[发明专利]一种铜铝铜双面超薄复合带材的两步复合轧制方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及的是铜铝复合带材的轧制 方法。

背景技术

由于科学技术的迅速发展，现代工业对于金属材料的性能要求越来越高， 对材料结构的改进要求也越来越强烈，单一金属材料已经无法满足这些需求， 于是，集不同材料的物理、化学、力学性能和价格差别于一体的新型复合材 料应运而生，这将更有效地利用材料的特性，并克服和弥补单一材料性能的 不足，从而获得综合性能更加优异的新材料。因此开发和制备这些具备优异 或特殊性能新材料的相关技术也就成了当代冶金材料领域科技人员的研究重 点，其中低成本、高性能的金属复合材料的加工成型技术不仅受到工程技术 人员的重视，并且已经列入到国家重点支持的高新技术领域，今后必将从政 策和资金两个方面给予扶持。

中国是一个贫铜富铝的国家，中国电工行业中载流导体材料年消耗铜材 占全世界铜材消耗总量的近三分之一，因此铜材成为中国除了石油之外的另 一重要的战略资源。自上世纪90年代以来，随着有色金属资源短缺加剧，铜 材价格大幅上涨，导致铜材生产企业及客户的生产与使用成本大幅提高。因 此在保证原有铜材使用性能基础上，开发新型材料替代传统材料成为国内外 生产企业研发的热点，采用替代性复合材料进而降低原料成本已经成为国内 外铜材生产与应用的一种发展趋势。

金属铜具有很好的导电性能和焊接性能，但资源稀缺，加工昂贵，金属 铝导电性好，价格相对低廉，但铝的焊接、灭弧、耐磨以及导电、导热性能 等都比铜的差，在很多场合以铝材直接替代铜材是困难，以铜包铝形成铜包 铝的复合带材，既可节省金属铜的消耗，还能保持纯铜材料所具有的延展性、 导电性、可焊性、耐蚀性等特点。加上我国铝资源很丰富，铝的价格低于铜， 其密度不到铜的1/3，这就意味着在重量相同的条件下，铝材的长度是纯铜材 的3倍。特别是在通讯领域，有线电视信号和移动通讯信号频率较高，一般 在500-800MHZ，由于“趋肤效应”使高频电流集中在导体的表面传输，当用纯 铜进行信息传输时，中心部位的铜没有起到主要传输信号的作用，所以用铝 材来部分替代中间层的铜材是非常理想的方法，可以大大节省我国较为缺乏 并且价格昂贵的铜资源。实际上不止通信领域，以铜包铝复合带代替应用面 特别广、需求量特别大的铜带，在电力传输领域也将具有更广泛的应用前景， 有望形成巨大的产业。开发适合工业规模生产的高效、低能耗复合技术，制 备铜包铝复合带新型材料，无疑将会给我国迅速发展的电子、电力、机械制 造等工业领域提供可供选择的理想的新产品，产生显著的经济效益，而且对 于合理利用资源，保证国民经济可持续发展具有重要的社会效益。所以此项 技术的开发己经成为国内外研究者努力的目标。

金属复合材料的生产方法有很多种，大体可分为固-固相复合法和液-固相 复合法两大类。固-固相复合法包括轧制复合、爆炸复合、挤压-拉拔复合、焊 接法等，液-固相复合法包括充芯连铸、双结晶器连铸等。而其中以轧制法应 用最为广泛。

常规的复合轧制技术在三层复合带的生产上采用一次复合技术，对于大 尺寸规格的复合带生产，效果明显，工艺稳定，生产效率高。但是对于复合 带厚度尺寸在0.15mm以下的超薄带的复合，采用一次复合技术，效果不好， 表现为尺寸精度不高，三层复合带的厚度比不易控制，生产效率低，废品率 高等问题，因此该项技术应用的比较有限。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种铜/铝/铜(简称铜铝铜)三 层超薄复合带的两步复合轧制方法，该方法是一种高效的铜铜/铝/铜三层超薄复 合带的生产方法，在制备铜/铝/铜双面复合带时，先进行铜/铝单面复合带的轧 制复合，铜带、铝带的厚度比为1∶1，再进行铜/铝单面复合带的铝面二次轧 制复合，得到铜/铝/铜双面复合带，各层厚度比为铜∶铝∶铜＝1∶2∶1。使用 利用此种方法制备的复合带材，其铜带材的用量可以节约50％。