[发明专利]一种双金属复合（排）扁线

说明书

技术领域

本发明属于导电材料技术领域，特别涉及一种新型铜包改性铝合金双金属复合（排）扁线及其生产方法。

背景技术

国外工业发达国家，自上世纪六、七十年代开始广泛使用包覆法生产铜包铝、铜包钢等双金属复合线材。美国、日本等国已形成规模巨大的产业，各自拥有具有一定特色的专利技术。例如： 美国科普维公司应用自有专利技术生产铜包铝线，在 1997 年以前该公司的铜包铝线占据了国内主要市场；又如，日本藤仓电线株式会社，七十年代就研制开发复合线材，该公司生产的直径很小的铜包铝电磁线，至今还占领着国内电子行业的市场。 

为了节约铜资源及降低线材生产成本，我国在上世纪60年代末曾尝试以纯铝线代替纯铜线，但是由于铝的物理特性造成电能损耗大、信号衰减幅度大等弊端，不久就恢复到纯铜时代。自70年代我国开始研制双金属复合线的生产设备与工艺。较为普遍的为套管拉拔法，由于其设备与工艺的局限性，产品的性能质量较差，不能连续生产。直到九十年代末，采用“包覆焊接拉制法”专利技术为代表的铜包铝线加工工艺，才使得我国双金属复合线材具有了批量投放市场的能力。铜包铝新材料产业通过持续的技术研发，进入了规模化生产阶段，成功地实现了“替代铜线”、“替代进口”两方面跨越。

在研制新型变压器时对铜包铝（排）扁线提出了新的要求，传统的铜包铝（排）扁线的抗拉强度及电阻率无法满足要求，造成新型变压器的抗冲击能力无法满足设计要求。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种双金属复合（排）扁线，是将改性的铝合金新材料和包覆层金属铜复合成型连续制备新工艺。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种双金属复合（排）扁线，由芯层金属改性铝合金和包覆层金属铜复合而成，芯层金属改性铝合金和包覆层金属铜界面冶金结合；铜的纯度为99.95%~99.99%，包覆层金属铜横断面面积比例范围15%～30%；双金属复合（排）扁线扁排宽度为30～200㎜、宽厚比为30：1。

所述改性铝合金中各个组成的配比：以重量百分比计，铝97.8%、镁0.5-0.9%、硅0.45-0.65%、RE 0.4%～0.7%。

所述的RE为混合稀土元素，通常采用的是铈、镧和钇。

一种双金属复合（排）扁线的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、挤压铝合金芯料：将上述的铝97.8%、镁0.5-0.9%、硅0.45-0.65%、RE 0.4%～0.7%在温度400～500℃的条件下经金属型材挤压机挤压出改性铝合金杆；

2）、包覆施焊：包覆焊坯料成型机将表面氧化处理后的铜带和改性铝合金杆通过多组主动的水平辊轮和多组被动的立式辊轮交替排列的辊压形成管状，将改性铝合金杆芯线包覆在里面，并通过氩弧焊接将铜带缝焊接起来，形成铜包改性铝合金母线；

3）、缩径：在线缩径装置将铜包改性铝合金母线经过拉拔缩径后基本达到铜铝冶金结合，在线检测仪检测焊缝质量；

所述的在线缩径装置，其截面积变形率在50-60%，速度为10-30m/min。

4）、热处理：将铜包改性铝合金母线放置在真空退火炉中进行退火，真空退火的温度为300~350℃，退火的时间为2~3小时；

5）、轧制：半成品连轧机组将经退火的铜包改性铝合金母线多道次连续轧制为半成品扁排，扁排宽度为30～200㎜、宽厚比为30：1；

所述的轧制温度为280～370℃、轧制速度为5～50m/min、相对压下率为30～80%。

6）、冷却抛光清洗：将半成品扁排冷却后表面抛光清洗吹干制得成品扁排；

7）、涂敷包装：将标准规格扁排在线涂敷防氧化层或绝缘层后由包装机器人归集、包装、装箱后送入输料皮带下线。

本发明，制备的新型铜包改性铝合金双金属复合（排）扁线成品铜铝界面达到冶金结合，工艺流程短，生产效率高，产品成本低；适于规模化、规范化工业生产。其电阻率为0.02236～0.02589Ω.mm ²/M，延伸率≥10%，在硬态下的延伸率≥1.5%，具有与纯铜导线相当的延伸率，抗拉强度的软态最大值为270MPa，硬态最大值为355MPa，密度均值仅为3.45g/㎝³，是纯铜导线的38.8%，在线径规格与重量相同的条件下，该产品与纯铜线的长度比为2.5：1，即生产1吨铜包改性铝合金复合导体材料可节约1.58吨纯铜，有效的节约了铜资源，降低了下游产业产品的成本。

具体实施方式