專利名稱：高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅包鋁排的制造工藝。
背景技術(shù)：
銅排在電氣設(shè)備中被大量采用，而我國貧銅富鋁，銅包鋁排減輕了電氣 設(shè)備對銅的依賴，充分利用豐富的鋁資源，是實(shí)現(xiàn)"以鋁代銅"的重要舉措。
衡量銅包鋁排性能的技術(shù)參數(shù)主要有三個界面結(jié)合強(qiáng)度、銅層厚度和 導(dǎo)電性能，其中界面結(jié)合強(qiáng)度是最關(guān)鍵的參數(shù)，直接影響其加工性能和使用 可靠性，而界面結(jié)合強(qiáng)度與制造工藝有直接的關(guān)系。目前，制備銅包鋁排的 工藝有下列幾種
1、 包覆焊接法
這種方法是采用平、立輥同芯壓制，將銅帶包覆在鋁排上，然后對縱縫 進(jìn)行氬弧焊接，再經(jīng)過拉伸、退火。
2、 軋制壓接法
這種方法是將經(jīng)過清洗處理的銅帶從上下兩寬面壓接鋁板上，利用軋輥 施加壓力將銅帶和鋁板壓接在一起，然后矯形或做進(jìn)一步處理后退火。
3、 靜液擠壓法
這種方法是將清洗后的鋁棒穿入清洗后的銅管內(nèi)制成復(fù)合坯料，放入靜 液擠壓機(jī)，利用高靜水壓力和大加工變形率作用，實(shí)現(xiàn)銅鋁之間的冶金結(jié)合。
4、 連鑄連軋直接成型法
這種方法是將銅鋁固液熔合形成復(fù)合坯料，然后在無氧環(huán)境下平、立連 續(xù)軋制成型后再進(jìn)行退火等處理。采用以上四種方法制備的銅包鋁排，最大的缺點(diǎn)在于銅鋁之間界面結(jié)合 強(qiáng)度低，機(jī)械加工性能差，容易出現(xiàn)銅鋁分層，對機(jī)械加工工藝和設(shè)備要求 很高，需要專用的剪切、沖孔、折彎等設(shè)備和工裝模具。另外，銅層通常很 薄，導(dǎo)電性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁 排的制造工藝，它能提高銅包鋁排的界面結(jié)合強(qiáng)度、銅層厚度和導(dǎo)電性能， 保證其使用的可靠性。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，其特征在
于包括以下步驟l)爆炸焊接在&出上從下至上依次重疊放置基板、支 撐環(huán)、覆板和炸藥，基板和覆板中一塊為銅板，則另一塊為鋁板，然后引 爆炸藥，覆板高速沖擊基板，二者焊接為一體，獲得銅鋁復(fù)合板坯料；2) 通過對銅鋁復(fù)合板坯料實(shí)施后續(xù)加工工序獲得銅包鋁排。
上述后續(xù)加工工序可以為以下步驟將銅鋁復(fù)合板巻成管狀，銅層在夕卜， 焊好縱縫，然后進(jìn)行壓制成型、去應(yīng)力退火、拋光。
上述后續(xù)加工工序可以也為以下步驟將銅鋁復(fù)合板巻成管狀，銅層在 夕卜，焊好縱縫，然后澆注熔融的鋁，制成銅包鋁^f奉，再進(jìn)^f亍壓制成型、去 應(yīng)力退火、拋光。
上述后續(xù)加工工序可以也為以下步驟在銅鋁復(fù)合板鋁層的中線位置開 槽，然后對折壓制成型，銅層在外，焊好縱縫，然后進(jìn)行去應(yīng)力退火、拋 光。
采用上述工藝制備的銅包鋁排，銅鋁之間形成大面積的原子結(jié)合，真正 實(shí)現(xiàn)了冶金結(jié)合，界面結(jié)合強(qiáng)度高，產(chǎn)品力學(xué)性能和積4成加工性能優(yōu)良，不會出現(xiàn)銅鋁分層現(xiàn)象，對機(jī)械加工設(shè)備和工裝模具要求不高，而且可以很方 便地調(diào)節(jié)銅層厚度，提高導(dǎo)電性能。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在完成爆炸焊接后緊接著進(jìn)行二次爆炸焊接
工序，該工序包括將獲得的銅鋁復(fù)合板坯料作為基板放置于基礎(chǔ)之上， 其鋁層朝上，在鋁層上從下至上依次重疊放置支撐環(huán)、銅板和炸藥，然后 引爆炸藥，銅板高速沖擊基板，二者焊接為一體，獲得銅夾鋁的復(fù)合板坯 料；所述后續(xù)加工工序包括以下步驟將銅夾鋁的復(fù)合板坯料中間的鋁層 兩端去掉一部分，再將兩端外側(cè)的銅層邊緣壓制對接成型，焊好縱縫，然 后進(jìn)行去應(yīng)力退火、拋光。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述去應(yīng)力退火工序的溫度為350-450°C,
保溫時間為30-60min,可實(shí)現(xiàn)較好的退火效果，防止銅鋁分層。
綜上所述，本發(fā)明能提高銅包鋁排的界面結(jié)合強(qiáng)度、銅層厚度和導(dǎo)電性
能，保證其使用的可靠性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)行爆炸焊接的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中獲得的銅鋁復(fù)合板的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二中銅包鋁棒的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三中銅鋁復(fù)合板開槽后的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例四中二次爆炸焊接后銅夾鋁復(fù)合板的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為本發(fā)明實(shí)施例四成型過程中銅夾鋁復(fù)合;tl的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7為本發(fā)明實(shí)施例四成型后銅包鋁排的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例一
該實(shí)施例的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，包括以下步驟l)爆炸 焊接如圖1所示，在基礎(chǔ)1上從下至上依次重疊放置作為基舉的鋁板2、 支撐環(huán)3、作為覆板的銅板4和炸藥5，然后引爆炸藥5，銅板4高速沖擊 鋁板2， 二者焊接為一體，獲得銅鋁復(fù)合板坯料6 (如圖2所示)；2)將銅 鋁復(fù)合板巻成管狀，銅層在外，焊好縱縫，然后壓制成型、進(jìn)行溫度為 350-45(TC，保溫時間為30-60min的去應(yīng)力退火、拋光，獲得銅包鋁排。
實(shí)施例二
該實(shí)施例的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，包括以下步驟l)爆炸 焊接在基礎(chǔ)1上從下至上依次重疊放置作為基板的鋁板2、支撐環(huán)3、作 為覆板的銅板4和炸藥5 (如圖l所示)，然后引爆炸藥5,銅板4高速沖 擊鋁板2， 二者焊接為一體，獲得銅鋁復(fù)合板坯料6 (如圖2所示)；2 )將 銅鋁復(fù)合板6巻成管狀，銅層4在外，焊好縱縫，然后澆注熔融的鋁7, 制成銅包鋁棒(如圖3所示)，然后壓制成型、進(jìn)行溫度為350-450°C,保 溫時間為30-60min的去應(yīng)力退火、拋光，獲得銅包鋁排。
實(shí)施例三
該實(shí)施例的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，包括以下步驟l)爆炸 焊接在基礎(chǔ)上從下至上依次重疊放置作為基板的銅板、支撐環(huán)、作為覆 板的鋁板和炸藥，然后引爆炸藥，鋁板高速沖擊銅板，二者焊接為一體， 獲得銅鋁復(fù)合板坯料；2 )在銅鋁復(fù)合板6的鋁層2的中線位置開槽(如圖 4所示)，然后對折壓制成型，銅層在外，焊好縱縫，然后進(jìn)行溫度為350-450 °C,保溫時間為30-60min的去應(yīng)力退火、拋光，獲得銅包鋁排。
實(shí)施例四該實(shí)施例的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，包括以下步驟l)爆炸 焊接在基礎(chǔ)上從下至上依次重疊放置作為基板的鋁板、支撐環(huán)、作為覆 板的銅板和炸藥，然后引爆炸藥，銅板高速沖擊鋁板，二者焊接為一體， 獲得銅鋁復(fù)合板坯料；2 ) 二次爆炸焊接將步驟1獲得的銅鋁復(fù)合板坯料 作為基板放置于基礎(chǔ)之上，其鋁層朝上，在鋁層上從下至上依次重疊放置 支撐環(huán)、銅板和炸藥，然后引爆炸藥，銅板高速沖擊基板，二者焊接為一 體，獲得銅夾鋁的復(fù)合板坯料8 (如圖5所示)；3)將銅夾鋁的復(fù)合板坯料 8中間的鋁層9兩端去掉一部分(如圖6所示)，再將兩端外側(cè)的銅層10 邊緣壓制對接成型，焊好縱縫，然后進(jìn)行溫度為350-450°C,保溫時間為 30-60min的去應(yīng)力退火、拋光，獲得銅包鋁排ll (如圖7所示)。
采用上述四種工藝制備的銅包鋁排，由于銅鋁層通過爆炸焊接為一體， 二者之間形成大面積的原子結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)了冶金結(jié)合，界面結(jié)合強(qiáng)度高， 產(chǎn)品力學(xué)性能和機(jī)械加工性能優(yōu)良，不會出現(xiàn)銅鋁分層現(xiàn)象，對機(jī)械加工設(shè) 備和工裝模具要求不高，而且可以很方便地調(diào)節(jié)銅層厚度，提高導(dǎo)電性能。
權(quán)利要求
1.一種高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，其特征在于包括以下步驟1)爆炸焊接在基礎(chǔ)上從下至上依次重疊放置基板、支撐環(huán)、覆板和炸藥，基板和覆板中一塊為銅板，則另一塊為鋁板，然后引爆炸藥，覆板高速沖擊基板，二者焊接為一體，獲得銅鋁復(fù)合板坯料；2)通過對銅鋁復(fù)合板坯料實(shí)施后續(xù)加工工序獲得銅包鋁排。
2. 如權(quán)利要求1所述的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，其特征在于所 述后續(xù)加工工序包括以下步驟將銅鋁復(fù)合板巻成管狀，銅層在外，焊好 縱縫，然后進(jìn)行壓制成型、去應(yīng)力退火、拋光。
3. 如權(quán)利要求1所述的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，其特征在于所 述后續(xù)加工工序包括以下步驟將銅鋁復(fù)合板巻成管狀，銅層在外，焊好 縱縫，然后澆注熔融的鋁，制成銅包鋁棒，再進(jìn)行壓制成型、去應(yīng)力退火、 拋光。
4. 如權(quán)利要求1所述的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，其特征在于所 述后續(xù)加工工序包括以下步驟在銅鋁復(fù)合板鋁層的中線位置開槽，然后 對折壓制成型，銅層在外，焊好縱縫，然后進(jìn)行去應(yīng)力退火、拋光。
5. 如權(quán)利要求1所述的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，其特征在于在 所述步驟1和步驟2之間還設(shè)有二次爆炸焊接工序，該工序包括將步驟 1中獲得的銅鋁復(fù)合板坯料作為基板放置于基礎(chǔ)之上，其鋁層朝上，在鋁 層上從下至上依次重疊放置支撐環(huán)、銅板和炸藥，然后引爆炸藥，銅板高 速沖擊基板，二者焊接為一體，獲得銅夾鋁的復(fù)合板坯料；所述后續(xù)加工 工序包括以下步驟將銅夾鋁的復(fù)合板坯料中間的鋁層兩端去掉一部分， 再將兩端外側(cè)的銅層邊緣壓制對接成型，焊好縱縫，然后進(jìn)行去應(yīng)力退火、拋光。
6.如權(quán)利要求2至5任一所述的高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，其特征在于所述去應(yīng)力退火工序的溫度為350-450°C, ^床溫時間為30-60min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高結(jié)合強(qiáng)度銅包鋁排的制造工藝，包括以下步驟1)爆炸焊接在基礎(chǔ)上從下至上依次重疊放置基板、支撐環(huán)、覆板和炸藥，基板和覆板中一塊為銅板，則另一塊為鋁板，然后引爆炸藥，覆板高速沖擊基板，二者焊接為一體，獲得銅鋁復(fù)合板坯料；2)通過對銅鋁復(fù)合板坯料實(shí)施后續(xù)加工工序獲得銅包鋁排。本發(fā)明能提高銅包鋁排的界面結(jié)合強(qiáng)度、銅層厚度和導(dǎo)電性能，保證其使用的可靠性。
文檔編號C21D1/30GK101537532SQ20091005910
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者王正森, 白建華, 秦建超, 陳志勇 申請人:宜賓北方鑫安復(fù)合材料有限公司