[發(fā)明專利]一種銅鋁銅雙面超薄復合帶材的兩步復合軋制方法

有效

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• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN102357526A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 王平;劉靜
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B37/16
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓芳

技術領域

本發(fā)明屬于金屬材料加工技術領域，具體涉及的是銅鋁復合帶材的軋制 方法。

背景技術

由于科學技術的迅速發(fā)展，現代工業(yè)對于金屬材料的性能要求越來越高， 對材料結構的改進要求也越來越強烈，單一金屬材料已經無法滿足這些需求， 于是，集不同材料的物理、化學、力學性能和價格差別于一體的新型復合材 料應運而生，這將更有效地利用材料的特性，并克服和彌補單一材料性能的 不足，從而獲得綜合性能更加優(yōu)異的新材料。因此開發(fā)和制備這些具備優(yōu)異 或特殊性能新材料的相關技術也就成了當代冶金材料領域科技人員的研究重 點，其中低成本、高性能的金屬復合材料的加工成型技術不僅受到工程技術 人員的重視，并且已經列入到國家重點支持的高新技術領域，今后必將從政 策和資金兩個方面給予扶持。

中國是一個貧銅富鋁的國家，中國電工行業(yè)中載流導體材料年消耗銅材 占全世界銅材消耗總量的近三分之一，因此銅材成為中國除了石油之外的另 一重要的戰(zhàn)略資源。自上世紀90年代以來，隨著有色金屬資源短缺加劇，銅 材價格大幅上漲，導致銅材生產企業(yè)及客戶的生產與使用成本大幅提高。因 此在保證原有銅材使用性能基礎上，開發(fā)新型材料替代傳統(tǒng)材料成為國內外 生產企業(yè)研發(fā)的熱點，采用替代性復合材料進而降低原料成本已經成為國內 外銅材生產與應用的一種發(fā)展趨勢。

金屬銅具有很好的導電性能和焊接性能，但資源稀缺，加工昂貴，金屬 鋁導電性好，價格相對低廉，但鋁的焊接、滅弧、耐磨以及導電、導熱性能 等都比銅的差，在很多場合以鋁材直接替代銅材是困難，以銅包鋁形成銅包 鋁的復合帶材，既可節(jié)省金屬銅的消耗，還能保持純銅材料所具有的延展性、 導電性、可焊性、耐蝕性等特點。加上我國鋁資源很豐富，鋁的價格低于銅， 其密度不到銅的1/3，這就意味著在重量相同的條件下，鋁材的長度是純銅材 的3倍。特別是在通訊領域，有線電視信號和移動通訊信號頻率較高，一般 在500-800MHZ，由于“趨膚效應”使高頻電流集中在導體的表面?zhèn)鬏敚斢眉? 銅進行信息傳輸時，中心部位的銅沒有起到主要傳輸信號的作用，所以用鋁 材來部分替代中間層的銅材是非常理想的方法，可以大大節(jié)省我國較為缺乏 并且價格昂貴的銅資源。實際上不止通信領域，以銅包鋁復合帶代替應用面 特別廣、需求量特別大的銅帶，在電力傳輸領域也將具有更廣泛的應用前景， 有望形成巨大的產業(yè)。開發(fā)適合工業(yè)規(guī)模生產的高效、低能耗復合技術，制 備銅包鋁復合帶新型材料，無疑將會給我國迅速發(fā)展的電子、電力、機械制 造等工業(yè)領域提供可供選擇的理想的新產品，產生顯著的經濟效益，而且對 于合理利用資源，保證國民經濟可持續(xù)發(fā)展具有重要的社會效益。所以此項 技術的開發(fā)己經成為國內外研究者努力的目標。

金屬復合材料的生產方法有很多種，大體可分為固-固相復合法和液-固相 復合法兩大類。固-固相復合法包括軋制復合、爆炸復合、擠壓-拉拔復合、焊 接法等，液-固相復合法包括充芯連鑄、雙結晶器連鑄等。而其中以軋制法應 用最為廣泛。

常規(guī)的復合軋制技術在三層復合帶的生產上采用一次復合技術，對于大 尺寸規(guī)格的復合帶生產，效果明顯，工藝穩(wěn)定，生產效率高。但是對于復合 帶厚度尺寸在0.15mm以下的超薄帶的復合，采用一次復合技術，效果不好， 表現為尺寸精度不高，三層復合帶的厚度比不易控制，生產效率低，廢品率 高等問題，因此該項技術應用的比較有限。

發(fā)明內容

針對現有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種銅/鋁/銅(簡稱銅鋁銅)三 層超薄復合帶的兩步復合軋制方法，該方法是一種高效的銅銅/鋁/銅三層超薄復 合帶的生產方法，在制備銅/鋁/銅雙面復合帶時，先進行銅/鋁單面復合帶的軋 制復合，銅帶、鋁帶的厚度比為1∶1，再進行銅/鋁單面復合帶的鋁面二次軋 制復合，得到銅/鋁/銅雙面復合帶，各層厚度比為銅∶鋁∶銅＝1∶2∶1。使用 利用此種方法制備的復合帶材，其銅帶材的用量可以節(jié)約50％。