CN108425081B - 一种铜铝铸轧复合板带在线退火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铜铝铸轧复合板带在线退火方法，使用中高温短时在线退火工艺，将铸轧复合后的铜铝复合板带进行在线退火，退火温度420‑480℃，退火时间5‑20min，退火后在空气中自然冷却，该方法工序简洁，退火均匀，同时有效缩退火生产线长度，降低生产成本，提高生产效率，得到的铜铝复合板带界面层厚度可控，复合强度高。本发明在退火生产线和铸轧复合机之间还设置保温装置对板带坯料进行保温，提高退火效率，防止退火升温过快导致复合强度降低。
Description
技术领域
本发明涉及铜铝复合材料加工技术领域，具体涉及铜铝复合板带的退火工艺方法。
背景技术
铜和铝作为两种重要的有色金属材料，在机械、通讯、电力和运输等领域都得到广泛的应用。铜铝复合材料采用铝替代大部分的铜，充分发挥了铜铝导热和导电的优异性能。相对于铜，铝具有较低的价格和较轻的重量，因此，铜铝复合材料能在保证一定优异性能的前提下具有较低的成本。铜铝复合板带作为一种重要的铜铝复合材料，在多个行业已经得到广泛应用。
现有技术中有多种铜铝复合板带的生产方法，其中铸轧法是结合了铸造与轧制的复合生产方法，既有液相高温，又有轧制压力，能够实现较高的复合强度。采用铸轧复合法生产的复合板，可以实现异种金属高温下的无氧冶金复合，复合板界面平顺连续，复合强度高，是生产铜铝复合板的一种较为理想的方法。
在铜铝复合板带生产过程中，退火工艺是保证复合强度和再加工性能和使用性能的重要工序。铸轧法生产铜铝复合板带，目前常用的退火工艺一般采用整体退火方法，这种方法是将整卷复合板带吊装到退火炉内进行退火，且整体退火工艺一般在250-400℃范围内长时间退火，这种退火方式一方面分离了复合板生产的整个过程，使得生产脱节、工序繁琐，且在加热过程中存在内外加热时间的差别，造成复合板结合强度不一致等问题；另一方面，长时间的退火延长了整个加工时间，生产效率低下，生产成本高。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种铜铝铸轧复合板带的在线退火方法，解决现有技术铸轧铜铝复合板带时退火工艺效率低下工序繁琐的技术问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种铜铝铸轧复合板带在线退火方法，其特征在于：退火生产线靠近铸轧复合主机设置，退火生产线走带速度与铸轧复合主机生产速度保持一致，铜铝复合板带坯料经铸轧复合后进入退火生产线进行中高温短时在线退火，退火温度420℃-480℃，退火时间5-20min，复合板带出退火生产线后在空气中自然冷却。
在铸轧复合主机和退火生产线之间，采用保温装置对复合板带坯料进行保温，使复合板带坯料温度保持在250-350℃。
退火生产线采用电阻丝加热。
退火生产线根据铸轧复合工艺所需退火时间进行长短定制。
长短定制可通过多个小型退火生产线组合拼接实现。
上述在线退火方法得到的铜铝铸轧复合板带，界面层厚度控制在5μm以内，剥离强度为45-52N/mm。
有益效果：本发明对传统的铸轧复合生产工艺进行改进，提供了一种更高效的生产方法，一方面，摒弃整体吊装退火的方式，采用在线退火，使得坯料经铸轧复合主机加工后，可直接进入退火生产线进行退火，能够边加工边退火，减少工序，缩短生产流程，退火时的复合板带未经卷绕，可充分保证加热均匀；另一方面，针对铸轧复合工艺和在线退火的特点提出了中高温短时间退火工艺，退火温度420-480℃，退火时间限制在5-20min，避免了长时间退火增加成本的问题，有效提高生产效率，降低生产成本，同时还保证了铜铝复合板带具有较高的界面层复合强度。采用本发明的方法制造的铜铝复合板带，在提高生产效率的同时，界面层厚度可控，复合强度高，完全满足加工和使用要求。
附图说明
图1 本发明工艺流程示意图
附图标记： 1、铸轧复合主机；2、保温装置；3、退火生产线；4、卷带机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，铜铝复合板带在铸轧复合主机1中进行复合生产，铸轧复合主机输出的铜铝板带坯料引入退火生产线3进行在线退火，退火生产线3尽可能的靠近铸轧复合主机1，退火生产线3走带速度与铸轧复合主机1生产速度保持一致，在生产前对退火生产线的退火设备进行升温，以达到所需退火温度，本发明退火工艺的退火温度420℃-480℃，退火时间5-20min。
复合板带出退火生产线3后在空气中自然冷却，之后接卷板设备进行卷取，本发明采用的卷板设备为卷带机3，实际生产中也可以采用现有技术中的其他卷板设备。
铸轧生产工艺通常需要在高温下进行，经铸轧复合的铜铝复合板带坯料在铸轧复合机出口处通常具有较高的温度，一般在300-400℃，为了有效利用铸轧复合后的坯料温度，增加退火效率，在铸轧复合主机和退火生产线之间还设置有保温装置2，目的在于将坯料温度保持为250-350℃，以此作为退火前的预热过程，防止铜铝复合板在退火阶段升温太快导致复合强度降低。
退火生产线可采用现有技术中常用的连续退火设备，具体地根据铸轧复合板带的宽度、速度、温度进行定制生产。
本发明中，退火生产线采用电阻丝加热，该加热方式容易控制、节能环保，更换维护方便，成本低。
在实际生产中，不同的铸轧复合工艺对退火时间的要求不同，退火生产线的长短应根据前期铸轧复合工艺的要求进行定制。为了节约成本，减少定制工作，实际工作中可以以若干小型退火生产线为单元模块，根据不同的工艺需求，拼接组合成不同长短的退火生产线，以灵活适应生产线长短定制问题。
本发明提出的在线退火方法，结合铸轧生产铜铝复合板带的特点，将退火工艺改进为在线退火，铸轧复合后的板带可以不经卷绕吊装，直接进入退火生产线进行退火，铸轧、退火有序进行，有效的节约工序、提高生产效率。
另一方面，由于低温长时间退火会导致退火生产线过长，成本过高，同时，同时考虑到铸轧生产的铜铝复合板带界面平直均匀，在过高温度下退火易造成界面增长速度过快，会导致界面复合强度急剧降低，经过研究和试验，本发明提出了针对在线退火工艺的中高温短时退火方法，退火温度420-480℃，退火时间5-20min，既能缩短退火生产线长度、降低成本，又可以防止界面层增长过快，有效保证复合强度。
以下为采用本发明所述方法进行铜铝复合带生产的具体实施例，在以下实施例中，选择的铜、铝材质分别为：工业纯铝1060，铜带T2；复合板厚度为6-14mm；退火工艺采用中高温短时在线退火，退火温度420-480℃，时间5-20min。界面层厚度采用扫面电镜观察分析物相后测量，厚度测量精确。剥离强度采用标准ASTM D1876-08的要求进行测试，设备是SHIMADZU AG-I250KN 万能试验机，数据可靠。
实施例1
a.选取工业纯铝1060和铜带T2，在铸轧复合主机上实施铸轧复合，铸轧后试样厚度为6mm，具体地为铝5mm+铜1mm；
b.铸轧完成的复合板带经保温装置进行保温，然后进入在线退火生产线进行退火，退火生产线走带速度与铸轧复合主机生产速度保持一致，退火温度460℃，退火时间10min；
c.退火完成的铜铝复合板带在空气中自然冷却，之后接卷板设备进行卷取。
所生产的复合板带，剥离强度为52±0.51N/mm，界面层厚度为3.8±0.20μm。
实施例2
a.选取工业纯铝1060和铜带T2，在铸轧复合主机上实施铸轧复合，铸轧后试样厚度为6mm，具体地为铝5mm+铜1mm；
b.铸轧完成的复合板带经保温装置进行保温，然后进入在线退火生产线进行退火，退火生产线走带速度与铸轧复合主机生产速度保持一致，退火温度420℃，退火时间20min；
c.退火完成的铜铝复合板带在空气中自然冷却，之后接卷板设备进行卷取。
所生产的复合板带，剥离强度为46±0.12N/mm，界面层厚度为4.3±0.20μm。
实施例3
a.选取工业纯铝1060和铜带T2，在铸轧复合主机上实施铸轧复合，试样厚度8mm，具体地为铝7mm+铜1mm；
b.铸轧完成的复合板带经保温装置进行保温，然后进入在线退火生产线进行退火，退火生产线走带速度与铸轧复合主机生产速度保持一致，退火温度420℃，退火时间15min；
c.退火完成的铜铝复合板带在空气中自然冷却，之后接卷板设备进行卷取。
所生产的复合板带，剥离强度为48±0.92N/mm，界面层厚度为4.0±0.11μm。
实施例4
a.选取工业纯铝1060和铜带T2，在铸轧复合主机上实施铸轧复合，试样厚度8mm，具体地为铝7mm+铜1mm；
b.铸轧完成的复合板带经保温装置进行保温，然后进入在线退火生产线进行退火，退火生产线走带速度与铸轧复合主机生产速度保持一致，退火温度460℃，退火时间10min；
c.退火完成的铜铝复合板带在空气中自然冷却，之后接卷板设备进行卷取。
所生产的复合板带，剥离强度为45±0.32N/mm，界面层厚度为4.2±0.13μm。
实施例5
a.选取工业纯铝1060和铜带T2，在铸轧复合主机上实施铸轧复合，试样厚度8mm，具体地为铝7mm+铜1mm；
b.铸轧完成的复合板带经保温装置进行保温，然后进入在线退火生产线进行退火，退火生产线走带速度与铸轧复合主机生产速度保持一致，退火温度480℃，退火时间5min；
c.退火完成的铜铝复合板带在空气中自然冷却，之后接卷板设备进行卷取。
所生产的复合板带，剥离强度为45±1.1N/mm，界面层厚度为4.3±0.15μm。
实施例6
a.选取工业纯铝1060和铜带T2，在铸轧复合主机上实施铸轧复合，试样厚度12mm，具体地为铝10mm+铜2mm；
b.铸轧完成的复合板带经保温装置进行保温，然后进入在线退火生产线进行退火，退火生产线走带速度与铸轧复合主机生产速度保持一致，退火温度420℃，退火时间6min；
c.退火完成的铜铝复合板带在空气中自然冷却，之后接卷板设备进行卷取。
所生产的复合板带，剥离强度为46±1.3N/mm，界面层厚度为4.9±0.12μm。
具体地，上述实施例1-6的参数和数据见下表1：
表1 实施例1-6的参数和数据
本发明提出的在线退火方法不仅工序简洁，生产效率高，还将退火时间从数小时缩短至20min以内，以上实施例进一步证明了本发明选取的中高温在线退火工艺使得铸轧复合得到的复合板带界面层厚度可控，具有较高的复合强度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种铜铝铸轧复合板带在线退火方法，其特征在于：退火生产线靠近铸轧复合主机设置，退火生产线走带速度与铸轧复合主机生产速度保持一致，退火生产线根据铸轧复合工艺所需退火时间进行长短定制，长短定制可通过多个小型退火生产线组合拼接实现，在铸轧复合主机和退火生产线之间还设有保温装置，采用保温装置对复合板带坯料进行保温，使复合板带坯料温度保持在250-350℃，铜铝复合板带坯料经铸轧复合后经保温装置进行保温，然后进入退火生产线进行中高温短时在线退火，退火温度420℃-480℃，退火时间5-20min，复合板带出退火生产线后在空气中自然冷却，之后接卷板设备进行卷取，该在线退火方法所得到的铜铝铸轧复合板带界面层厚度控制在5μm以内，剥离强度为45-52N/mm。
2.如权利要求1所述的在线退火方法，其特征在于，退火生产线采用电阻丝加热。
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