CN103394510A

CN103394510A - 冷轧铜铝复合材料生产工艺

Info

Publication number: CN103394510A
Application number: CN2013103250061A
Authority: CN
Inventors: 石勇; 石萌; 陈昊; 王闯
Original assignee: SHANDONG LAIWU JINSHI GROUP CO Ltd
Current assignee: SHANDONG LAIWU JINSHI GROUP CO Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2013-11-20

Abstract

本发明公开了一种冷轧铜铝复合材料生产工艺：原料：用铝带为基带、用铜带为覆带材料；铜带厚度为铝带厚度的18～22%；表面处理：铝带表面粗糙度为Rz=95～115μm；铜带表面粗糙度为Rz=80～95μm；经复合轧制后热处理：605～610℃；保温时间为8～10min，最后采用水冷强制冷却至常温；可实现变形量、层厚比与复合强度的最佳匹配，具有界面复合强度高、动热稳定性好的优点。

Description

冷轧铜铝复合材料生产工艺

技术领域

本发明涉及一种冷轧铜铝复合材料生产工艺。

背景技术

电力电气行业目前常用的导电材料是铜和铝，同时他也是国际上常用的换热材料，铜的瞬间吸热能力比铝的快1.61.6倍，但散热的速度比较慢，铝的散热速度比铜块2.33倍。但同在高于室温环境中易氧化，特别是在含腐蚀性气体的环境中。所以工矿恶劣的条件下，重用铝排代替铜排。如将两种金属材料加以结合，将是完美的导电、换热材料。因此无论用于导电还是导热，采用铜铝复合材料都是极佳的选择。以铝为基体外层复合铜，应用于供电平率大于工频的导线排、线。以铜为基体外层复合铝，适用于有俯视工矿下的导电、导热。

发明内容

本发明针对以上问题，提供一种冷轧铜铝复合材料生产工艺，采用本生产工艺，本发明可实现变形量、层厚比与复合强度的最佳匹配，具有界面复合强度高、动热稳定性好的优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种冷轧铜铝复合材料生产工艺，

A、原料：用铝带为基带、用铜带为覆带材料；根据成品要求选取铝带、铜带厚度及宽度尺寸；

B、表面处理：对铝带、铜带进行表面毛化处理，达到粗糙度要求：

铝带表面粗糙度为Rz=95～115μm；铜带表面粗糙度为Rz=80～95μm；

C、纠偏导向：

D、复合轧制：将三层材料经大轧制变形量复合轧制成一层金属复合板带材料；使上、中、下三层材料同步、齐整地进入复合轧机；复合轧制变形量为70～85%；复合轧制速度为8～10m/min；

E、热处理：复合轧制完毕，进行热处理工序，采用高温短时退火快速冷却制度：退火温度为580～610℃；；保温时间为8～10min，最后采用水冷强制冷却。

进一步的，用不锈钢丝刷对铝带进行表面毛化处理，不锈钢丝的要求是：硬度HRC40～50，直径为0.3～0.5㎜；用砂带进行对铜带表面毛化处理，砂带要求是：粒度为110～130目，金刚砂砂带。

进一步的，所述毛化过程中，喂料速度0～1m/min时，刷辊转速为1500～1800r/min；喂料速度1～3m/min时，刷辊转速为1800～2000r/min；喂料速度3～5m/min时，刷辊转速为2000～2200r/min。

进一步的，与刷辊对应有支承辊，刷辊与支承辊的轴心间隙为：两半径架刷料板带厚度加0.5㎜。

进一步的，采用高温短时退火快速冷却制度：退火温度为605～610℃；保温时间为8～10min，最后采用水冷强制冷却至常温。

进一步的，所述的轧制采用采用异步轧制工艺。

进一步的，铜带厚度为铝带厚度的18～22%。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为冷轧复合结构示意图。

示意图中：1：冷轧复合排2：复合轧辊3：自动纠偏设备4：表面处理设备5：复合带。

具体实施方式

下述未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

一种冷轧铜铝复合材料生产工艺，

原料：用铝带为基带、用铜带为覆带材料；根据成品要求选取铝带、铜带厚度及宽度尺寸；铜带厚度为铝带厚度的18～22%；

①铜铝体积比15～20%的铜铝复合排，其交流载流量（导电性能）是纯铜排的85～93%，导电性能最佳；

②对于其他复合材料来说，经济性能最佳：表面铜耐腐蚀性能保证；此铜铝体积比较为节约金属铜。

表面处理：对铝带、铜带进行表面毛化处理，达到粗糙度要求：

采用用不锈钢丝刷对铝带进行表面毛化处理，不锈钢丝的要求是：硬度HRC40～50，直径为0.3～0.5㎜；用砂带进行对铜带表面毛化处理，砂带要求是：粒度为110～130目，金刚砂砂带。

毛化后铝带表面粗糙度为Rz=95～115μm；毛化后铜带表面粗糙度为Rz=80～95μm。

纠偏导向：

复合轧制：将三层材料经大轧制变形量异步复合轧制成一层金属复合板带材料；使上、中、下三层材料同步、齐整地进入复合轧机；如图1所示1：冷轧复合排2：复合轧辊3：自动纠偏设备4：表面处理设备5：复合带，复合轧制变形量为70～85%；复合轧制速度为8～10m/min；复合的温度生产过程中温度变化在40～80℃。

热处理：复合轧制完毕，进行热处理工序，采用高温短时退火快速冷却制度：退火温度为580～610℃；保温时间为8～10min，最后采用水冷强制冷却。

Figure 2013103250061100002DEST_PATH_IMAGE004

可根据不同的复合材料规格（厚度、宽度等）来有效地调整退火工艺，以达到材料的最佳性能。

厚度增加，则退火温度及退火时间靠近上限；厚度减小，则退火温度及退火时间靠近下限。复合板带材料宽度增加，则退火温度及退火时间靠近上限；复合板带材料宽度减小，则退火温度及退火时间靠近下限。

铜铝冷轧复合板带材料，通过以上退火工艺，实现界面的物理结合向冶金结合的转变，经试验由铜铝板剥离界面的SEM照片可看出，按上述热处理工艺得到的复合界面来不及形成金属间脆性化合物，从而保证了界面的复合效果。

从而实现退火强化效果：材料弯曲性能提高，复合界面剪切强度增加，复合材料还可以得到一定的硬度值。

本发明的热处理方法得到的铜铝铜复合板具有优秀的电导率和良好的力学性能，其电导率能达到67.5%IACS以上，铜、铝界面剪切强度为35MPa 以上；

本发明的热处理方法得到的铜铝铜复合板的铜铝扩散界面均匀，扩散层厚度在2.8μm 左右，扩散层没有明显铜铝金属间化合物出现。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种冷轧铜铝复合材料生产工艺，其特征在于：

C、纠偏导向：

2.根据权利要求1所述的冷轧铜铝复合材料生产工艺，其特征在于：

用不锈钢丝刷对铝带进行表面毛化处理，不锈钢丝的要求是：硬度HRC40～50，直径为0.3～0.5㎜；用砂带进行对铜带表面毛化处理，砂带要求是：粒度为110～130目，金刚砂砂带。

3.根据权利要求1所述的冷轧铜铝复合材料生产工艺，其特征在于：

所述毛化过程中，喂料速度0～1m/min时，刷辊转速为1500～1800r/min；

喂料速度1～3m/min时，刷辊转速为1800～2000r/min；

喂料速度3～5m/min时，刷辊转速为2000～2200r/min。

4.根据权利要求3所述的冷轧铜铝复合材料表面处理工艺，其特征在于：与刷辊对应有支承辊，刷辊与支承辊的轴心间隙为：两半径架刷料板带厚度加0.5㎜。

5.根据权利要求1所述的冷轧铜铝复合材料表面处理工艺，其特征在于：采用高温短时退火快速冷却制度：退火温度为605～610℃；保温时间为8～10min，最后采用水冷强制冷却至常温。

6.根据权利要求1所述的冷轧铜铝复合材料生产工艺，其特征在于：所述的轧制采用采用异步轧制工艺。

7.根据权利要求1所述的冷轧铜铝复合材料生产工艺，其特征在于：铜带厚度为铝带厚度的18～22%。