[發明專利]一種制造金屬復合材料的方法及用該方法制得的材料

無效

• 申請號: 201110185580.2
• 申請日: 2011-07-04
• 公開（公告）號: CN102254634A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 鄭光樂
• 申請（專利權）人: 珠海光樂電力母線槽有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;B22D19/08;H01B1/02
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 戴建波

技術領域

本發明涉及一種用于電力輸送的金屬復合材料的制造方法，更具體地講，本發明涉及一種銅包鎂合金的復合材料的制造方法；另外本發明還涉及使用該方法制得的材料。

背景技術

銅是與人類關系非常密切的有色金屬，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域。隨著社會的發展，各領域的用銅量越來越大。由于銅不可再生，因而近年來銅的價格節節攀升。

電力輸送中需要大量消耗高導電性的銅，主要用于動力電線電纜、匯流排、變壓器、開關、接插元件和聯接器等。目前，為代替純銅線，解決銅資源緊缺、成本高的缺陷，“多金屬復合線材”技術不斷發展，尤其是關于銅包鋁、銅包鋼、銅包鋁鎂合金、銅包鐵合金、鋼包鋼等技術的相關介紹也很多。

例如，中國專利申請200910033944.8公開了一種鋁排和銅帶結合緊密的大截面導電銅包鋁排，其包括鋁排，鋁排的外面包覆有銅帶，銅帶包覆后形成的合縫通過焊接形成焊縫，鋁排與銅帶之間設置有5～20微米的銅鋁合金過渡層。該技術方案的缺點在于：1、銅和鋁容易電化腐蝕；2、銅與鋁的熱脹冷縮系數相差較大，二者不均勻收縮易導致剝離；3、鋁的強度小、力學性能差，導致銅包鋁材料的強度小、力學性能差；4、銅包鋁材料的比重大。

中國專利200510040343.1公開了一種銅包鋁鎂合金絲及其制備方法，其在鋁鎂合金芯表面同心地包覆銅層，銅層和鋁鎂合金芯冶金結合，鋁鎂合金芯的鋁鎂合金含量達99.6％以上，鎂含量為0.7～4.5％。其制備方法為：a.圓整；b.清洗；c.打毛；d.包覆焊接；e.拉拔結合；f.拉拔縮徑；g.成品組合。

中國專利200610037712.6公開了一種銅包超導鋁合金線，其在鋁鎂稀土合金芯表面同心地包覆有銅層，鋁鎂稀土合金芯中鎂占的重量百分比為1-3％，稀土占的重量百分比為0.3％-0.6％，其余為鋁。

中國專利200610081411.3公開了一種銅包鋁鎂硅合金線及其制備方法。在鋁鎂硅合金芯線表面同心包覆一薄層工業銅層，通過塑性變形，銅層與鋁鎂硅合金芯線冶金結合，形成雙金屬線材；在所鋁鎂硅合金芯線中，鋁鎂硅含量之和達99.5％以上，其中，鎂含量為0.35～2.8％，硅含量為0.1～0.8％，其制備方法通過整徑、表面清理、縱向包覆焊接、多道次拉拔和熱處理制得銅包鋁鎂硅合金線。

中國專利申請200710158056.X公開了一種細線、微細線多金屬復合線材及其制造方法，細線、微細線多金屬復合線材由芯體和包覆層組成，芯體為碳鋼、鋁、鋁鎂合金或鐵合金線材，包覆層為不銹鋼帶或銅帶，芯體和包覆層的界面通過冶金結合，其中包覆層截面厚度為0.000975～0.1014MM，且包覆層的重量占多金屬復合線材總重量的23.5～39.3％，同時還公開了一種增加了淬火處理的制造方法。

中國專利200710195684.5公開了一種銅包稀土鋁鎂合金導線，該導線由稀土鋁鎂合金芯線與包覆在芯線上的銅層組成，銅層與稀土鋁鎂合金芯線之間是冶金結合，銅包稀土鋁鎂合金導線的直徑是0.02-5.25mm，銅層的體積是該銅包稀土鋁鎂合金導線的8-15％，銅層的重量是該銅包稀土鋁鎂合金導線的28-38.5％。

上述技術方案中，芯體的成分主要為鋁，鎂的含量很低，因而所制得的材料強度低、力學性能差、比重大、銅鋁發生電化腐蝕的缺點沒有得到實質性的改變。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種制造用于電力輸送的金屬復合材料的方法，用該方法制得的材料具有良好的導電性，包覆層與內芯之間不會發生電化腐蝕，且強度高、力學性能好、重量輕。

為了實現上述目的，本發明提供了一種制造用于電力輸送的銅包鎂合金的復合材料的方法，其包括如下步驟：

①將鎂合金材料置入擠壓設備；

②將銅熔煉成銅水；

③將步驟②中得到的銅水澆注到步驟①中的擠壓設備內的鎂合金材料上，得到銅包鎂合金的復合材料；

④利用擠壓設備將步驟③中的銅包鎂合金復合材料擠壓成型材或異型材。

本發明中所稱的鎂合金指以鎂為基加入其它合金元素組成的合金，其中鎂的含量占90％以上；這里的合金元素主要包括銅、硅、鈦，另外還可包括鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。通過將銅水澆注到鎂合金材料上，在鎂合金材料之外包覆了銅包覆層，保證了材料的導電性。同時與鋁及鋁合金相比，鎂合金的強度高、重量輕。因而，本發明的銅包鎂合金復合材料不僅具有導電性、強度更高、重量更輕，而且，銅包覆層與鎂合金的內芯之間不會發生電化腐蝕。