[发明专利]一种铜铝复合导线及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铜铝复合导线及其制备方法。该种铜铝复合导线，铜铝复合导线包括铜包覆层、复合层和铝芯，铜包覆层截面的面积为铜铝复合导线截面面积的16％—58％，复合层截面的面积为铜铝复合导线截面面积的0.5％—3％，铝芯截面的面积为铜铝复合导线截面面积的40％—80％；其制备方法步骤为：惰性气体保护下，铜带包覆铝杆后焊接，形成外层为密闭的铜包覆层内层为铝杆的铜包铝型材；焊接后的铜包铝型材经拉丝机连续拉制形成铜包铝线，拉丝时拉丝模温度300℃—450℃；经连续拉制后的铜包铝线进行多道次轧制，轧制时通过压力传感器监测，轧制压力10MPa—100MPa，并通过在线感应退火。制得的铜铝复合导线扩散层弥散均匀，结合牢固，性能稳定可靠；制备工艺简单易操作，生产成本低。

技术领域

本发明属于金属压延加工技术领域，具体涉及一种铜铝复合导线及其制备方法。

背景技术

铜铝复合导线尤其铜铝复合导线是一种双金属复合异形导线，其用于替代纯铜导线，可以广泛应用于中低压发电、输变配电、电机、大中型风力发电等领域，与纯铜导线相比，铜铝复合导线的机械性能、电气性能基本相同，而成本大幅度降低，具有密度低、质量轻等优点。

中国专利CN101131892A公开了一种铜包铝扁线的制造方法，其需要在拉制后轧制前进行退火处理以满足轧制的要求，但此次退火会使铜铝结合界面生成CuAl₂形成脆性相，在后续冶金过程中冶金结合层脱开，从而影响铜铝复合导线的导电性能和使用寿命。

但在实际生产过程中，包括上述专利在内的现有技术生产的铜铝复合导线，因其导电性能、导热性能及稳定性能等还不能完全代替纯铜导线，尤其是涉及大型输变电器、大型发电机如风力发电机组的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提供一种铜铝复合导线及其制备方法，铜铝复合导线扩散层弥散均匀，结合牢固，性能稳定可靠；制备工艺简单易操作，生产成本低。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：一种铜铝复合导线，铜铝复合导线包括铜包覆层、复合层和铝芯，所述铜包覆层截面的面积为铜铝复合导线截面面积的16％—58％，所述复合层截面的面积为铜铝复合导线截面面积的0.5％—3％，所述铝芯截面的面积为铜铝复合导线截面面积的40％—80％；

所述铜铝复合导线的复合层中铜质量百分数为50％—85％，所述复合层中铝质量百分数为15％—50％。

限定铜铝复合导线各层截面的面积并控制铜和铝的质量比，解决了复合层截面太薄引起冶金复合层断裂的问题，同时又避免复合层太厚造成原料的浪费，界面结合强度高；控制铜层截面的面积，既避免了载流量过大引起发热现象，影响铜铝复合导线的使用寿命，又尽可能在满足其导电性能和机械性能前提下降低生产成本，经济性高；该铜铝复合导线复合层截面的面积较大，复合层较厚，铜铝组分弥散均匀，结合牢固，性能稳定可靠。

进一步的，铜铝复合导线截面的两边侧为圆角边、圆边或全圆边。

一种铜铝复合导线的制备方法，包括以下步骤：

步骤A1，铜铝包覆：惰性气体保护下，将铜带包覆铝杆后焊接，形成外层为密闭的铜包覆层、内层为铝杆的铜包铝型材；

步骤A2，连续拉制：将焊接后的铜包铝型材经拉丝机连续拉制形成铜包铝线，拉丝时拉丝模温度为300℃—450℃；

步骤A3，铜包铝线轧扁延伸：将经连续拉制后的铜包铝线进行多道次轧制，轧制时轧制速度为5—30m/min，单道次相对压下量10％—30％，轧制时通过压力传感器监测，轧制时压力为10MPa—100MPa；多道次轧扁延伸后总变形量为80％—95％；

步骤A4，在线感应退火：通过在线监测装置温度检测，退火温度为200—400℃，退火时间为0.5—2h。