铜铝复合板的制造方法.pdf

本发明公开了一种铜铝复合板的制造方法，包括如下步骤：1，前处理除油；2，结合面打磨；3，铝板加热，铜板不加热，进行一个道次、不可逆、等速轧制；4，校平；采用普通十五棍校平机进行两次校平；5，剪切成品。本发明解决了铜铝结合强度较低的问题，取得了低成本、高质量、批量化生产铜铝复合板的有益效果。

1、  一种铜铝复合板的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1，前处理；
将软态纯铜板挂在前处理线上脱脂除油处理；包括：脱脂槽——热水槽——冷水槽——中和槽——冷水槽——烘道烘干处理；
将软态纯铝板放入箱式炉中，加热到350～450度，保温半小时除油处理；
步骤2，打磨；
将除油处理后的原材料放入打磨机中，用转动钢丝刷刷拭；铜板及铝板各打磨一面；
步骤3，轧制；
铝板在连续加热炉中加热到350～500度，保温半小时，取出后，即刻与纯铜板靠齐扣住两者的打磨面送入轧机，进行一个道次、不可逆、等速轧制；
步骤4，校平；
采用普通十五棍校平机校平；该步骤进一步包括：
第一次校平，将校平机上下排辊间距调至1.0mm，进行校平；
第二次校平，将校平机上下排辊间距调至1.2mm，对经过第一次校平后的铜铝复合板再次校平；
步骤5，剪切；
将校平后的铜铝复合板横向两边各剪掉15mm，纵向头尾各剪掉50mm。

2、  根据权利要求1所述的铜铝复合板的制造方法，其特征在于：所述的步骤1中，软态纯铜板尺寸为：δ0.7×430×360；软态纯铝板尺寸为：δ3.0×430×360；原材料为：Cu≥99.9％的软态工业纯铜板；Al≥99.6％的软态工业纯铝板。

3、  根据权利要求1或2所述的铜铝复合板的制造方法，其特征在于：所述的步骤1中，原材料铜Cu的厚度为：0.7～1.5mm，铝Al的厚度为：3～7mm；铜板和铝板的长宽为：400～500×270～360；铜板与铝板的厚度之比为：1∶4。

4、  根据权利要求3所述的铜铝复合板的制造方法，其特征在于：所述的步骤1中，如果复合板轧制时压下率超过70％，则原材料铝板需要打坡口。

5、  根据权利要求1所述的铜铝复合板的制造方法，其特征在于：所述的步骤3中，轧制速度为：0.5m/s，压下率为：70～80％。

6、  根据权利要求1或5所述的铜铝复合板的制造方法，其特征在于：所述的步骤3中，轧制工艺采用的轧机为四辊不可逆等速轧机。

铜铝复合板的制造方法
技术领域
本发明涉及多层金属复合板的制造方法，具体涉及一种铜铝复合板的制造方法。
背景技术
随着电力系统设备中铝材替代铜材的情况越来越多，继而出现很多的铜铝间接触。这些铜铝接触位置因腐蚀造成接触不良、发热、打火花、电阻增加等不良情况，为此增加维修次数，影响设备安全运行以至酿成设备事故。铜铝过渡接头可有效的解决这些问题。因为铜铝过渡接头内部是冶金结合，性能非常稳定。同时，我们国家铜资源相对缺乏，开发出一种新方法制备铜铝复合板，具有很重要的现实意义。
目前，铜铝复合工艺主要有爆炸焊接、扩散焊、冷轧工艺。爆炸焊接需要携带炸药到野外操作，增加了工艺的危险性，且生产效率较低；同时，爆炸焊接只宜生产10mm以上的复合板，1mm左右，甚至更薄的复合板无法生产。扩散焊法设备复杂、成本较高、结合强度一般，难以普遍推广。冷轧加扩散退火组合工艺，铜铝之间结合力较低，界面电阻率较大，不能满足铜铝复合板在大型电力设备中的性能要求。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
为了解决现有技术的工艺复杂或危险、成本较高、铜铝结合强度较低等问题，本发明的目的在于提供一种铜铝复合板的制造方法，实现低成本、高质量、批量化生产铜铝复合板。利用本发明，不但加工成本低，而且加工后的铜铝复合板强度较高、界面电阻率低、板材平整。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种铜铝复合板的制造方法，包括如下步骤：
步骤1，前处理；将软态纯铜板挂在前处理线上脱脂除油处理；包括：脱脂槽——热水槽——冷水槽——中和槽——冷水槽——烘道烘干处理；将软态纯铝板放入箱式炉中，加热到350～450度，进行保温半小时除油处理。
步骤2，打磨；将除油处理后的原材料放入打磨机中，用转动钢丝刷刷拭；铜板及铝板各打磨一面。
步骤3，轧制；铝板在连续加热炉中加热到350～500度，保温半小时，取出后，即刻与纯铜板靠齐扣住两者的打磨面送入轧机，进行一个道次、不可逆、等速轧制。
步骤4，校平；采用普通十五棍校平机校平；该步骤进一步包括：第一次校平，将校平机上下排间距调至1.0mm；第二次校平，将校平机上下排辊间距调至1.2mm，对经过第一次校平后的铜铝复合板再次校平。
步骤5，剪切；将校平后的铜铝复合板横向两边各剪掉15mm，纵向头尾各剪掉50mm。
本发明铜铝复合板的制造方法，由于采取上述技术方案，在铜铝扎制时，铝板加热，铜板不加热。这样，既增加复合时的表面活性能量，又避免铜板表面氧化，使铜铝间结合力增强，电阻率较低。
试验证明：运用铜铝复合板在轧制后，任何退火(低温长时退火或高温短时退火)均会降低复合板界面结合力。这是因为铜铝间会生成硬而脆的金属间化合物，影响了结合力。由于本发明在复合板轧制后不需要退火，因此，完整的保持了界面结合力。
本发明解决了铜铝结合强度较低的问题，取得了低成本、高质量、批量化生产铜铝复合板的有益效果。经检测，本发明制备的铜铝复合板结合强度＞100MPa；采用超声波检测，界面结合率几乎达100％。
附图说明
图1为本发明铜铝复合板的制造方法中，轧制步骤的示意图；
图2为本发明校平步骤的示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的优选实施例。
本发明公开了一种铜铝复合板的制造方法，该方法包括如下步骤：
步骤1，前处理；
将δ0.7×430×360的软态纯铜板挂在前处理线上脱脂除油处理；包括：脱脂槽——热水槽——冷水槽——中和槽——冷水槽——烘道烘干工艺流程处理。
将δ3.0×430×360的软态纯铝板放入箱式炉中，加热到350～420度，进行半小时除油处理。
本实施例使用的原材料：Cu≥99.9％的工业纯铜板(软态)，Al≥99.6％的工业纯板(软态)。根据所需产品厚度不同，原材料厚度选取：铜Cu为0.7～1.5mm，原材料铝Al为：3～7mm。铜板和铝板的长宽400～500×270～360。铜板和铝板的厚度之比为：δCu/δAl＝1/4，或者，根据复合板的比例要求而改变原材料厚度比。
如果复合板轧制时压下率超过70％，则原材料铝板需要打坡口(见图1)，以便容易咬入轧机。
步骤2，打磨；
将原材料放入打磨机中，用转动钢丝刷刷拭。铜板及铝板各打磨一面。刷拭时，钢丝刷压下量不能太大，以免造成局部温度过高而氧化，否则会影响铜层和铝层结合力。辊刷必须干净。打磨纯铜板和纯铝板的辊刷不能混用。铜板或铝板上如果有打磨不掉的污渍，可用干净的钢丝刷手工去除。
步骤3，轧制；
铝板加热到350～500度，保温半小时，取出后，即刻与纯铜板靠齐，扣住两者的打磨面送入轧机，进行一个道次、不可逆、等速轧制。轧制速度为：0.5m/s，压下量为：73％。
图1为本发明铜铝复合板的制造方法中轧制步骤的示意图；如图1所示，本发明采用一个道次、不可逆、等速热轧工艺。该工序采用的是四辊不可逆等速轧机。轧制前，铝板在连续加热炉中加热到350～500度，铜板不加热。铜板与铝板刷拭面扣在一起，推入轧机轧制复合，压下率为：70～80％。为了轧制时定位靠齐，铜板和铝板原始尺寸应大小一致，再用定位架固定，方便铜板铝板靠齐扣紧。如压下率太大，不好咬入，可将铝板打坡口。复合板从轧机后部出来时，需用手拉住弯曲的复合板，以免重新卷入轧机轧辊缝隙中。
步骤4，校平；
图2为本发明校平步骤的示意图，如图2所示，热轧后，复合板呈现瓢曲状态。该工序采用普通十五棍校平机校平。该步骤进一步包括：
第一次校平，将校平机上下排辊间距调至1.0mm，复合板经过第一次校平后，横向弯曲消失。
第二次校平，将校平机上下排辊间距调至1.2mm。将经过第一次校平后的铜铝复合板再次校平，复合板纵向弯曲消失。至此，铜铝复合板被校平，达到同块板高度差＜12mm的要求。
由于铜和铝在物理及力学性能上的差异，且轧制时温度相差较大，使得轧制后的铜铝复合板瓢曲严重，纵向较大。为了不影响铜铝复合板的界面结合力及电阻率，本发明不使用退火工艺，因为退火处理(低温长时退火或高温短时退火)对铜铝复合板界面结合力都会产生不利影响。这是由于在界面上产生了硬而脆的金属间化合物。
步骤5，剪切；
由于边缘效应，铜铝复合板的四周边缘结合力较差。因此，校平后的复合板横向两边各剪掉15mm，纵向头尾各剪掉50mm，保证整个板面有较强结合力。最后，铜铝复合板成品尺寸为：1000×400。
经检测，本发明制备的铜铝复合板结合强度＞100MPa；采用超声波检测，界面结合率几乎达100％。