专利名称：一种爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法
技术领域：
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：
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。现在市场上的铜铝复合排有全包和半包(如图1所示)两种，本发明之前的方法主要采用冶金摩擦焊方法，也有采用电镀方法(并非冶金结合)，但爆炸加轧制制备半包铜铝复合排生产方法更有意义。
发明内容
本发明目的是提出一种爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法，结合爆炸工艺和轧制工艺的优点，生产出来的铜铝复合排具有贴合率98%以上、冶金结合强度高、铜层厚度可控和导电性能好等特点。本发明的技术方案是爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法，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，再对坯料进行轧制及后续加工。其步骤是选用铜层的厚度在0. 5 5mm，尤其是1 2mm厚的，铝基材的厚度在3 100mm。铝基材的厚度尤其是在20 50mm。1)、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，均勻摆放在基覆板之间控制基覆板间隙为3mm，纯铜板与铝板结合的表示亦打磨处理，再将纯铜板放在支撑片上，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，获得半包铜铝复合坯料。对坯料进行校平处理后，进入下道工序。2)、轧制
对爆炸好的坯料进行轧制，轧制可选择四辊或两辊可逆(4-8道次，即来回4-8次)轧制，轧制速度为6 15m/min。视坯料厚度，进行多道次轧制，每道次变形量为15% 20%， 防止因变形过大引发的轧裂现象。轧制过程中要在工作辊上喷洒特制的润滑液，用于降温、 润滑，防止粘辊。轧制到要求尺寸后进行校平、裁剪、退火、拉拔成型以及抛光等工序。本发明的有益效果是用本发明生产出来的铜铝复合排具有贴合率98%以上、冶金结合强度高、质量上满足电器材料的使用要求；且铜层厚度可控和导电性能好等特点。尤其与其它方法相比，成本低，不需要投入大型设备，有利于降低复合排的生产成本。采用V 字形支撑片能够炸飞，即使留在板间亦不影响材料的质量。
图1复合排示意图。
具体实施例方式
下面具体说明本发明的实施方式。实施例1、首先在夯实基础上水平放置表面打磨处理后的铝板2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，均勻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，轧速为lOm/min，轧制6道次，最终厚度为10mm，同板差小于 0. Imm;进行校平，剪裁为120mm宽的母线排；进行低温退火，温度350°C，时间Ih ；最后拉拔成型、抛光。最后得到双面铜层厚度为0. 5mm，总厚度IOmm的成品铜铝复合排。实施例2、首先在夯实基础上水平放置表面打磨处理后的铝板厚度为20mm，打磨面朝上并放置0. 12mm厚的纯铜板制作成V字形支撑片，均勻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，药高为 12mm，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，轧速为lOm/min，轧制5道次，最终厚度为8mm，同板差小于 0. Imm ；进行校平，剪裁为80mm宽的母线排；进行低温退火，温度350°C，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。实施例3、首先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，均勻摆放在基覆板之间控制基覆板间隙为2. 5mm,再将2. Omm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，轧速为lOm/min，轧制4道次，最终厚度为18mm，同板差小于 0. Imm;进行校平，剪裁为IOOmm宽的母线排；进行低温退火，温度300°C，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。用上述工艺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h ^ 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。
权利要求
1.爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法，其特征是制备步骤是选用铜层的厚度在0. 5 5mm，铝基材的厚度在3 IOOmm ；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，均勻摆放在铝基板与纯铜板之间控制二板间隙为3mm，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；轧制对爆炸好的坯料进行轧制，轧制选择四辊或两辊可逆轧制，轧制速度为6 15m/ min ；进行多道次轧制，每道次变形量为15% 20%，轧制过程中要在工作辊上喷洒润滑液， 用于降温、润滑，防止粘辊。
2.根据权利要求1所述爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法，其特征是轧制到要求尺寸后进行校平、裁剪、退火、拉拔成型以及抛光工序。
3.根据权利要求1所述爆炸，其特征是用膨化硝铵炸药，采用0.12mm 0. 15mm厚的铜片制作成V字形作为控制间隙的手段，在铜覆板上均勻铺上炸药。
4.根据权利要求1所述爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法，其特征是铜层的厚度 l-2mm厚，铝基材的厚在20-50mm。
5.根据权利要求2所述爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法，其特征是退火过程中，采用温度为300 350°C，保温1 4h。
6.根据权利要求2所述爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法，其特征是4-8道次轧制。
全文摘要
爆炸加轧制半包铜铝复合排的制备方法，制备步骤是选用铜层的厚度在0.5～5mm，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0.15mm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3mm，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；然后轧制。用本发明生产出来的铜铝复合排具有贴合率98%以上、冶金结合强度高、质量上满足电器材料的使用要求；且铜层厚度可控和导电性能好。
文档编号B23P15/00GK102423840SQ20111027808
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者吴小玲, 周景蓉, 苏海保, 陈寿军 申请人:南京三邦金属复合材料有限公司