腐蚀。

根据本发明的一实施方式，铜包覆层可完全包覆于镁合金内芯之外，也可非完全包覆于镁合金内芯之外，例如，当镁合金内芯为线材时，所得铜包镁合金复合材料的首尾两端的端点处可不设置铜包覆层。