专利名称：一种铜铝复合板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种铜铝复合板，以及该铜铝复合板的制备方法。
背景技术：
铜具有良好的导电、导热、耐腐和抑菌性能，因而被广泛应用，但铜的密度大，价格高，资源比较短缺。而我国铝资源比较丰富，铝的密度较低，价格便宜，在许多领域已成为良好的代铜材料。然而铝的导电、导热性能不如铜，焊接、灭弧、耐磨等性能也较差，因此在某些场合，如开关、散热片、过渡板等产品领域，以铝直接替代铜是困难的。目前，一种结合了铜的高稳定性和铝的低成本优点的铜铝铜三层复合材料逐渐替代了纯铜或纯铝材料，以其特殊的综合性能，已广泛地应用于电力、传热、军工、电子计算机、电器元件、航空航天领域、汽车及民用等各个领域。
目前，铜铝铜三层复合材料的成形方法主要是固-固复合方法，通过轧制压接法、包覆焊接法、爆破复合法、复合铸锭热轧法、连续挤压焊接法等进行生产，存在生产工艺复杂、生产成本高、效率低、复合强度低等缺点。也有采用液一固复合方法，将液态或半固态铝或铝合金和固态铜板进行无氧连续铸轧，制得铜铝复合板带。CN101758071公开了一种铝与铜复合金属板带的生产方法，采用无氧连续铸轧的方法制备铜铝复合板带。该方法在铜铝结合前需要进行在线打磨至无氧化层，工艺比较复杂，而且铜铝的结合强度较低(IOOMPa左右)。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜铝复合板的制备方法，省去在线打磨步骤，简化制备工序，同时提高铜铝复合板的结合强度。为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是一种铜铝复合板的制备方法，其步骤如下I)将铜板带进行单面除油和除氧化皮，涂覆一层钎剂，备用；2)将两条铜板带涂钎剂的表面相对设置，在两条铜板带之间注入半固态的铝进行无氧连续铸轧，得到铜铝复合板。所述钎剂是由质量比为4 : 6 7 : 3的去膜剂和活性剂组成。所述去膜剂为氟硼酸钾。所述活性剂为硼酐。步骤I)所述在铜板带表面涂覆钎剂前，将钎剂与其重量4% 15%的粘结剂和30 % 50 %溶剂混合均匀，涂覆后晾干。所述粘结剂为丙烯酸树脂或丁二烯树脂。所述溶剂为丙酮或乙酸甲酯。所述涂覆钎剂的厚度为O. 01 O. 05mm。所述连续铸轧时轧制的下压量为40% 60%。
本发明的铜铝复合板的制备方法，采用无氧连续铸轧的方法制备铜铝复合板，在连续铸轧前对铜带表面进行清理并涂有一层钎剂，在连续铸轧时液态的铝液相当于钎料，铝液与铜板带接触后实现焊接，涂在铜板带表面的钎剂可以清除钎料(铝液)和铜板带表面的残留氧化物，改善铝液与铜板带的润湿性，提高焊合质量，从而使铜铝复合板的结合强度大大提高，可达到150MPa左右。另外铜板带在涂覆钎剂后可以对铜板带已经除油和除氧化皮的表面进行防氧化保护。
图I为实施例中连铸装置的结构示意图。
具体实施例方式实施例I本实施例的铜铝复合板采用如下方法制备 I)按7 : 3的比例分别称取氟硼酸钾去膜剂和硼酐活性剂，混合后制得IOOkg钎剂粉料；加入丙烯酸树脂IOKg作为粘结剂，目的是能够在铜板带表面形成钎剂薄膜，再加入30Kg丙酮，搅拌均匀制成钎剂浆料，备用；2)将铜板带进行单面除油和除氧化皮，涂覆钎剂浆料，丙酮挥发后，形成一层厚度为O. 01 O. 05mm的钎剂薄膜，可以采用喷涂的方式；3)将两条铜板带的涂钎剂表面相对设置，在两条铜板带之间注入半固态的铝进行在线连续钎焊，期间钎剂在高温下熔化并与结合面上的少量残余氧化物反应将其去除，以保证其焊合质量；复合体向前运动进行连续铸轧，轧制的下压量为60%，得到铜铝复合板带，将铜招复合板带经自然冷却I 5min后卷取。所得到的铜铝复合板的结合强度为150MPa。连续铸轧可以采用常规的无氧连续铸轧装置进行，也可以采用如图I所示的连铸装置进行无氧连续铸轧该装置包括用于储存铝液I的储液槽2，该储液槽2的底部连通一连铸导槽8，该导槽8沿连铸方向的连侧设有挡板(图中未显示)。在导槽8的上下分别设置上预热导辊4和下预热导辊9，上预热导辊4和下预热导辊9在连铸行进方向上前后设置；导槽8底部靠近下预热导辊9的位置开设有用于下铜板带10插入的条形缝隙，导槽的顶部设有一小段朝连铸行进方向向上倾斜的挡沿，该挡沿的前端与上预热导辊4相切，同样预留有用于上铜板带3插入的条形缝隙，而且相切的位置要高于上预热导辊4的最低点。导槽8的最前端设有成对设置的水冷轧辊5、7，用于对复合体进行轧制，轧制后得到铜铝复合板6。工作时，上铜板带3和下铜板带10带有钎剂的表面相对设置，分别被上预热导辊4和下预热导辊9带入导槽8中，同时被预热至350 400°C，将铝液经除气及静置后，于690 730°C连续定量注入到中两铜板带间，铝液使铜板带表面的钎剂熔化，去除接触面的氧化物，改善铝液对铜板带表面的润湿性，实现两者间的良好熔合形成复合板带；残存的钎剂和以及清除氧化物后的生成物因密度较小而漂浮在铝液的表面，粘结剂也会在加热气化后逸出，由于导槽的一小段挡沿向上倾斜而且切点高于上预热导辊4的最低点，生成物可以漂浮在铝液表面，不会随之进入铜铝复合板中。铝液对铜板带加热的同时，铝液快速进入半凝固状态，随后半固态复合板带进入带冷却装置的轧辊进行轧制，降低到铝的固态温度以下，得到所需厚度的铜铝复合板带。实施例2本实施例的铜铝复合板采用如下方法制备I)按5 : 4的比例分别称取氟硼酸钾去膜剂和硼酐活性剂，混合后制得IOOkg钎剂粉料；加入丙烯酸树脂15Kg作为粘结剂，目的是能够在铜板带表面形成钎剂薄膜，再加入40Kg丙酮，搅拌均匀制成钎剂浆料，备用；2)将铜板带进行单面除油和除氧化皮，涂覆钎剂浆料，丙酮挥发后，形成一层厚度为O. 01 O. 05mm的钎剂薄膜；3)将两条铜板带的涂钎剂表面相对设置，在两条铜板带之间注入半固态的铝进行在线连续钎焊，期间钎剂在高温下与结合面上的少量残余氧化物反应将其去除，以保证其 焊合质量；复合体向前运动进行连续铸轧，轧制的下压量为40%，得到铜铝复合板带，将铜招复合板带经自然冷却I 5min后卷取。所得到的铜铝复合板的结合强度为147MPa。本实施例所采用的无氧连续铸轧装置与实施例I相同。实施例3本实施例的铜铝复合板采用如下方法制备I)按4 : 6的比例分别称取氟硼酸钾去膜剂和硼酐活性剂，混合后制得IOOkg钎剂粉料；加入丁二烯树脂4Kg作为粘结剂，目的是能够在铜板带表面形成钎剂薄膜，再加入50Kg乙酸乙酯,搅拌均勻制成钎剂衆料,备用；2)将铜板带进行单面除油和除氧化皮，涂覆钎剂浆料，丙酮挥发后，形成一层厚度为O. 01 O. 05mm的钎剂薄膜；3)将两条铜板带的涂钎剂表面相对设置，在两条铜板带之间注入半固态的铝进行在线连续钎焊，期间钎剂在高温下与结合面上的少量残余氧化物反应将其去除，以保证其焊合质量；复合体向前运动进行连续铸轧，轧制的下压量为50%，得到铜铝复合板带，将铜招复合板带经自然冷却I 5min后卷取。所得到的铜铝复合板的结合强度为154MPa。本实施例所采用的无氧连续铸轧装置与实施例I相同。需要说明的是，本发明的具体实施例仅用于说明而非限定本发明的技术方案，其中实施例中使用的脱模剂和活性剂组成的钎剂是本发明的一种优化选择，但是其它适合铜和铝的其它钎剂液同样可以起到除氧的作用，应当也能够实现本发明的目的。
权利要求
1.ー种铜铝复合板的制备方法，其特征在于其步骤如下 1)将铜板带进行单面除油和除氧化皮，涂覆ー层钎剂，备用； 2)将两条铜板带涂钎剂的表面相对设置，在两条铜板带之间注入半固态的铝进行无氧连续铸轧，得到铜铝复合板。
2.根据权利要求I所述的铜铝复合板的制备方法，其特征在于所述钎剂是由质量比为4 6 7 3的去膜剂和活性剂组成。
3.根据权利要求2所述的铜铝复合板的制备方法，其特征在于所述去膜剂为氟硼酸钾。
4.根据权利要求2所述的铜铝复合板的制备方法，其特征在于所述活性剂为硼酐。
5.根据权利要求I 4任一项所述的铜铝复合板的制备方法，其特征在于步骤I)所述在铜板带表面涂覆钎剂前，将钎剂与其重量4% 15%的粘结剂和30% 50%溶剂混合均勾，涂覆后晚干。
6.根据权利要求5所述的铜铝复合板的制备方法，其特征在于所述粘结剂为丙烯酸树脂或丁ニ烯树脂。
7.根据权利要求5所述的铜铝复合板的制备方法，其特征在于所述溶剂为丙酮或こ酸甲酷。
8.根据权利要求5所述的铜铝复合板的制备方法，其特征在于所述涂覆钎剂的厚度为 O. 01 O. 05mm。
9.根据权利要求I所述的铜铝复合板的制备方法，其特征在于所述连续铸轧时轧制的下压量为40% 60%。
10.一种采用如权利要求I制备方法所得到的铜铝复合板。
全文摘要
本发明公开了一种铜铝复合板的制备方法，1)将铜板带进行单面除油和除氧化皮，涂覆一层钎剂，备用；2)将两条铜板带涂钎剂的表面相对设置，在两条铜板带之间注入半固态的铝进行无氧连续铸轧，得到铜铝复合板。本发明的铜铝复合板的制备方法，采用无氧连续铸轧的方法制备铜铝复合板，在连续铸轧前对铜带表面进行清理并涂有一层钎剂，在连续铸轧时液态的铝液相当于钎料，铝液与铜板带接触后实现焊接，涂在铜板带表面的钎剂可以清除钎料(铝液)和铜板带表面的残留氧化物，改善铝液与铜板带的润湿性，提高焊合质量，从而使铜铝复合板的结合强度大大提高，可达到150MPa左右。
文档编号B21B1/46GK102671946SQ20111044074
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月25日 优先权日2011年12月25日
发明者于华, 宋志真, 杨永顺, 杨茜, 虞跨海, 闫焉服 申请人:河南科技大学