[发明专利]铜包覆铝复合母线的连续制备工艺

说明书

本发明提供了一种铜包覆铝复合母线的连续制备工艺，包括：原材料在线表面清洁，原料铝的连续康复挤压与再结晶，原料铜连续包覆原料铝及坯料成型，成型坯料的连续形变与温度补偿，大形变率热态精轧，在线精整与在线热处理，连续收卷与离线退火，矫直矫平与定尺切割。本发明工艺技术制备的铜铝复合母线具有铜铝间过渡电阻低，结合强度高，铜层的均匀一致性好的特性。经折弯、剪切、冲压、扭曲等机械加工处理不会造成铜铝分层，表现出良好的延展性和成形性。

技术领域：

本发明涉及一种全新的有色金属铜铝材料的连续复合工艺，用于制备电力输送和电工应用领域广泛使用的导体母线排。

背景技术：

金属铜具有优良的导电、导热和耐腐蚀性能，金属铝具有比重小、良好的导电、导热及延展性能。双金属铜铝复合材料具备铜和铝的物理、化学特性，具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能，重量轻，价格经济。铜铝复合材料在导电、导热领域可作为金属铜、铝的替代或升级换代产品，广泛应用于通讯、电子、电力、机械、能源、建筑、汽车、造船、航空、航天等众多工业领域。

铜铝复合材料在电力电工领域应用时，对双金属界面结合强度以及铜层的均匀一致性有较高的要求，需满足热稳定性，承载电流均匀，机械加工处理不影响其质量和性能的要求。

铜和铝都易氧化，两者的屈服强度、密度及热膨胀系数差异显著，限制了以常规方法制备铜铝复合材料的产品质量。目前，制备铜铝复合材料的常规工艺包括轧制压接法，拉拔结合法，爆炸结合法和静液挤压法等。现有的铜铝复合材料产品普遍存在应用局限性，表现为双金属界面结合强度低，结合不均匀，结合过渡区窄，产品的外观均匀性和一致性差，对折弯，扭曲，冲孔，剪切等机械加工的限制和要求过高等。此外，这些传统制备工艺无法实现连续生产，生产效率低，能源消耗高。

发明内容：

鉴于现有工艺和技术所存在的问题，本发明旨在公开一种能够实现自动控制的连续生产铜铝复合母线排的制备工艺，该工艺技术的特征为：

A.连续原料铝(10)和原料铜(20)经导向及连续放料后做机械法在线表面清洁处理；

B.在惰性气体氛围中，洁净原料铝杆经连续康复(Comfort)挤压(14)后再结晶为连续的实心或空心杆状铝芯坯(101)，进入原料预成型系统；

C.在惰性气体氛围中，洁净原料铜带被导入原料预成型系统，原料铜在下，铝芯坯在上，原料铜带经成型模具连续形变成内含铝芯坯的管状铜包覆坯(102)；

D.铜包覆坯经激光、等离子或氩弧焊接(31)后成为铝芯坯包覆在内的连续铜包覆铝坯(103)；

E.铜包覆铝坯在惰性气体氛围中经连续形变(32)，减径去间隙(33)及温度补偿(34)后成为热态铜包覆铝成型坯(104)；

F.在惰性气体氛围中，铜包覆铝成型坯料经大形变率热态精轧(35)成为热态铜铝复合母线预制品(105)；

G.铜铝复合母线预制品经在线精整(36)，焊缝补偿热处理(37)，及高温、短时效在线扩散热处理(38)后成为满足尺寸与形状基本要求，软硬适中的铜铝复合母线半成品(106)；

H.热态铜铝复合母线半成品经汽水分离装置(39)后离开惰性气体氛围，收卷(40)后缓慢冷却到室温成为铜铝复合母线排(硬态)(107)。

所述的机械法在线表面清洁处理工艺包括了对连续精轧铜料的定尺定型切边(22)，对铜料内表面实施轻度的机械打磨(23)以及打磨铜粉的吸储与回收。对连续铝料进行内应力释放，矫直(11)，规圆(12)，高精度表面刮削(13)以及刮削铝屑的吸储与回收。