专利名称：铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电工材料的制造工艺和设备，特别涉及铜铝复合汇 流排的铸锭、拉伸成型工艺及设备。
背景技术：
电工材料中，以往通常普遍使用铜排作为导电材料，由于铜资源的 短缺和消费快速增加的矛盾，致使铜价近几年在全球范围内出现了前所 未有的暴涨。从资源角度分析，未来铜价仍将持续上升。铜材持续的高 价，使下游产业用户制造成本迅速上升，尤其是电气装备行业，年需上 百万吨铜汇流排，这种形势下，促使了导电材料的升级换代。
铝也是良好的导电材料，且重量轻、价格低，但铝汇流排表面极易 氧化，在连接处易出现故障，长期以来，用量较少。目前全球已探明的
铝藏量可供开采200年，藏量丰富，价格稳定。如外层用铜，内芯用铝 制备汇流排既保持了铜表面抗氧化性能强，接触性能好的特性，又充分 利用了铝重量轻，价格低廉的优点。因此，用铜、铝复合制备汇流排， 降低成本，以铝节铜已成为电工行业最为关注的热点。
制备铜铝复合汇流排的关键是要使界面达到冶金结合状态，复合时 界面不能有空气和杂质，在满足上述要求的条件下，如何使工艺流程短， 生产效率高，废品率低，耗能小，符合环保生产要求已是工艺研发急待 解决的问题，也是本行业生产的最终目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能使铜、铝两种材料在固液状态下复合， 界面无空气、无污染、达到冶金结合状态的、由铜铝双金属复合制备汇流排的铸锭、拉伸生产工艺及设备。 本发明通过以下技术方案实现
本发明的一种铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，包括下述步
骤
(1) 熔化的铝液去氧、除渣，浇入保温炉；
(2) 装有异形铜管的操作台上升套在恒定加热的导流管上；
(3) 开启铝液阀门，铝液从保温炉通过导流管注入异形铜管内，同时装 有异形铜管的操作台匀速下降至冷却水箱中冷却；
(4) 当铝液注满异形铜管时，铝液阀门自动关闭；
(5) 铝溶液在铜管内凝结成铜铝复合铸锭；
(6) 保温炉向右平移，导流管上升，操作台同时上升并右转90度至新 工位，继而将铜铝复合铸锭输送到烘干炉内烘干；
(7) 烘干后的铜铝复合铸锭送到轧头机轧头后送入拉拔生产线，经多道 次连续冷拉形成铜铝复合汇流排。
本发明所述的铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其中所述 保温炉内铝溶液保温的温度范围为750—80(TC。
本发明所述的铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其中所述 导流管恒定加热的温度为750°C。
本发明所述的铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其中所述 异形铜管浇注时匀速下降，速度为20—50mm/s。
本发明的一种实现所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺的设 备，包括铝熔化炉，其下方设有带有铝液阀门的铝液保温炉、冷却水箱，
烘干炉、轧头机和连续拉伸机，其中在所述铝液阀门下方连通有导流
管、导流管下方的载有异形铜管上下运动和水平转动的操作台滑动设置 在垂直导轨上，操作台下方设有冷却水箱，操作台侧面设有烘干炉、轧 头机和连续拉伸机构成连续流水生产线。
本发明所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其中所述上下 移动式导流管外设有导流管恒定加热器。
本发明所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其中:保温炉下设有水平导轨。
本发明所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其中:所述操作 台设有若干个工位。
本发明所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其中:所述操作 台设有四个十字型旋转工位。
本发明具有如下显著优点本发明的产品外层用铜，内芯用铝制备 汇流排，既保持了铜表面抗氧化性能强、接触性能好的特性，又充分利 用了铝重量轻、价格低廉的优点。因此，用铜、铝复合制备汇流排，降 低成本，以铝节铜。并且本发明解决了制备铜铝复合汇流排的关键工艺， 既能够满足使界面达到冶金结合状态，复合时界面没有空气和杂质，又 能够使工艺流程短，生产效率高，废品率低，耗能小，设备投资少，是 一种符合环保生产要求的铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺和设备。
图1:表示本发明的一种铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺及设 备示意图。
图2:表示本发明异形铜管结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本 发明的限定。
如图1所示， 一种铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺和设备，
其铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺的步骤如下
(1) 熔化的铝液去氧、除渣，浇入保温炉；
(2) 装有异形铜管的操作台上升套在恒定加热的导流管上；
(3) 开启铝液阀门，铝液从保温炉通过导流管注入异形铜管内，同时装 有异形铜管的操作台匀速下降至冷却水箱中冷却；
(4) 当铝液注满异形铜管时，铝液阀门自动关闭；
(5) 铝溶液在铜管内凝结成铜铝复合铸锭；
(6) 保温炉向右平移，导流管上升，操作台同时上升并右转90度至新工位，继而将铜铝复合铸锭输送到烘干炉内烘干；
(7)烘干后的铜铝复合铸锭送到轧头机轧头后送入拉拔生产线，经 多道次连续冷拉形成铜铝复合汇流排。
所述保温炉内铝溶液保温的温度范围为750—800°C。所述导流管恒
定加热的温度为750°C。所述异形铜管浇注时匀速下降，速度为30mm/s。
操作台上升速度为lm/s，操作台下降速度为20—50mm/s ，操作台下降
速度优选30mm/s，冷却系统为循环水冷却，温度为室温。
为实现上述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，设计了铜铝复 合汇流排的铸锭、拉伸成型设备。如图1所示，包括铝熔化炉1，其下方 设有带有铝液阀门3的铝液保温炉2，保温炉2下设有水平导轨12，烘 干炉8、轧头机9和连续拉伸机10—字排列，与铝液阀门3下方连通有 导流管5、所述上下移动式导流管5外设有导流管恒定加热器4。导流管 下方的载有异形铜管13 (如图2所示)上下运动和水平转动的操作台6 滑动设置在垂直导轨11上，所述操作台6设有若干个工位，例如所述操 作台6设有四个十字型旋转工位。操作台6下方设有冷却水箱7，操作台 6侧面设有烘干炉8、轧头机9和连续拉伸机10构成连续流水生产线。
在铝熔化炉1内将铝熔化、去氧、除渣后浇入保温炉2，将装有异形 铜管13的操作台6沿垂直导轨11上升，使异形铜管13套在带有恒定加 热器4的导流管5外。打开铝阀门3，铝熔液通过导流管5流入异形铜管 13内，铝熔液流入的同时，操作台6匀速下降到冷却水箱7，当铝溶液 注满铜管时，铝液阀门3关闭。操作台6此时降至最低点而停止。经冷 却水箱7冷却，铝溶液在异形铜管13内凝结成铜铝复合铸锭14。保温炉 2向右沿水平导轨12平移，导流管5上升。操作台6同时上升，并右转 90度，将铜铝复合铸锭14输送到烘干炉8内，操作台6上装上新的异形 铜管13，导流管5下降，保温炉2沿水平导轨12向左复位，打开铝液阀 门3，重复进行上述步骤完成铸锭。烘干后的铜铝复合铸锭14送入轧头 机8轧头后进入拉拔生产线9，经多道次连续拉伸成铜铝复合汇流排。 该工艺中，铝熔液通过密封管道潜流式流入导流管5，由异形铜管13的中心轴位置注入到异形铜管13内，由下向上匀速浇注，异形铜管 13内的空气被铝溶液挤压由四周向上排出。因此，铜、铝复合界面没有 空气和污染，是固、液结合方式，从而保证铜、铝界面达到冶金结合状 态。该设备结构合理，操作程序化，自动化，适用于长度定尺非连续的
铜、铝复合汇流排的生产。
权利要求
1. 一种铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其特征在于包括下述步骤(1)熔化的铝液去氧、除渣，浇入保温炉(2)；(2)装有异形铜管(13)的操作台(6)上升套在恒定加热的导流管(5)上；(3)开启铝液阀门(3)，铝液从保温炉(2)通过导流管(5)注入异形铜管(13)内，同时装有异形铜管(13)的操作台(6)匀速下降至冷却水箱(7)中冷却；(4)当铝液注满异形铜管(13)时，铝液阀门(3)自动关闭；(5)铝溶液在异形铜管(13)内凝结成铜铝复合铸锭(14)；(6)保温炉(2)向右平移，导流管(5)上升，操作台(6)同时上升并右转90度至新工位，继而将铜铝复合铸锭(14)输送到烘干炉(8)内烘干；(7)烘干后的铜铝复合铸锭(14)送到轧头机(9)轧头后送入拉拔生产线，经多道次连续冷拉形成铜铝复合汇流排。
2、 根据权利要求1所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其 特征在于所述保温炉(2)内铝溶液保温的温度范围为750—80(TC。
3、 根据权利要求2所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺， 其特征在于所述导流管(5)恒定加热的温度为750°C。
4、 根据权利要求3所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺，其 特征在于:所述异形铜管(13)浇注时匀速下降，其速度为20—50mm/s。
5、 一种实现权利要求4所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺 的设备，其特征在于包括铝熔化炉(1)，其下方设有带有铝液阀门(3) 的铝液保温炉(2)、冷却水箱(7)，烘干炉(8)、轧头机(9)和连续拉 伸机(10)，其特征在于在所述铝液阀门(3)下方连通有导流管(5)、 导流管(5)下方的载有异形铜管(13)上下运动和水平转动的操作台(6) 滑动设置在垂直导轨(ll)上，操作台(6)下方设有冷却水箱(7)，操作台(6) 侧面设有烘干炉(8)、轧头机(9)和连续拉伸机(10)构成连续流水生产线。
6、 根据权利要求5所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其特征在于所述上下移动式导流管(5)外设有导流管恒定加热器(4)。
7、 根据权利要求6所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其 特征在于保温炉(2)下设有水平导轨(12)。
8、 根据权利要求7所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其 特征在于所述操作台(6)设有若干个工位。
9、 根据权利要求8所述铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型设备，其 特征在于所述操作台(6)设有四个十字型旋转工位。
全文摘要
本发明涉及一种电工材料的制造工艺和设备，特别涉及铜铝复合汇流排的铸锭、拉伸成型工艺及设备，提供一种能使铜、铝两种材料在固液状态下复合，界面无空气、无污染、保证达到冶金结合状态的、由铜铝双金属复合制备汇流排的铸锭拉伸生产工艺及设备，包括下述步骤熔化的铝液浇入保温炉，有异形铜管的操作台上升套在导流管上；铝液注入异形铜管内，操作台下降冷却、凝结、烘干、轧头、拉拔生产线，经多道次连续冷拉形成铜铝复合汇流排，外层用铜，内芯用铝制备汇流排既保持了铜表面抗氧化性能强，接触性能好的特性，又利用铝重量轻，价格低优点，以铝节铜，使界面达到冶金结合状态，工艺流程短，效率高，废品率低，耗能小，投资少，符合环保。
文档编号B22D7/00GK101433947SQ20071017726
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月13日 优先权日2007年11月13日
发明者吴孝华, 周仕安, 周章通, 张坚华, 张建峰, 李胜利, 赵守谦, 黄吉祥 申请人:北京华北华铜电气有限公司