专利名称：一种液固复合成形铜包铝母线槽导电排及制备方法
技术领域：
本发明属于供配电领域，特别涉及一种液固复合成形铜包铝母线槽导电排及制备方法， 采用挤压铸造方法制作坯料，然后经过热挤压成型的一种生产工艺流程。
背景技术：
目前母线槽导电排大都是采用纯铜制作，虽然也有铝母线槽排，但是在实际应用中并没 有得到广泛的使用。用铜材质制作的母线槽导电排和用铝材质制作的母线槽导电排相比，二 者有很大的区别，其区别主要体现在采用铜材质的母线槽具有电化学性能稳定、导电率高、 电阻率低等一些优点。但是纯铜母线槽也存在着以下一些缺点
1. 由于铜资源在世界范围内处于极度的匮乏状态，尤其是在中国，每年在电解铜的进口 上，就要花掉大量的外汇；
2. 纯铜价格的迅猛增长，也给母线槽产业带来了极大的压力；
3. 铜的密度大，单位体积时重量很大，给安装和维护带来了极大的不便。
众所周知，目前生产铜包铝工艺主要有电镀法，包覆法，压接法以及水平连续铸造法。
电镀法会使铜包铝母线槽导电排可塑范围小，导电率低；包覆法原材料和结合加工投入的成 本高；压接法工艺产品质量不稳定、生产效率低；水平连续铸造法产品电化学性能和力学性 能不稳定。这些方法在很大程度上不能满足各个层次客户的需要。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供一种生产效率高，材料成本低，产品导电率高，结合好 的液固复合成形铜包铝母线槽导电排及制备方法，在很大程度上满足各个层次客户的需要。
本发明的技术方案是这样实现的 一种液固复合成形铜包铝母线槽导电排，铜包铝母线 槽导电排为复合结构，且呈矩形，由铝排芯层和包覆铜层构成。
一种液固复合成形铜包铝母线槽导电排的制备方法，按以下歩骤进行 (1)挤压铸造制坯料首先对异形铜管进行化学法前处理，然后放到挤压铸造模具里，模
具温度在400 45(TC预热；同时纯铝经过熔炼，铝液温度680 75(TC，精炼处理，静置 30min，把铝液浇注到异形铜管里，在100MPa 300 MPa的压力作用下，保压60s 90s 的时间制得铜包铝排挤压铸造坯料； (2)中间退火将挤压铸造的坯料在退火温度250 48(TC，退火时间15~120min进行退火 处理，然后空冷至室温；(3) 热挤压将坯料进行挤压前表面处理，挤压温度500 52(TC,保温0.5 lh，模具温度 在400'C 450。C之间，挤压速度为0.6~10mm/s，挤压比5~30,进行热挤压；
(4) 退火处理将挤压坯料在退火温度250 48(TC，退火时间l~2h进行退火处理，然后空 冷至室温，得到最终产品。
所述的铝导电排芯横截面的铜包覆层面积比例15%—40%。 所述坯料的横截面为异形结构，中间呈矩形，矩形两端为弧形的结构。 本发明的有益效果是(1)通过采用挤压铸造生产方法制造坯料，其是将液态金属在一 定的压力作用下成形的一种工艺，在成形的过程中由于存在压力，会使坯料组织细化并产生 很大的塑性变形，从而改善了坯料的复合强度，本方法下生产的铜包铝坯料铜层和铝芯之间 的结合力好，提高复合材料的质量，同时导电排的可塑性好，提高了复合线材的生产效率和 自动化生产水平。(2)本发明采用热挤压对挤压铸造坯料进行挤压，是将金属坯料放入挤压 模具模腔内，使金属处于三向压应力状态，迫使金属从模腔中挤出，从而获得铜包铝排。由 于三向压应力的存在，使制品获得很大的塑性变形，从而提高了界面之间结合强度，该方法 可以提高产品的均匀性、厚度可塑性、结合可靠，具有生产率高，材料成本低、产品导电率 高、电化学性能稳定等优点，并且具有很好的经济效益，发展前景广阔。
图1为铜包铝母线槽导电排挤压铸造制坯截面示意图； 图2为铜包铝母线槽导电排挤压成品截面示意图； 图中l铜板材，2铝排芯。
具体实施例方式
例1:如图1所示，为铜包铝母线槽导电排挤压铸造制坯截面示意图，坯料的形状为中 间呈矩形，矩形两端为弧形；图2为铜包铝母线槽导电排挤压成品截面示意图，产品的最终 形状为矩形。
铜包铝母线槽导电排截面尺寸截面长度50画，截面宽度6mm。生产工艺由以下工序组
成
1) 首先采用挤压铸造制造坯锭，对异形铜管进行化学法前处理(包括除油一清洗一中和一 清洗一钝化一清洗一干燥)，放到挤压铸造模具里，模具温度在400'C预热；同时纯铝经过熔
炼，铝液温度70(TC，精炼处理，静置30min，把铝液浇注到异形铜管里，在100MPa的压力 下，保压60s的时间制得铜包铝排挤压铸造坯料。
2) 中间退火将挤压铸造的坯料在退火温度300'C，退火时间20min进行退火处理，然后空冷至室温。
3) 热挤压将坯料进行挤压前表面处理(包括除油一清洗一中和一清洗一钝化一清洗一干 燥)，挤压温度500'C，保温0.5h,模具温度小于45(TC，挤压速度为3mm/s，挤压比10，采 用石墨和机油润滑，进行挤压。
4) 退火处理将挤压坯料在退火温度30(TC，退火时间lh进行退火处理，然后空冷至室温， 得到最终产品。
例2:如图1所示，为铜包铝母线槽导电排挤压铸造制坯截面示意图，坯料的形状为中 间呈矩形，矩形两端为弧形；图2为铜包铝母线槽导电排挤压成品截面示意图，产品的最终 形状为矩形。
铜包铝母线槽导电排截面尺寸截面长度60mm，截面宽度9咖。生产工艺由以下工序组
成
1) 首先采用挤压铸造制造坯锭，对异形铜管进行化学法前处理(包括除油一清洗一中和一 清洗一钝化一清洗一干燥)，放到挤压铸造模具里，模具温度在450'C预热；同时纯铝经过熔
炼，铝液温度75(TC，精炼处理，静置30min，把铝液浇注到异形铜管里，在300MPa压力下， 保压90s的时间制得铜包铝排挤压铸造坯料。
2) 中间退火将挤压铸造的坯料在退火温度480'C，退火时间20min进行退火处理，然后 空冷至室温。
3) 热挤压将坯料进行挤压前表面处理(包括除油一清洗一中和一清洗一钝化一清洗一T 燥)，挤压温度520'C,保温lh，模具温度小于40(TC，挤压速度为8mra/s，挤压比15，采用 石墨和机油润滑，进行挤压。
4) 退火处理将挤压坯料在退火温度400'C，退火时间2h进行退火处理，然后空冷至室温， 得到最终产品。
权利要求
1、一种液固复合成形铜包铝母线槽导电排，其特征在于铜包铝母线槽导电排为复合结构，且呈矩形，由铝排芯层和包覆铜层构成。
2、 一种如权利要求1所述的液固复合成形铜包铝母线槽导电排的制备方法，其特征在于按以 下步骤进行(1) 挤压铸造制坯料首先对异形铜管进行化学法前处理，然后放到挤压铸造模具里，模具温度在400 450'C预热；同时纯铝经过熔炼，铝液温度680 75(TC，精炼处理，静置 30min，把铝液浇注到异形铜管里，在100MPa 300 MPa的压力作用下，保压60s 90s 的时间制得铜包铝排挤压铸造坯料；(2) 中间退火将挤压铸造的坯料在退火温度250 480'C，退火时间15 120min进行退火 处理，然后空冷至室温；(3) 热挤压将坯料进行挤压前表面处理，挤压温度500~520°C,保温0.5 lh，模具温度 在400'C 450。C之间，挤压速度为0.6~10mm/s，挤压比5~30，进行热挤压；(4) 退火处理将挤压坯料在退火温度250 480'C，退火时间1 2h进行退火处理，然后空 冷至室温，得到最终产品。
3、 根据权利要求1所述的铜包铝母线槽导电排，其特征在于铝导电排芯横截面的铜包覆层面 积比例15°/。一40%。
4、 根据权利要求2所述的液固复合成形铜包铝母线槽导电排的制备方法，其特征在于所述坯 料的横截面为异形结构，中间呈矩形，矩形两端为弧形的结构。
全文摘要
一种液固复合成形铜包铝母线槽导电排及制备方法，属于供配电领域，铜包铝母线槽导电排，为复合结构，且呈矩形，由铝排芯层和包覆铜层构成；制备方法按以下步骤进行(1)挤压铸造制坯料(2)中间退火(3)热挤压(4)退火处理；生产的铜包铝坯料铜层和铝芯之间的结合力好，提高复合材料的质量，同时导电排的可塑性好，提高了复合线材的生产效率和自动化生产水平；可以提高产品的均匀性、厚度可塑性、结合可靠，具有生产率高，材料成本低、产品导电率高、电化学性能稳定等优点，并且具有很好的经济效益，发展前景广阔。
文档编号H01B5/00GK101515487SQ200910010948
公开日2009年8月26日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者刚 乔, 于宝义, 强 李, 峰 王, 英 马 申请人:沈阳工业大学