[發明專利]一種金屬復合導電件的制備方法

有效

• 申請號: 201610475537.2
• 申請日: 2016-06-26
• 公開（公告）號: CN105957648B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 劉凱;王小軍;王文斌;李剛;徐潤生;師曉云;孫君鵬;楊平
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙)52110
• 代理人: 管寶偉

技術領域

本發明涉及包芯線生產領域，具體涉及一種金屬復合導電件的制備方法。

背景技術

隨著高電壓等級輸電技術的日趨成熟，電力開關技術也在不斷的發展及更新。中高壓領域用真空、SF6斷路器等逐漸向小型化、智能化方向研究和發展。特別是在12kV及以上等級的電力開關中，為了保證較低的電阻熱及導電安全性，均使用較大的純銅導電件，如上下出線、開關柜連接件等。由于電流趨膚效應，電流主要在銅導電件表層集中傳輸，內部電流密度很小，因此以純銅作為導電件的電氣連接件，不但價格昂貴，而且對材料形成了浪費。

現在市場上的導電件多以銅包鋁或銅包合金線為主，公開號為CN102303220A的發明專利公開了一種銅包鋁排的生產方法其生產步驟為：A、將銅帶、鋁排進行表面去氧化層處理；B、然后，將銅帶、鋁排送入包覆機成型焊接，然后用冷軋機軋制收緊，然后根據所需尺寸鋸切；C、將斷好的銅包鋁排料連續送入中頻加熱爐內預加熱60-150秒，使其溫度調整到300-600℃；D、然后將銅包鋁排料送入連續加熱爐，加熱溫度為300-620℃，加熱時間為90分鐘-120分鐘；E、然后將銅包鋁排料通過輥道運行送入熱軋機精軋、冷卻；F、將軋制好的銅包鋁排料進行拉拔定型后，根據工藝定尺鋸切；G、將定尺好的銅包鋁排料放入真空退火爐中進行光亮退火后，得到成品，退火溫度為400-600℃，退火時間為6-12小時；H、將成品放入自動包裝線上包裝入庫。目前制作銅包鋁線材的方法以上述方式或類似于上述方式為主流，然而，上述方式不但工藝過程復雜，而且所制作的銅包鋁線材的精度低，還需要采用縮徑裝置對制得的線材進行縮徑處理才能符合使用要求。另外，上述工藝適合于規則形狀產品的生產，而對異形結構的產品制作則形成局限。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種制作過程簡單且精度高的金屬復合導電件的制備方法。

解決上述技術問題的技術方案如下：

一種金屬復合導電件的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將第一金屬錠通過熱擠壓得到第一金屬棒，將第二金屬錠通過熱擠壓得第二金屬棒；

步驟2，將擠壓好的第一金屬棒通過冷拉拔得到第一金屬絲，將擠壓好的第二金屬棒通過冷拉拔得第二金屬絲；

步驟3，采用電子束送絲3D打印設備，將第一金屬絲和第二金屬絲送入到該電子束送絲3D打印設備中進行打印，初步得到金屬復合導電件；

步驟4，將初步得到的金屬復合導電件進行熱處理，得到合格的金屬復合導電件。

優選地，步驟2完成后，將得到的第一金屬絲和第二金屬絲分別進行去應力處理后，再進入步驟3。

優選地，所述第一金屬絲去應力處理是在500-550℃中保溫1-3h的條件下進行的；第二金屬絲去應力處理是在700-900℃中保溫1-2h的條件下進行的。

優選地，第一金屬錠為鋁錠，第二金屬錠為銅錠。

優選地，步驟2中，第一金屬棒、第二金屬棒的冷拉拔是通過多道冷拉拔至直徑為0.1—3mm，每次拉拔變形量不超過80％。

優選地，步驟3中，在采用電子束送絲3D打印設備送絲之前，通過電腦計算打印的金屬復合導電件的電流密度分布曲線，設計內芯第一金屬層厚度及外包第二金屬層厚度。

優選地，步驟3中，3D打印設備內的熔區溫度為1100-1400℃。

步驟3所述的電子束送絲3D打印設備的打印工作溫度為500-600℃，電子束斑點在0.1-0.5mm之間。

優選地，第一金屬絲的送絲直徑為0.1—3mm，第二金屬絲的送絲直徑為0.1—3mm。

優選地，步驟3中，鋁絲的送絲速度為3-15Kg/h，銅絲的送絲速度為5-30kg/h。

優選地，步驟4所述熱處理的過程是在400-450℃中保溫4-5h，然后降溫至150-200℃保溫2-4h。

本發明基于電流的趨膚現象，使用3D打印技術制備出一種銅處于導電件外層，鋁處于內層的復合導電件。使電流主要通過表面銅層傳輸，內部鋁層少部分導電及結構作用，大大降低了產品的生產成本及導電件重量，同時制備出結構復雜的異形件。

本發明的優點如下：

1.3D打印過程在500-600℃工作環境中進行，可以使銅、鋁有效的結合在一起，防止裂紋的產生；

2.3D打印技術可生產任意復雜形狀的銅鋁復合導電件，形狀不受產品制備工藝局限；

3.使用鋁代替導電件中心的銅材，減少銅的使用，降低了生產成本；

4.使用鋁代替銅有效的降低導電件的重量，提高了斷路器的開斷可靠性。