一种爆炸加轧制制造全包铜铝复合排的方法

摘要

爆炸加轧制全包铜铝复合排的制备方法，制备步骤是：1）爆炸焊接：选用铜层的厚度在0.5～10mm，铝基材的厚度在3～100mm；纯铜板与铝板结合的表面亦打磨处理进行二次爆炸焊接纯铜板得到坯料；2）轧制切断，将爆炸制成的双面半成品进行连续轧制，每道轧制时轧机均安装上下边缘均有凸缘的方孔孔型轧辊进行轧制，直到切断坯料；3）然后进行退火，低温退火温度为200-350℃，0.5-2小时，炉内温度均匀；4）然后进行轧制成型、拉拔：轧制全包坯料，轧制3-6道次至母线排；进行低温退火，温度200-350℃，时间0.5-2小时，最后拉拔抛光。

权利要求

1.爆炸加轧制全包铜铝复合排的制备方法，其特征是制备步骤是：

1）爆炸焊接

选用纯铜板的厚度在0.5～10mm，铝基材即铝板的厚度在3～100mm；首先在夯实基础上水平放置表面打磨处理后的铝板，打磨面朝上并放置0.12mm～0.15mm厚的纯铜板制作而成的V字形支撑片，V字形支撑片均匀摆放在铝板与纯铜板之间控制二板间隙为2-4mm，纯铜板与铝板结合的表面亦打磨处理，纯铜板放在V字形支撑片上，纯铜板最上方铺上膨化硝铵炸药，由边角起爆制成半成品；对半成品校平处理后对铝板另一面进行第二次爆炸焊接纯铜板得到坯料；对坯料进行校平处理；制成双面复合板半成品进入下道工序；

2）轧制切断

将爆炸制成的双面复合板半成品进行连续轧制，每道轧制时轧机均安装上下边缘均有凸缘的方孔孔型轧辊进行轧制，上下边缘的凸缘在一条直线上，其中双面复合板在方孔内部分不受轧压；越后道的轧辊形状的凸缘愈加凸出，直到轧辊形状的凸缘至双面复合板的一半厚度时切断双面复合板坯料；再对切断处焊接或者做切断处镀铜处理使纯铜板的铜粘接；

3）然后进行退火：进行低温退火、温度为200-350℃，0.5-2小时，炉内温度均匀；

4）然后进行轧制成型、拉拔：轧制全包坯料，轧制3-6道次至母线排形状，拉拔抛光。

2.根据权利要求1所述的全包铜铝复合排的制备方法，其特征是选用20～50mm厚的铝板，纯铜板的厚度3-5mm。

3.根据权利要求1所述的全包铜铝复合排的制备方法，其特征是双面复合板半成品轧制至切断时经5-10道轧制，每道轧制的轧辊辊形均不同。

4.根据权利要求1所述的全包铜铝复合排的制备方法，其特征是在轧制成型时轧速为

10m/min，轧制3-6道次，每次截面变形量不大于20%。

说明书

一种爆炸加轧制制造全包铜铝复合排的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种生产铜铝复合排的方法，是结合爆炸与轧制两种生产手段制作铜铝复合排的工艺方法，属于金属复合材料制造领域。

背景技术

[0002] 铜铝复合排是铝排两个面上复合铜层的新型双金属复合导体材料，其特性介于铜铝之间，结合了铜的优良导电性和铝的重量轻的优点。电气设备对汇流排的要求主要是它的载流量和在发生短路故障时，铜铝复合排贴合强度高，能满足动热稳定的要求，也就是说它的电气性能和机械性能能够满足电气设备，而且密度小，能够大大的降低成本。

[0003] 现在市场上的铜铝复合排有全包和半包两种，半包铝复合排显然在性能和使用范围上远不如全包产品。如图1所示全包铜铝复合排，显然全包铜铝复合排比半包铜铝复合排的性能和使用范围上都要好很多。本发明特提出一种全包铜铝复合排生产方法。

发明内容

[0004] 本发明目的是：提出一种爆炸加轧制制造全包复合排的方法，对铜铝坯料爆炸和后道加工，生产出来全包的复合排，并具有贴合率98%以上、结合强度高、铜层厚度可控和导电性能好等特点。

[0005] 生产主要方式为先用爆炸焊接的方法生产出铜铝双金属坯料，再对坯料进行成型、焊接及拉拔等后续加工。

[0006] 本发明的技术方案是：爆炸加轧制全包铜铝复合排的制备方法，制备步骤是：

[0007] 1）爆炸焊接

[0008] 选用铜层的厚度在0.5～10mm，铝基材的厚度在3～100mm； 爆炸焊接：首先在夯实基础上水平放置表面打磨处理后的铝板，打磨面朝上并放置0.12mm～0.15mm厚的纯铜板制作成V字形支撑片，均匀摆放在铝基板与纯铜板之间控制二板间隙为2-4mm，纯铜板与铝板结合的表面亦打磨处理，纯铜板放在支撑片上，纯铜板最上方铺上膨化硝铵炸药，由边角起爆制成半成品；对半成品校平处理后对另一面进行第二次爆炸焊接纯铜板得到坯料；对坯料进行校平处理；制成双面复合板半成品进入下道工序；

[0009] 2）轧制切断、退火

[0010] 将爆炸制成的双面半成品进行连续轧制，每道轧制时轧机均安装上下边缘均有凸缘的方孔孔型轧辊进行轧制，上下边缘的凸缘在一条直线上，其中双面复合板在方孔内部分不受轧压；愈后道的轧制辊形的凸缘愈加凸出，直到辊形的凸缘至双面复合板的一半厚度切断坯料；双面铜铝半成品逐步成型（成型过程如图2所示）直至切断，再对切断处焊接或者做镀铜处理使铜面板铜粘接。尤其是5-10道，每道轧制的轧辊辊形均不同（上下边缘的凸缘愈加咬合）。

[0011] 进行低温退火温度为200- 350℃，0.5-2小时，要求炉内温度均匀。

[0012] 3）然后进行轧制成型、拉拔：轧制全包坯料，轧速为10m/min，轧制3-6道次，最好是每次变形量不大于20%；如最终厚度为8mm，同板差小于0.1mm；进行校平，剪裁为80mm宽的母线排；进行低温退火，200- 350℃，0.5-2小时；最后拉拔抛光。

[0013] 可得到各种规格的双面铜层，如厚度为0.38mm左右，总厚度8mm左右的成品铜铝复合排。

[0014] 爆炸态的单面或双面半成品可通过轧机，轧制到要求的尺寸后进入下道工序。

[0015] 爆炸加轧制制造全包铜铝复合排的方法铜板和铝板的爆炸加轧制的复合排，铜层的厚度3-5mm、20～50mm厚的铝基材。

[0016] 本发明有益效果是：全包铜铝复合排比半包铜铝复合排的性能和使用范围上好的多。用本发明方法制备的铜铝复合排，铜和铝双金属属于冶金结合，剪切强度τb ≥90Mpa，贴合率为98％，完全能进行弯曲和钻孔等加工，而且工艺简单，生产效率高。

附图说明

[0017] 图1 全包铜铝复合排截面图。

[0018] 图2 复合排成型流程截面变化图即轧制切断流程。

[0019] 具体实施方式

[0020] 下面具体说明本发明的实施方式。

[0021] 1、首先在夯实基础上水平放置表面打磨处理后的铝板1厚度为20mm，打磨面朝上并放置0.12mm厚的纯铜板2制作成V字形支撑片，均匀摆放在基覆板之间控制基覆板间隙为3mm，再将1.0mm厚的纯铜板放在支撑片上，最上方铺上膨化硝铵炸药，炸药用量为10～2
15 kg/m，爆速为1800～2000 m/s，边角起爆制成单面复合半成品。再对半成品校平处理后对另一面进行二次爆炸焊接，将半成品铝面打磨后朝上，自下而上放置支撑片、铜覆板、炸药，然后边角起爆，参数同上，获得双面铜铝复合半成品；然后双面半成品进行安装不同辊形的孔型轧机进连续轧制；轧制成型：将轧制或直接爆炸制成的双面半成品进行轧制，油压机配备不同的成型模具，使双面铜铝半成品逐步成型（成型过程如图2 所示,a-d四步上下边缘的凸缘愈加咬合）直至切断，再对切断处焊接3或者做镀铜处理。然后进行退火、然后进行低温退火温度为200～350℃，要求炉内温度均匀，采用铜铝拉拔模具制成10×120mm成品铜铝复合排。

[0022] 进行低温退火温度为200、300或350℃，0.5-2小时，要求炉内温度均匀。

[0023] 然后轧制坯料，轧速为10m/min，轧制5道次，最终厚度为8mm，同板差小于0.1mm；进行校平，剪裁为80mm宽的母线排；进行低温退火，温度350℃，时间1.5h；最后拉拔成型、抛光。得到双面铜层厚度为0.38mm，总厚度8mm的成品铜铝复合排。

[0024] 2、在夯实基础上水平放置表面打磨处理后的铝板厚度为30mm，打磨面朝上并放置0.12mm厚的纯铜板1制作成V字形支撑片，均匀摆放在基覆板之间控制基覆板间隙为3.5mm，再将1.5,mm厚的纯铜板放在支撑片上，最上方铺上膨化硝铵炸药，药高为15mm，边角起爆制成半成品。再对半成品校平处理后对另一面进行二次爆炸焊接，将半成品铝面打磨后朝上，自下而上放置支撑片、铜覆板、炸药，然后边角起爆，参数同上，获得半包铜铝复合坯料；然后轧制坯料，每道轧制时轧机均安装上下边缘均有凸缘的方孔孔型轧辊进行轧制，上下边缘的凸缘在一条直线上，其中双面复合板在方孔内部分不受轧压；共通过六道轧制，直到辊形的凸缘至双面复合板的一半厚度；双面铜铝半成品切断，再对切断处焊接得全包坯料。再进行退火，退火温度为300℃半小时，对全包坯料轧速为10m/min，轧制6道次，最终厚度为10mm，同板差小于0.1mm；进行校平，剪裁为120mm宽的母线排；进行低温退火，温度350℃，时间1h；最后拉拔成型、抛光。最后得到双面铜层厚度为0.5mm，总厚度10mm的成品铜铝复合排。

[0025] 3、在夯实基础上水平放置表面打磨处理后的铝板厚度为40mm，打磨面朝上并放置0.12mm厚的纯铜板制作成V字形支撑片，均匀摆放在基覆板之间控制基覆板间隙为2.5mm，再将2.0mm厚的纯铜板放在支撑片上，最上方铺上膨化硝铵炸药，药高为18mm，边角起爆制成半成品。再对半成品校平处理后对另一面进行二次爆炸焊接，将半成品铝面打磨后朝上，自下而上放置支撑片、铜覆板、炸药，然后边角起爆，参数同上，获得半包铜铝复合坯料；然后轧制坯料，每道轧制时轧机均安装上下边缘均有凸缘的方孔孔型轧辊进行轧制，上下边缘的凸缘在一条直线上，其中双面复合板在方孔内部分不受轧压；共通过八道轧制，直到辊形的凸缘至双面复合板的一半厚度；双面铜铝半成品切断。缝处进行焊接成全包坯料，再进行退火，退火温度为250℃半小时；对全包坯料轧制坯料，轧速为10m/min，轧制4道次，每次载面变形量不大于20%，最终厚度为18mm，同板差小于0.1mm；进行校平，剪裁为100mm宽的母线排；进行低温退火，温度300℃，时间4h；最后拉拔成型、抛光。得到双面铜层厚度为
0.8mm，总厚度18mm的成品铜铝复合排。