[發(fā)明專(zhuān)利]匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710119251.1
• 申請(qǐng)日: 2007-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101130204A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張堅(jiān)華;黃吉祥;吳孝華;趙守謙;楊茂生;周章通;張建峰;李勝利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京華北華銅電氣有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22D7/02
• 分類(lèi)號(hào): B22D7/02
• 代理公司: 北京中海智圣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 曾永珠;巢瑞玨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種匯流排鑄錠的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備，具體地說(shuō)，涉及一種由銅、鋁雙金屬?gòu)?fù)合制備匯流排鑄錠的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。

背景技術(shù)

電工匯流排普遍采用銅材制成，我國(guó)對(duì)匯流排的需求量較大，但我國(guó)是一個(gè)貧銅國(guó)家，大量的銅需求導(dǎo)致銅材價(jià)格連年飆升，從2003年每噸1.4萬(wàn)元上漲至如今的每噸7萬(wàn)元，這給匯流排生產(chǎn)及使用企業(yè)造成了很大的壓力。開(kāi)發(fā)銅匯流排的替代品，降低匯流排的生產(chǎn)成本已成為當(dāng)務(wù)之急。

鋁也是優(yōu)良的導(dǎo)電材料，且我國(guó)的鋁資源相當(dāng)豐富，但鋁材在空氣中極易氧化，影響結(jié)合面的導(dǎo)電性能，因此如何利用銅、鋁材料的各自?xún)?yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)銅鋁復(fù)合材料匯流排引起了眾多研究者的廣泛關(guān)注，其中銅鋁的復(fù)合方法是研究的難點(diǎn)。目前已有采用包覆焊接法進(jìn)行銅鋁復(fù)合，將清洗過(guò)的銅帶包覆在處理過(guò)的鋁排上，再用氬弧焊焊接，然后進(jìn)行軋制和熱處理。還有采用軋制壓接法進(jìn)行銅鋁復(fù)合，即在鋁排的兩寬面通過(guò)機(jī)械壓力將銅帶壓上去。這些復(fù)合方法均使銅鋁在固相結(jié)合，復(fù)合時(shí)界面可能會(huì)受到微量水氣、雜質(zhì)等的污染，具界面的結(jié)合強(qiáng)度較低，匯流排在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)容易產(chǎn)生分層，影響產(chǎn)品載流量，且廢品率高，生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種由銅、鋁雙金屬?gòu)?fù)合制備匯流排鑄錠的生產(chǎn)工藝，能使銅鋁兩種材料在真空、無(wú)污染、半固態(tài)下進(jìn)行復(fù)合，從而保證了銅鋁界面達(dá)到冶金結(jié)合的效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，包括下述步驟：

(1)將銅、鋁兩種金屬分別熔化后進(jìn)行保溫；

(2)通過(guò)連續(xù)拉錠使銅熔液凝固結(jié)晶成環(huán)形的外殼；

(3)將鋁熔液導(dǎo)入上述環(huán)形外殼內(nèi)凝固結(jié)晶，使鋁與銅結(jié)合成銅鋁復(fù)合錠。

所述銅金屬熔化后進(jìn)行保溫的溫度為1100～1200℃；所述鋁金屬熔化后進(jìn)行保溫的溫度為700～800℃；連續(xù)拉錠的拉錠速度為4～5mm/s；所述環(huán)形的外殼可以為圓環(huán)形、橢圓環(huán)形或者方環(huán)形；所述銅熔液凝固結(jié)晶的溫度低于1080℃；所述鋁熔液凝固結(jié)晶的溫度低于650℃。

本發(fā)明還提供了一種銅鋁匯流排生產(chǎn)設(shè)備，以完成上述生產(chǎn)工藝。該生產(chǎn)設(shè)備包括牽引機(jī)、冷卻器，其特征在于：還包括鋁保溫爐、銅保溫爐、導(dǎo)流—復(fù)合器；所述導(dǎo)流—復(fù)合器置于兩個(gè)保溫爐的熔池底部，包括鋁液入口、銅液入口、鋁液導(dǎo)流管、銅液導(dǎo)流管、復(fù)合腔，所述銅液導(dǎo)流管環(huán)繞于鋁液導(dǎo)流管的外圍，所述復(fù)合腔位于導(dǎo)流—復(fù)合器的熔液流出端。

所述導(dǎo)流—復(fù)合器可以采用石墨材料制成。所述導(dǎo)流—復(fù)合器與保溫爐之間可以采用法蘭連接。

本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程短，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)設(shè)備投資小，適用于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。所生產(chǎn)的復(fù)合錠的銅鋁界面可達(dá)到冶金結(jié)合的效果，從而使軋制后的匯流排具有導(dǎo)電性好，抗腐蝕、抗氧化能力強(qiáng)，重量輕，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)設(shè)備示意圖；

圖2為圖1中導(dǎo)流—復(fù)合器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

圖1所示為本發(fā)明匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)設(shè)備，包括鋁保溫爐1、銅保溫爐2、導(dǎo)流—復(fù)合器3、牽引機(jī)4(圖中只示意出牽引機(jī)的引錠頭)、冷卻器5。由圖1中可見(jiàn)，導(dǎo)流—復(fù)合器3位于兩個(gè)保溫爐的熔池底部，保溫爐內(nèi)分別設(shè)有鋁液入口塞棒6和銅液入口塞棒7以控制熔液流入導(dǎo)流—復(fù)合器3內(nèi)。

圖2所示為導(dǎo)流—復(fù)合器3的結(jié)構(gòu)示意圖，包括鋁液入口8、鋁液導(dǎo)流管9、銅液入口10、銅液導(dǎo)流管11、復(fù)合腔12。

實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，分別將熔化后的鋁和銅注入鋁保溫爐1和銅保溫爐2，溫度分別設(shè)定在700～800℃和1100～1200℃。首先拉動(dòng)銅液入口塞棒7，使銅液由銅液入口10流入銅液導(dǎo)流管11。牽引機(jī)4的引錠頭此時(shí)位于復(fù)合腔12內(nèi)，引錠頭的頂部有兩個(gè)鍥形槽，當(dāng)銅液流入鍥形槽內(nèi)，以4～5mm/s的速度連續(xù)拉錠，并啟動(dòng)冷卻器5，使銅液順著復(fù)合腔12的內(nèi)壁凝固結(jié)晶成環(huán)形的外殼。當(dāng)銅液溫度降至700℃以下時(shí)，拉動(dòng)鋁液入口塞棒6，使鋁液由鋁液入口8流入鋁液導(dǎo)流管9中，鋁液順著導(dǎo)流管流入已形成的銅外殼內(nèi)，在冷卻器5的作用下凝固結(jié)晶，與銅結(jié)合成環(huán)形的銅鋁復(fù)合錠。