本发明涉及导电金属扁线，具体为一种高导铜包铝扁线制造方法。
背景技术：
1、在电气设备制造领域，传统的铜导线因其优异的导电性能被广泛应用，但随着对材料性能要求的不断提高以及成本控制的需要，传统铜导线的局限性逐渐显现。铜包铝扁线作为一种新型复合材料应运而生，其核心优势在于密度低、导电性好、机械强度高。导电性方面，通过优化铜层与铝芯的结合工艺，如采用氩弧焊接形成牢固的冶金结合，确保了良好的导电性能，电阻率可控制在较低水平。机械强度上，铜包铝扁线不仅具备铝芯的柔韧性，还兼具铜层的高强度。
2、在制造工艺上，从早期的包覆焊接发展到现在的连铸连轧等先进工艺，使得铜包铝扁线的生产更加高效、精确，能够满足不同规格和性能要求的订单需求。这些背景因素共同推动了高导铜包铝扁线制造方法的不断创新和发展，使其在变压器、电机等电气设备制造中发挥着越来越重要的作用。
3、高导铜包铝扁线在制造过程中，导电性方面，由于铜包铝扁线是铜层与铝芯的复合材料，其导电性能会受到铜层厚度、铜铝界面结合质量以及制造工艺等多种因素的影响。铜层过薄可能导致导电性能下降，而铜层过厚则会增加成本。此外，如果铜铝界面存在氧化层或结合不紧密，也会阻碍电子的流动，降低导电性。在高温退火过程中，虽然退火可以消除冷加工产生的内应力，提高材料的延展性和导电性，但也存在一些缺陷。高温退火可能导致铜铝界面生成金属间化合物层，当该层厚度超过一定限度时，界面结合强度会显著降低，使材料在使用过程中容易发生断裂。同时，高温退火还可能导致材料的晶粒长大，影响其机械性能和导电性能的稳定性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高导铜包铝扁线制造方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高导铜包铝扁线的制备方法，包括以下制备步骤：
3、（1）利用飞秒激光器，在氩气保护下以2-3j/cm2的能量密度对直径为3.0-5.0mm的高纯铝棒表面辐照，通过电子瞬时激发与超快冷却，冷却速率为1012-1013 k/s，在高纯铝棒表面生成50-100nm厚超洁净非晶层，随后将能量密度提升至3-5j/cm2，采用螺旋扫描路径，形成直径2-5μm的微米凹坑及50-200nm的边缘纳米线交织的多孔结构，制得飞秒激光预处理高纯铝棒；
4、（2）先通过160-200w的氩等离子体清洗预处理高纯铝棒3-5min，去除亚表层杂质，将清洗后的高纯铝棒进行原位真空预热，真空度为0.5mpa，温度为150℃，时间为1h，除去水汽；通过pvd沉积，沉积至10-20μm铜层；然后运用热壁型ald系统，配备铜前驱体输运模块进行ald沉积铜层，通过调节铜/铝循环比例，实现成分梯度；在150-250℃下进行沉积，前驱体脉冲时间为0.1-1s的铜/铝前驱体和0.5-2s的氢气脉冲；利用高纯氩气进行吹扫，时间为10-20s；形成3-5μm厚的梯度过渡层，制得梯度高纯铝棒；
5、（3）将铜片与梯度高纯铝棒经一组孔型辊冷弯成中间带铝芯的铜套管，用60-600m/min的速度、10-20％的道次减径率进行多道次拉拔加工，制备直径为0.3-3.0mm的圆细线，在1-2t横向磁场下通过液压施加80-120mpa压力，保压时间为10-20s，氮气氛围防止氧化，通过冷压焊制得铜包铝线；最后利用四辊精密轧机冷压，再低温退火，制得高导铜包铝扁线。
6、进一步的，所述铜包铝扁线的横断面中铜片包覆层面积比例为15％～40％， 厚度为0.02~0.05mm，扁线最大宽厚比为10：1。
7、进一步的，所述步骤（1）中飞秒激光波长为1030nm、脉冲宽度为300fs。
8、进一步的，所述步骤（1）中螺旋扫描的扫描速度为500mm/s，重叠率为15%。
9、进一步的，所述步骤（2）中pvd沉积为开启氩气，流量为20sccm，调节气压至5-10mtorr，以铜为靶材，施加50w低功率溅射5min，提升功率至300-400w，开始沉积。
10、进一步的，所述步骤（2）中以双（六氟乙酰丙酮）铜（ii）为铜源，铝为三甲基铝为铝源，氢气为还原剂。
11、进一步的，所述步骤（2）中梯度沉积时初始阶段100% 铜循环，逐步增加铝循环占比至5-10%，同时降低铜循环比例，保持铝和铜总比例为100％。
12、进一步的，所述步骤（2）中单循环厚度为0.05-0.1nm/循环。
13、进一步的，所述步骤（3）中厚铜片度为0.1-0.16mm。
14、进一步的，所述步骤（3）中冷压条件为：轧辊表面镀硬铬，初始轧制压力50mpa，逐步增至100mpa；宽厚比从3：1逐步压至10：1，轧制速度100-300m/min。
15、进一步的，所述步骤（3）中退火条件为：在管式退火炉中通入ar/h2混合气体，流量为10-20l/min，其中ar：h2的体积比=19：1，在80-120℃保温30-60min释放残余应力。
16、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
17、本发明利用飞秒激光预处理、气相沉积线渗结合冷压磁场成型，制备高导铜包铝扁线，以实现高强度、高导电性的效果。
18、首先，利用飞秒激光的脉冲能量被金属铝表层自由电子瞬间吸收，对金属铝表面改性技术，通过极短脉冲与材料的非线性相互作用，在冷压焊前对金属表面铝进行非热熔化-凝固，生成无氧化、无晶界的超洁净非晶层，大幅降低后续冷压焊的扩散激活能，实现低温高效原子结合，即为无需退火即可实现充分扩散从而避免高温退火导致脆性相生成（如cual2），降低扁线延展性；同时，飞秒激光脉冲瞬间气化表层氧化物，减少氧化物阻碍原子扩散，提升铜-铝界面结合强度；
19、其次，利用飞秒激光处理时诱导铝表面生成微纳多孔结构，随后在铝表面以pvd物理气相沉铜层，积金属铝的微米凹坑与原子层沉积铜渗入孔隙线形成“倒钩”结构，产生三维机械互锁；微米凹坑作为机械锚定，结合扩散通道的纳米网络结构，再加上ald原子层沉积梯度层，以铝-铝铜-铜的梯度成分作用于应力缓冲，实现铜铝原子级互扩散，避免脆性相集中，达到“宏-微-纳”三级协同强化，提高扁线导电性；
20、最后，通过冷压焊将铜片包覆高纯铝棒，确保铜铝界面原子级洁净结合，消除电阻跃升；在冷压焊过程中施加横向强磁场，诱导铜晶粒沿晶面择优取向，提升扁线导电率；然后经过冷压处理制备得到铜包铝扁线，致密成型与表面抛光能够最大化导电截面的有效利用，避免高温导致的晶粒长大，保留细晶组织，提升材料强度。
1.一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中飞秒激光波长为1030nm、脉冲宽度为300fs。
3.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中螺旋扫描的扫描速度为500mm/s，重叠率为15%。
4.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中pvd沉积为开启氩气，流量为20sccm，调节气压至5-10mtorr，以铜为靶材，施加50w低功率溅射5min，提升功率至300-400w，开始沉积。
5.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中以双（六氟乙酰丙酮）铜（ii）为铜源，铝为三甲基铝为铝源，氢气为还原剂。
6.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中梯度沉积时初始阶段100% 铜循环，逐步增加铝循环占比至5-10%。
7.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中单循环厚度为0.05-0.1nm/循环。
8.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中厚铜片度为0.1-0.16mm。
9.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中冷压条件为：轧辊表面镀硬铬，初始轧制压力50mpa，逐步增至100mpa；宽厚比从3：1逐步压至10：1，轧制速度100-300m/min。
10.根据权利要求1所述的一种高导铜包铝扁线的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中退火条件为：在管式退火炉中通入ar/h2混合气体，流量为10-20l/min，其中ar：h2的体积比=19：1，在80-120℃保温30-60min释放残余应力。