本發(fā)明涉及金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高強(qiáng)度銅鋁界面合金復(fù)合母線的制備工藝。

背景技術(shù)：

銅包鋁復(fù)合母線排是一種新型雙金屬復(fù)合導(dǎo)體，具有導(dǎo)電性能好、密度低及價格便宜等優(yōu)點，能夠替代現(xiàn)有的純銅導(dǎo)電母線排，可廣泛用于建筑配電母線槽、高中頻加熱設(shè)備、各種控制柜和冶金化工領(lǐng)域的大型匯流排等?，F(xiàn)有銅包鋁生產(chǎn)方法中，如澆注法、水平連鑄法、擠壓法、靜液擠壓法、套管拉拔法、包覆焊接法和軋制壓接法，均難以制備斷面尺寸較大、包覆銅層厚度薄且均勻以及銅鋁結(jié)合界面達(dá)到完全冶金結(jié)合的高性能銅鋁復(fù)合母線排；但是，實際生產(chǎn)中，水平連鑄方法制備銅包鋁復(fù)合排，其成品銅層厚度偏大、并且很難避免銅層厚度均勻性差的缺點，同時也難以精確控制銅包鋁復(fù)合排產(chǎn)品界面處金屬間化合物的形成，因此上述限制都將對產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)良的使用性能產(chǎn)生不利影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度銅鋁界面合金復(fù)合母線的制備工藝以達(dá)到提高銅鋁結(jié)合強(qiáng)度和銅層厚度均勻性的目的，解決現(xiàn)有的銅層厚度偏大、并且銅層厚度均勻性差的問題。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案為：一種高強(qiáng)度銅鋁界面合金復(fù)合母線的制備工藝，其特征在于，所述的制備工藝包括以下步驟：

1)分別對銅管內(nèi)、外壁和鋁棒外表面進(jìn)行清洗、清刷處理；

2)采用鉆床在銅管的外壁上開設(shè)多個沿銅管軸向方向排布的微型孔，通過自動套管設(shè)備將鋁棒套入相應(yīng)規(guī)格的銅管內(nèi)形成銅包鋁管坯，再對銅管進(jìn)行在線制頭并對銅包鋁管坯進(jìn)行小變形量拉拔，制備外層銅管與內(nèi)部鋁芯棒緊密貼合的銅包鋁管坯；

3)采用連續(xù)通過式感應(yīng)加熱爐對銅包鋁管坯進(jìn)行高溫感應(yīng)加熱，加熱溫度為700℃～800℃，加熱時間為100s～200s，使鋁棒外表面形成半熔態(tài)/半固態(tài)的鋁融膜，鋁棒內(nèi)部和銅管仍保持固態(tài)；

4)對加熱后的銅包鋁管坯進(jìn)行單道次壓下率≥40％的熱鍛壓，使鋁融膜擴(kuò)散滲透到銅管中以及部分鋁融膜壓入至微型孔的內(nèi)部，形成銅鋁原子復(fù)合層；

5)對熱鍛壓后的銅包鋁管坯進(jìn)行保溫處理，隨后進(jìn)行單道次壓下率≥40％的軋制；

6)對軋制后的銅包鋁管坯進(jìn)行保溫處理，隨后再進(jìn)行多道次連續(xù)軋制，單道次軋制壓下率為20％～40％，總軋制壓下率為50％～80％；

7)對軋制完成的銅包鋁管坯的銅管外壁進(jìn)行打磨后，再進(jìn)行表面處理，以獲得成品。

采用本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1.采用本發(fā)明的制備工藝制成的銅包鋁復(fù)合母線排界面結(jié)合強(qiáng)度高、銅層厚度均勻性好，質(zhì)量穩(wěn)定，成品率高；且具有很高的生產(chǎn)自動化程度和生產(chǎn)效率。

具體實施方式

下面通過具體的實施例子對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本發(fā)明優(yōu)選實施例的高強(qiáng)度銅鋁界面合金復(fù)合母線的制備工藝，包括如下步驟：

1)分別對銅管內(nèi)、外壁和鋁棒外表面進(jìn)行清洗、清刷處理；通常是采用清刷機(jī)和清洗設(shè)備，分別對銅管內(nèi)、外壁進(jìn)行超聲清洗和鋁棒外表面進(jìn)行清刷處理，去除其表面的油污、臟物及氧化層等。

2)采用鉆床在銅管的外壁上開設(shè)多個沿銅管軸向方向排布的微型孔，具體而言：在銅管的外壁打孔，相鄰孔之間的間距相等且孔的直徑為1mm；通過自動套管設(shè)備將鋁棒套入相應(yīng)規(guī)格的銅管內(nèi)形成銅包鋁管坯，再對銅管進(jìn)行在線制頭并對銅包鋁管坯進(jìn)行小變形量拉拔，制備外層銅管與內(nèi)部鋁芯棒緊密貼合的銅包鋁管坯；具體而言：是在銅包鋁管坯較粗的端部軋制成細(xì)端部，該細(xì)端部能夠穿過拉拔機(jī)上的拉拔模具，并由拉拔夾具夾持牽引，使得銅包鋁管通過拉拔模具進(jìn)行拉拔，形成合適的外形尺寸，由此，制備外層銅管與內(nèi)部鋁芯棒緊密貼合的銅包鋁管坯。

3)采用連續(xù)通過式感應(yīng)加熱爐對銅包鋁管坯進(jìn)行高溫感應(yīng)加熱，加熱溫度為700℃～800℃，加熱時間為100s～200s，使鋁棒外表面形成半熔態(tài)/半固態(tài)的鋁融膜，鋁棒內(nèi)部和銅管仍保持固態(tài)；作為優(yōu)選的：保持在鋁熔點溫度750℃左右，通過外層銅管與內(nèi)層鋁棒的熱傳導(dǎo)作用使與銅管內(nèi)表面接觸的鋁棒外表熔融，使鋁棒外表面形成半熔態(tài)/半固態(tài)的鋁融膜，鋁棒內(nèi)部和銅管仍保持固態(tài)，實現(xiàn)銅鋁的冶金結(jié)合；如此，能有效控制銅鋁界面處金屬間化合物的產(chǎn)生，盡可能減少影響產(chǎn)品性能的脆性相數(shù)量。

4)對加熱后的銅包鋁管坯進(jìn)行單道次壓下率≥40％的熱鍛壓，使鋁融膜擴(kuò)散滲透到銅管中以及部分鋁融膜壓入至微型孔的內(nèi)部，形成銅鋁原子復(fù)合層；通常的壓下率為50％左右，如此，可使鋁融膜擴(kuò)散滲透到銅管中，形成銅鋁原子復(fù)合層，可以降低后續(xù)加工對軋機(jī)設(shè)備的性能要求，提高了生產(chǎn)大規(guī)格銅包鋁復(fù)合母線排的生產(chǎn)能力，且部分熔融的鋁融膜會滲入到微型孔的內(nèi)部，從而增加鋁棒與銅管之間的連接強(qiáng)度。

5)對熱鍛壓后的銅包鋁管坯進(jìn)行保溫處理，隨后進(jìn)行單道次壓下率≥40％的軋制；銅包鋁管坯熱鍛壓前進(jìn)行溫度為400℃～600℃的保溫處理，可使銅包鋁管坯均熱并促進(jìn)銅鋁原子擴(kuò)散；而后進(jìn)行的熱鍛壓可以得到高強(qiáng)度的銅鋁原子復(fù)合層。

6)對軋制后的銅包鋁管坯進(jìn)行保溫處理，隨后再進(jìn)行多道次連續(xù)軋制，單道次軋制壓下率為20％～40％，總軋制壓下率為50％～80％；例如采用單道次軋制壓下率為20％的方式，連續(xù)對銅包鋁管坯軋制3次，總軋制壓下率為60％以上，軋制方式優(yōu)選采用平軋、立軋串聯(lián)，從而達(dá)到以原子擴(kuò)散為主的高強(qiáng)度、高韌性的銅鋁原子結(jié)合的目的，以強(qiáng)化銅鋁原子復(fù)合層的強(qiáng)度。

7)對軋制完成的銅包鋁管坯的銅管外壁進(jìn)行打磨后，以消除位于銅管上多余的鋁融膜固化物，再進(jìn)行表面處理，包括表面化學(xué)亮化處理、鈍化處理，以獲得成品。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。