[發明專利]銅包鋁排連續擠壓生產工藝及其生產設備

有效

• 申請號: 201310419638.4
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104439904A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 王學平;王強
• 申請（專利權）人: 王學平;上海必達意線材設備有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23P23/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 郭玲

技術領域

本發明涉及銅包鋁排的制造領域，特別是涉及一種銅包鋁排連續擠壓生產工藝及其生產設備。

背景技術

我國“863計劃”將“高性能銅包鋁復合導體材料短流程高效制備加工課題的研究”列入目標導向類重點課題。銅包鋁排是一種以鋁為基體，外層包覆銅的雙金屬，它將鋁的高質量導電性能、低成本能源與銅的高化學穩定性、較低的接觸電阻復合為一體的新型導體材料，其將具有優良電氣性能的銅包覆在低密度的鋁上，以形成銅包鋁復合材料，其在保持優良性能的同時又有效降低成本。

銅包鋁排復合導體材料具有以下優點：1、良好的導電性：銅、鋁積比為25%以上的銅包鋁排的交流載流量是純銅的95%左右；2、重量輕、成本低：其重量只有純銅排的40%左右，其成本僅為純銅排的50%左右；3、良好的力學性能：其具有良好的抗拉強度、可彎曲曲性和延伸率；4、牢固的銅鋁間結合：兩種不同金屬材料之間在各種環境溫度中達到永久性的原子晶間結合，并且銅層分布均勻，不存在任何物理缺陷；5、在銅層表面鍍錫、鍍鋅、鍍銀，能保證其抗腐蝕性，表面性能和銅排完全一樣；6、最佳的選擇性：節省銅材，極大降低生產配套設備，綠色環保，無任何污染；7、良好的金屬加工性能：容易彎曲，較銅具有更少的回彈特性，在90°折彎時不起泡，不龜裂，易鉆孔、沖孔、切削，可加工成各種異形母排，滿足銅排加工、使用的操作要求；8、載流能力強，動熱穩定性高，防護等級強，安裝靈活，分配電能方便，使用壽命長。所以，銅包鋁排是一種用于代替純銅排、純鋁排的新型材料，其在電線電纜中有著廣泛的應用，如用于各類母線槽、配電柜、開關柜、馬達控制中心、母線室、變壓器等電力設備中。

目前，銅包鋁排的制造工藝主要有四種：包覆焊接法；靜夜擠壓法；軋制復合法；充芯連鑄法。但是，所有的銅包鋁排制造工藝都必須分兩個階段才能完成：首先是先制造短坯，然后再對短坯經行拉伸、加熱、軋制，切頭斷尾后再切割成定尺母排。故上述工藝必然導致需要兩部分的制造設備，其投資成本顯而易見的高，且在兩個階段的制造過程中，還不可避免地投入輔助設備（用于去除油污、氧化層、清洗等）、重復使用能源（即重復加熱）、工藝過程能源損耗（去除油污、氧化層、清洗等）、以及產生工藝廢料（斷頭和拉伸工藝搭子等）。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種成本低且能源消耗少的銅包鋁排連續擠壓生產工藝。

為實現上述目的，本發明提供一種銅包鋁排連續擠壓生產工藝，依次包括以下步驟：

1)、將鋁原材送入連續擠壓機中，連續擠壓機的出料口處連續擠壓出鋁材；

2)、用銅帶包覆所述鋁材，并將銅帶與鋁材焊接，得到銅包鋁坯材；

3)、軋制所述銅包鋁坯材，得到銅包鋁型材。

優選地，所述步驟2)中，銅帶包覆鋁材的步驟在一封閉箱體中完成，且該封閉箱體中充滿有氮氣。

優選地，所述步驟3)中，銅包鋁坯材在軋制時的溫度為200～250℃。

如上所述，本發明涉及的銅包鋁排連續擠壓生產工藝，具有以下有益效果：

該生產工藝能長流程連續生產銅包鋁型材，顛覆了目前銅包鋁復合材料短流程制備加工的概念，且整個生產工藝步驟大大簡化，從而減少生產設備的投入量和重復投入量，有效降低生產成本。

本發明的另一目的在于提供一種設備投入成本低且生產效率高的銅包鋁排連續擠壓生產設備。

為實現上述目的，本發明提供一種銅包鋁排連續擠壓生產設備，依次包括連續擠壓機、焊接裝置和軋制機組。

進一步地，還包括一用于纏繞扁平狀銅帶的放線機，所述連續擠壓機固定在一支撐座上，且連續擠壓機與支撐座之間設有一容銅帶通過的空腔，所述連續擠壓機和焊接裝置之間還設有一卷曲裝置。

優選地，所述卷曲裝置包括多個沿銅帶移動方向分布的卷曲導輪，所述卷曲導輪的圓周面上設有容銅帶通過的卷曲環形槽，且多個卷曲導輪的軸線與銅帶之間的垂直距離D逐漸減小。

進一步地，所述連續擠壓機和焊接裝置之間設有一封閉箱體，所述卷曲裝置位于封閉箱體中，所述封閉箱體上設有第一進口、第二進口和出口，所述封閉箱體的第一進口與連續擠壓機的出料口相連通且相抵靠，所述封閉箱體上還開設有一進氣口，該進氣口與一氮氣供應裝置相連接。

優選地，所述封閉箱體內設有電加熱器。

進一步地，所述連續擠壓機與軋制機組之間設有一支座，所述支座上設有多組沿銅包鋁坯材移動方向分布的支撐導件，每組支撐導件包括兩個相對設置的支撐導輪，所述支撐導輪的外周面上設有環形槽，兩個相對設置的支撐導輪的環形槽之間形成一容銅包鋁坯材通過的通道。