[发明专利]一种高性能全包铜铝复合排的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产铜铝复合排的方法，是结合爆炸与轧制两种生产手段制作铜铝复合排的工艺方法，属于金属复合材料制造领域。

背景技术

铜铝复合排是铝排两个面上复合铜层的新型双金属复合导体材料，其特性介于铜铝之间，铜母线氧化速度慢，氧化后仍具有导电性能，不影响供电安全；铝母线在空气中极易氧化，氧化物为绝缘性，在接触面因氧化造成电阻增大，发热并形成恶性循环，导致接触面烧毁。而铜铝复合排具有铜母线的表面效应，良好的导电性，重量又接近铝母线，是一种能够替代铜排、铝排产品。

现在市场上的铜铝复合排有全包和半包两种，如图1所示全包铜铝复合排，本发明介绍一种全包铜铝复合排生产方法。

发明内容

本发明目的是，提出对爆炸坯料进行加工，生产出来全包的复合排，并具有贴合率98%以上、铜铝层可冶金焊接，结合强度高、铜层厚度可控和导电性能好等特点。生产主要方式为先用爆炸焊接的方法生产出铜铝双金属坯料，再对坯料进行轧制、成型及拉拔等后续加工。

本发明的技术方案是：高性能全包铜铝复合排的制备方法1）采用铜管和铝棒爆炸焊接制作坯料，铝棒表面打磨后放入铜管中，根据复层铜管厚度不同，铜管和铝棒的间隙为1～5mm，再在铜管外套一塑料管，竖直置于底板工艺槽内，铜管和铝棒的上端用定位工装支撑，利用爆炸焊接的方法制成铜铝复合棒；2）将直接爆炸制成的铜铝复合棒经轧制、拉拔加工工序得到成品铜铝复合排。

进一步，进入轧管机，进行减径轧制，轧制到规定尺寸；如果变形量大于40%，需要进行中间退火，采用高温短时在线退火，然后进入平辊轧制将半成品铜铝复合棒轧制成复合排，退火、拉拔到规定尺寸制成成品。

进一步，铜管和铝棒的间隙不超过3mm。

爆炸焊接时铜管表面加以防护后布置2#岩石炸药，轻轻敲击管头使炸药密度均匀，起爆点放在减压锥中心。

本发明采用爆炸+轧制全包铜铝复合排的制备方法，复合管爆炸时，爆炸焊接时铜管表面加以防护后布置2#岩石炸药，轻轻敲击管头使炸药密度均匀，起爆点放在减压锥中心。

爆炸焊接成的金属复合棒，在进行减径轧制时，变形量大于40%时需中间退火。进行中间退火时，温度为500～600℃保温时间为5～10 min。然后进入平辊轧制将半成品铜铝复合棒轧制成复合排，退火、拉拔到规定尺寸制成成品。在进行平辊轧制后，进行退火300～350℃保温1～4h，拉拔制成成品。

本发明有益效果是，采用对爆炸坯料进行加工使铜铝层可冶金连接，结合强度高、铜层厚度可控和导电性能好，是铜全包的高性能产品。拉制工艺包括减径轧制，轧制到规定尺寸；并控制变形量和热处理工艺，容易拉拔到规定尺寸制成成品。复合管爆炸的工艺质量高，尤其适合全包铜铝复合排的制备。

附图说明

图1 全包铜铝复合排示意图。

图2是本发明爆炸焊接时的结构示意图。

具体实施方式

下面具体说明本发明的实施方式。如图2所示，铜层1、铝棒2、雷管3、胶木盖4、炸药5、外药罐6、工艺底座7。首先在夯实基础上水平放置工艺底板铜管和铝棒分别竖直置于底板工艺槽内，铜管和铝棒的间隙为3mm，上口铜管与铝棒之间用胶木加工的工艺盖盖好并封上胶带，再在铜管外套一塑料（PVC）管，下端置于底板工艺槽内，上口用定位工装支撑，沿着管口布置爆速较高的炸药，最终使内外药布满，雷管插入管内减压锥中心的小孔内，使之实现管内外同时大面积的连续焊接。铜管的直径在50mm、厚度在1.5mm，铝棒的直径在48mm，主体炸药选用2#岩石乳化炸药，爆速2700～3500mm/s。铜管表面加以防护后布置2#岩石炸药，轻轻敲击管头使炸药密度均匀，起爆点放在减压锥中心。经爆炸焊接后的铜铝复合棒，去除两端的不贴合部分再进入轧管机，进入轧管机，进行减径轧制，轧制到规定尺寸。如果变形量大于40%，需要进行中间退火，采用高温短时在线退火，温度为500～600℃保温时间为5～10 min，然后进入平辊轧制将半成品铜铝复合棒轧制成复合排，退火、拉拔到规定尺寸制成成品。

铜管和铝棒的爆炸+轧制的复合排，铜层的厚度在0.5～5mm，铝棒的直径在60～600mm。最终成品厚度为5～20mm，宽度为50～500mm

1、爆炸焊接