CN112874057A - 一种双相轧制铜铝复合板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双相轧制铜铝复合板及其制备方法，属于复合板的生产技术领域。本发明的制备方法包括以下步骤：将铜板带与铝液或铝合金液进行双相轧制复合，得到双相轧制铜铝复合板。本发明将铝液或铝合金液与铜板带直接进行双相轧制复合，液态相较于半固态可以更加有效地利用铜铝复合过程中双金属的弹塑性变形机理与能量匹配关系，控制层间厚度及公差，避免局部缺陷与假复合，提高复合率和复合强度，获得较高的剥离强度。本发明无需将铝液或铝合金液凝固成半固态，而是直接将铝液或铝合金液与铜板带进行双相轧制复合，可以实现连续生产；且铜板带在双相轧制复合前不用提前预热，避免了加热造成铜板带氧化。
Description
技术领域
本发明涉及复合板的生产技术领域，尤其涉及一种双相轧制铜铝复合板及其制备方法。
背景技术
铜和铝是重要的有色金属，广泛应用于工业、民用等领域。铜具有良好的导电、导热、耐腐、抑菌性能；铝具有良好的导电、导热性能。将铜与铝复合得到的铜铝复合板，集成了铜的传导性、屏蔽性能，以及铝的低密度、大比热容等特点。
目前，铜铝复合板的生产，主要采用固-固复合法。固-固复合法生产的铜铝复合板，受加工条件的限制，部分产品的界面结合强度不能达到***复合、摩擦焊接、双相复合等技术生产的产品的相应水平，不能满足电池组件等产品的要求。
为了提高铜铝复合板的界面强度，申请号为CN201010300694.2的中国专利公开了一种铝与铜复合金属板带的生产方法，将半固态的铝或铝合金和固态铜板带进行无氧连续铸轧，制得铝与铜复合金属板带，具体包括以下步骤:将温度为690～820℃的铝液静置5～15分钟，浇入预热的铸嘴中，浇铸出的铝液经冷却结晶呈半固态状；铜板带经碱洗脱脂处理，之后再通过打磨辊进行单面在线打磨，打磨至该面无氧化层，打磨完毕后将铜板带在线加热到230℃～250℃；将所述半固态状的铝与铜板带的打磨面接触，进行无氧连续铸轧，得到铝与铜复合金属板带。该专利将铝液凝固成半固态，然后与固态铜板进行无氧铸轧，由于要将铝液凝固为半固态，而且静置冷却、浇入铸嘴、获得半固态铝的方法和实施效率低，生产的连续性有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双相轧制铜铝复合板及其制备方法，本发明制备的铜铝复合板复合率高，复合强度好，可操作性强，可以实现连续生产。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种双相轧制铜铝复合板的制备方法，包括以下步骤：将铜板带与铝液或铝合金液进行双相轧制复合，得到双相轧制铜铝复合板。
优选的，所述双相轧制复合时，铝液或铝合金液的温度为680～770℃。
优选的，所述双相轧制复合前，所述铜板带不用预热。
优选的，所述双相轧制复合的铸轧区为45～110mm。
优选的，所述铜板带的厚度为0.1～5.0mm。
优选的，所述双相轧制复合的轧制压力为600～3000吨。
优选的，所述双相轧制复合的速度为550～2050mm/min。
优选的，所述双相轧制复合前，还包括将所述铜板带进行表面处理；所述表面处理包括机械研磨、激光清理、喷丸、喷砂或脱脂处理中的一种或多种。
本发明提供了上述方案所述制备方法制备的双相轧制铜铝复合板。
优选的，所述双相轧制铜铝复合板中铜板带与铝板带，或者铜板带与铝合金板带之间的剪切强度≥110MPa。
本发明提供了一种双相轧制铜铝复合板的制备方法，包括以下步骤：将铜板带与铝液或铝合金液进行双相轧制复合，得到双相轧制铜铝复合板。本发明将铝液或铝合金液与铜板带直接进行双相轧制复合，液态相较于半固态可以更加有效地利用铜铝复合过程中双金属的弹塑性变形机理与能量匹配关系，控制层间厚度及公差，避免局部缺陷与假复合，提高复合率和复合强度，获得较高的剥离强度。
本发明无需将铝液或铝合金液凝固成半固态，而是直接将铝液或铝合金液与铜板带进行双相轧制，可以保证连续生产。
进一步的，本发明的铜板带在双相轧制复合前无需进行预热，一方面可以避免加热造成铜板带氧化，从而导致铜铝复合板性能下降，另一方面优化了工艺，且制备的铜铝复合板复合率高，复合强度好。
实施例的结果表明，本发明制备的双相轧制铜铝复合板的界面剪切强度≥110MPa。
具体实施方式
本发明提供了一种双相轧制铜铝复合板的制备方法，包括以下步骤：将铜板带与铝液或铝合金液进行双相轧制复合，得到双相轧制铜铝复合板。
本发明对所述铜板带的成分没有特殊要求，可根据实际需求进行选择。具体的，所述铜板带可以为但不局限于：普通铜(T1、T2、T3)、无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜)、脱氧铜(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特种铜(砷铜、碲铜、银铜)。
在本发明中，所述铜板带的厚度优选为0.1～5.0mm，更优选为0.5～4.5mm，进一步优选为0.8～4.5mm。
在本发明中，当铜板带的表面含油时，在进行双相轧制复合前，本发明优选还包括将所述铜板带进行表面处理；所述表面处理优选包括机械研磨、激光清理、喷丸、喷砂或脱脂处理中的一种或多种。本发明对所述机械研磨、激光清理、喷丸、喷砂和脱脂处理的过程没有特殊要求，表面无油污及钝化液残留即可。在本发明的实施例中，所述机械研磨为砂带抛光或刷辊抛光。
在本发明中，当铜板带的表面不含油时，所述铜板带不需要表面处理。
本发明优选将铝或铝合金进行熔炼得到铝源或铝合金液。本发明对所述熔炼的过程没有特殊要求，采用本领域熟知的熔炼过程即可。
在本发明中，所述铝合金优选为1xxx、5xxx、6xxx或8xxx铝合金。更优选为1070、1100、5052、6061或8011铝合金。
在本发明中，所述双相轧制复合时，铝液或铝合金液的温度优选为680～770℃，更优选为700～745℃，进一步优选为710～730℃。
在本发明中，所述双相轧制复合前，铜板带不用提前预热，保持常温状态即可。
本发明优选先将所述铜板带咬入双相复合轧机，然后与铝液或铝合金液进行双相轧制复合。
在本发明中，所述双相轧制复合的铸轧区优选为45～110mm，更优选为50～85mm。本发明将铸轧区的大小控制在上述范围，有利于铜铝之间更好的复合，提高复合强度。
在本发明中，所述双相轧制复合的轧制压力优选为800～3000吨.，更优选为1000～2000吨，最优选为1700吨。
在本发明中，所述双相轧制复合的速度优选为550～2050mm/min，更优选为600～1350mm/min，进一步优选为650～1100mm/min。本发明将双相轧制复合的速度控制在上述范围，有利于有效控制铜铝复合协同变形，提高复合强度，获得较高的剥离强度。
本发明制得的双相轧制铜铝复合板后续还可以根据实际需求进行一系列的后处理，所述后处理包括但不局限于退火、冷轧、轧制减薄等，本发明对后处理的过程不做特殊要求。
本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的双相轧制铜铝复合板。在本发明中，所述双相轧制铜铝复合板的厚度优选为5～16mm，更优选为6～14mm，进一步优选为7～10mm。
本发明提供的双相轧制铜铝复合板中铜板带与铝板带(或铝合金板带)之间复合强度高，剪切强度≥110MPa，满足电池转换部件关键材料的要求(要求剪切强度≥60MPa)。
下面结合实施例对本发明提供的双相轧制复合板及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种双相轧制铜铝复合板的生产方法，采用以下步骤：将0.9mm厚的T2铜板带与1100铝合金夜(温度为700℃)进行双相轧制复合，铸轧区为58～62mm，轧制压力为1700吨.，轧制速度为1200mm/min，得到8mm厚度双相轧制铜铝复合板，界面剪切强度为122MPa。
实施例2
一种双相轧制铜铝复合板的生产方法，采用以下步骤：将砂带抛光后的3mm厚的T2铜板带咬入双相复合轧机，与1070铝合金夜(温度为710℃进行双相轧制复合，铸轧区为58～68mm，轧制压力为1750吨，轧制速度为800mm/min，得到7.5mm厚度双相轧制铜铝复合板，界面剪切强度为118MPa。
实施例3
一种双相轧制铜铝复合板的生产方法，采用以下步骤：将砂带抛光后的0.9mm厚的T2铜板带咬入双相复合轧机，与1050铝合金夜(温度为725℃)进行双相轧制复合，铸轧区为62～72mm，轧制压力为1600吨,轧制速度为900mm/min，得到8mm厚度双相轧制铜铝复合板，界面剪切强度为115MPa。
对比例1
与实施例3的不同之处在于，采用申请号为CN201010300694.2的中国专利公开的方法生产铜铝复合板，具体的：将温度为750℃的1050铝液静置15分钟，之后注入铝铸轧机的预热的铸嘴中，浇铸出的铝液经冷却结晶呈半固态状，将砂带抛光后的0.9mm厚的T2铜板带在线加热到250℃；将半固态状的铝与T2铜板带的抛光面接触，进行无氧连续铸轧，无氧连续铸轧时的轧制速度为900mm/min，铸轧时的轧制压力为1600吨，得到铜铝复合板带，界面剪切强度80MPa。
由实施例3和对比例1的结果可知，本发明采用双相轧制复合，用铝液代替半固态铝，得到的铜铝复合板的复合强度不但有所提高，而且优化了生产工艺，可以实现连续生产。
对比例2
与实施例3的不同之处仅在于铸轧区的大小，铸轧区的大小为32～42mm，得到的铜铝复合板的界面剪切强度为50MPa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种双相轧制铜铝复合板的制备方法，包括以下步骤：将铜板带与铝液或铝合金液进行双相轧制复合，得到双相轧制铜铝复合板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双相轧制复合时，铝液或铝合金液的温度为680～770℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双相轧制复合前，所述铜板带不用预热。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双相轧制复合的铸轧区为45～110mm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铜板带的厚度为0.1～5.0mm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双相轧制复合的轧制压力为600～3000吨。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双相轧制复合的速度为550～2050mm/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双相轧制复合前，还包括将所述铜板带进行表面处理；所述表面处理包括机械研磨、激光清理、喷丸、喷砂或脱脂处理中的一种或多种。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备的双相轧制铜铝复合板。
10.根据权利要求9所述的双相轧制铜铝复合板，其特征在于，所述双相轧制铜铝复合板中铜板带与铝板带，或者铜板带与铝合金板带之间的剪切强度≥110MPa。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210601 |
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