專利名稱：一種銅鋁復(fù)合板的連續(xù)復(fù)合成形方法及其復(fù)合成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的連續(xù)擠壓與壓接復(fù)合成形技術(shù)，特別涉及一種銅鋁復(fù) 合板材的制造方法及其配套成形裝置。
背景技術(shù)：
金屬銅具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐和抑菌性能，因而被廣泛應(yīng)用，但我國的銅資 源比較短缺，價格較高。而我國鋁資源比較豐富，鋁的密度較低，價格便宜，在許多領(lǐng)域已成 為良好的代銅材料。然而鋁的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能不如銅，焊接、滅弧、耐磨等性能也較差，因此 在某些場合，如開關(guān)、散熱片、過渡板等產(chǎn)品領(lǐng)域，以鋁直接替代銅是困難的。目前，一種結(jié) 合了銅的高穩(wěn)定性和鋁的低成本優(yōu)點的鋁銅復(fù)合材料逐漸替代了純銅或純鋁材料，鋁銅復(fù) 合材料以其特殊的綜合性能，已廣泛地應(yīng)用于電力、傳熱、軍工、電子計算機、電器元件、航 空航天領(lǐng)域、汽車等各個領(lǐng)域。30多年來，科技人員已對鋁銅復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝進行了較多的研究。1966年英 國學(xué)者研究出將帶有惰性氣體的液態(tài)鋁或其合金噴射到銅金屬表面，然后將金屬鋁與上述 覆有鋁的銅金屬在熱狀態(tài)下復(fù)合，從而得到鋁銅復(fù)合材料的復(fù)合工藝，但這種工藝制得的 復(fù)合材料中鋁與金屬銅基體的結(jié)合較差，復(fù)合金屬的強度較低；1981年日本學(xué)者研究出通 過冷軋將鎳箔覆蓋在鋁材上，然后將上述鋁材退火，再與經(jīng)退火的銅材通過冷軋，退火后得 到中間夾層為鎳的鋁銅復(fù)合材料的復(fù)合工藝，但采用軋制與退火復(fù)合工藝，其工藝復(fù)雜，提 高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，且冷軋道次的壓下率較高，對軋制設(shè)備的承載能力要求較高，設(shè)備笨 重，造價較高；1989年我國學(xué)者研究出將銅帶與鋁箔一起加熱至200°C，并軋制而得到覆有 鋁箔的銅帶，再將此帶與鋁帶熱軋，得到鋁銅復(fù)合材料的復(fù)合工藝，但采用冷、熱軋復(fù)合工 藝由于銅的氧化著色溫度較低(180°C )，因此銅帶的加熱溫度不可能很高，這就弱化了軋 前加熱而帶來的復(fù)合效果，因而需要二次加熱，工藝操作復(fù)雜，產(chǎn)品成本較高。目前比較成熟的制備方法是，對鋁芯外面和銅管內(nèi)面進行清除氧化膜，將鋁芯壓 入銅管內(nèi)，通過拉伸或軋制使銅管與鋁芯間固相結(jié)合，并形成所需外形尺寸的雙金屬材料。 產(chǎn)品表面光亮無缺陷，但其工藝復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通過連續(xù)擠壓焊接組合工藝制備鋁銅復(fù)合材料的連續(xù) 復(fù)合成形方法。該連續(xù)復(fù)合成形方法的技術(shù)方案是一種銅鋁復(fù)合板的連續(xù)復(fù)合成形方法，該方 法通過一套裝置先將鋁坯成形為板狀結(jié)構(gòu)并使其在封閉狀態(tài)下產(chǎn)生塑性變形成為鋁板基 材，再與兩塊銅板先后軋合形成在鋁板基材兩面復(fù)合銅板的三層復(fù)合板結(jié)構(gòu)，最后經(jīng)矯直 機構(gòu)進一步壓接與矯直成為復(fù)合板材或帶材；所述的裝置包括一對相對轉(zhuǎn)動設(shè)置擠壓配合 的擠壓輥和第一軋合輥，擠壓輥與第一軋合輥之間形成第一軋合區(qū)，在擠壓輥外圓周面上 靠近第一軋合區(qū)的入口處設(shè)有鋁材成型模，該鋁材成型模上設(shè)有與所述擠壓輥外圓周面相對間隔設(shè)置的內(nèi)凹柱面，在該內(nèi)凹柱面靠近第一軋合區(qū)入口處具有一段與擠壓輥的外周面 之間的間距沿送料方向逐漸縮小的彎弧段，該彎弧段與擠壓輥外圓周面之間構(gòu)成使鋁材產(chǎn) 生塑性變形的變形區(qū)；在第一軋合輥的外周面上對應(yīng)第一軋合區(qū)的出口設(shè)置有與第一軋合 輥外圓周面相對間隔設(shè)置的導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊朝向第一軋合輥的內(nèi)壁面與第一軋合輥的外周 面之間等距配合構(gòu)成導(dǎo)向通道，在靠近導(dǎo)向通道出口 處轉(zhuǎn)動設(shè)置有第二軋合輥，第二軋合 輥與第一軋合輥之間設(shè)有第二軋合區(qū)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種通過連續(xù)擠壓焊接組合工藝制備鋁銅復(fù)合材料 的連續(xù)復(fù)合成形裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)銅鋁復(fù)合板工藝復(fù)雜、成本較高的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的銅鋁復(fù)合板的連續(xù)復(fù)合成形裝置所采用的技術(shù)方案 是一種連續(xù)復(fù)合成形裝置，包括一對相對轉(zhuǎn)動設(shè)置擠壓配合的擠壓輥和第一軋合輥，擠壓 輥與第一軋合輥之間形成第一軋合區(qū)，在擠壓輥外圓周面上靠近第一軋合區(qū)的入口處設(shè)有 鋁材成型模，該鋁材成型模上設(shè)有與所述擠壓輥外圓周面相對間隔設(shè)置的內(nèi)凹柱面，在該 內(nèi)凹柱面靠近第一軋合區(qū)入口處具有一段與擠壓輥的外周面之間的間距沿送料方向逐漸 縮小的彎弧段，該彎弧段與擠壓輥外圓周面之間構(gòu)成使鋁材產(chǎn)生塑性變形的變形區(qū)；在第 一軋合輥的外周面上對應(yīng)第一軋合區(qū)的出口設(shè)置有與第一軋合輥外圓周面相對間隔設(shè)置 的導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊朝向第一軋合輥的內(nèi)壁面與第一軋合輥的外周面之間等距配合構(gòu)成導(dǎo)向 通道，在靠近導(dǎo)向通道出口處轉(zhuǎn)動設(shè)置有第二軋合輥，第二軋合輥與第一軋合輥之間設(shè)有 第二軋合區(qū)。在所述鋁材成型模的內(nèi)凹柱面上遠離第一軋合區(qū)的入口處還設(shè)有一段與所述擠 壓輥外圓周面等距配合的圓弧段，該圓弧段與擠壓輥外圓周面之間構(gòu)成初步咬合區(qū)，初步 咬合區(qū)與變形區(qū)該組成鋁板基材成形模腔。在所述第二軋合區(qū)的出口處設(shè)置還有矯直裝置，該矯直裝置包括兩相對間隔設(shè)置 的夾板，其中一個夾板靠近第一軋合輥的外周面，另一夾板靠近第二軋合輥的外周面，兩夾 板之間形成供復(fù)合板通過的壓接矯直腔，所述的壓接矯直腔沿所述第一軋合輥與第二軋合 輥之間的中心連線的垂線方向延伸。 在所述擠壓輥軸向的兩端分別徑向環(huán)設(shè)有擋沿，所述鋁材成型模沿擠壓輥軸向的 兩端及第一軋合輥的兩端分別與擠壓輥兩端的擋沿間隙配合。在所述復(fù)合成形裝置與第一軋合輥之間設(shè)置有第一靴塊，復(fù)合成形裝置與第一靴 塊緊密貼合，第一靴塊朝向第一軋合輥的端面為與第一軋合輥的外圓周面等距配合的弧 面，在第一靴塊與第一軋合輥之間構(gòu)成沿第一軋合輥外圓周面周向延伸、用于銅板輸入的
第一導(dǎo)向槽。在所述第一軋合輥靠近第一導(dǎo)向槽的入口處設(shè)置有與第一軋合輥夾持配合用于 夾送第一銅板的第一導(dǎo)輪，在第一銅板的送料方向上靠近第一導(dǎo)輪并列設(shè)置有用于清除第 一銅板軋合表面雜質(zhì)及氧化物的第一清理輥。在所述擠壓輥的外圓周面上靠近鋁材成型模轉(zhuǎn)動設(shè)置有同軸向的壓實輥，該壓實 輥與擠壓輥擠壓配合，壓實輥的兩端分別與所述擋沿間隙配合。在所述導(dǎo)向塊與第二軋合輥之間設(shè)置有第二靴塊，第二靴塊朝向第二軋合輥的端 面為與第二軋合輥外圓周面等距配合的弧面，在第二靴塊與第二軋合輥之間構(gòu)成沿第二軋 合輥外圓周面周向延伸的第二導(dǎo)向槽。
在靠近所述第二導(dǎo)向槽的入口處設(shè)置有與第二軋合輥夾持配合用于夾送第二銅 板的第二導(dǎo)輪，在第二銅板的送料方向上并列設(shè)置有用于清除第二銅板軋合表面雜質(zhì)及氧 化物的第二清理輥。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點 ①、本發(fā)明通過連續(xù)擠壓可以不間斷實現(xiàn)鋁板與銅板的復(fù)合生產(chǎn)，生產(chǎn)效率大為提高。②、本發(fā)明將銅材通過軋制和塑性變形形成合格的鋁板基材，簡化了生產(chǎn)工藝，降 低了生產(chǎn)成本，進一步的提高了生產(chǎn)效率。③、本發(fā)明采用鋁坯軋制及變形過程中自身產(chǎn)生的熱量為鋁坯及銅板實現(xiàn)預(yù)熱和 軋合溫度，無需另外連接加熱系統(tǒng)，降低了設(shè)備的能耗，從而降低了生產(chǎn)成本。④、本發(fā)明采用將鋁板基材與銅板通過軋合機構(gòu)壓接在一起，通過鋁板基材軋制 過程中產(chǎn)生的熱量實現(xiàn)鋁板基材與銅板的擴散焊接，其結(jié)合強度高，外觀質(zhì)量好。⑤、本發(fā)明的擠壓成形裝置的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，其不僅可以用于純鋁、鋁合金 與純銅、銅合金的復(fù)合板材成形，其也可以用于其它金屬材料如鎳、不銹鋼與銅、鋁及其合 金等材料的復(fù)合板的成形。


圖1為本發(fā)明的連續(xù)復(fù)合成形裝置具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的連續(xù)復(fù)合成形裝置的具體實施例如圖1所示(圖中箭頭方向為輥子的轉(zhuǎn) 動方向)，其包括一對擠壓配合的擠壓輥2和第一軋合輥8，擠壓輥2軸向的兩端徑向的環(huán)設(shè) 有擋沿使擠壓輥2的外周面上周向的形成擠壓槽19，在擠壓輥2的擠壓槽19中對應(yīng)設(shè)置 有壓實輥1，壓實輥1與擠壓輥2之間構(gòu)成軋制區(qū)30，壓實輥1與擠壓輥2配合將經(jīng)由軋制 區(qū)30的鋁坯料18初步軋制成板狀結(jié)構(gòu)。在擠壓輥2與第一軋合輥8之間設(shè)有第一軋合區(qū) 38，在靠近第一軋合區(qū)38的入口處設(shè)置有與擠壓輥2外圓周面配合的鋁材成型模3，該鋁材 成型模3朝向擠壓輥2的內(nèi)壁面上設(shè)有與擠壓輥2外圓周面相對間隔設(shè)置的內(nèi)凹柱面，該 內(nèi)凹柱面與擠壓輥2的軸向一致，該內(nèi)凹柱面沿擠壓輥2軸向的兩端與擠壓輥2兩端的擋 沿間隙配合使鋁材成型模3與擠壓輥2之間構(gòu)成一個模腔33，該內(nèi)凹柱面在送料方向上由 一段與擠壓輥2外圓周面之間等距間隙配合的圓弧段和一段與擠壓輥2外圓周面之間間距 沿送料方向逐漸縮小的彎弧段組成，圓弧段靠近模腔33的入口并與擠壓輥2外圓周面之間 構(gòu)成初步咬合區(qū)31，彎弧段靠近模腔33的出口并與擠壓輥2外圓周面之間構(gòu)成驅(qū)使鋁材產(chǎn) 生塑性變形的變形區(qū)32，初步咬合區(qū)31與變形區(qū)32共同構(gòu)成模腔33，模腔33在軸向的兩 端封閉、在送料方向上兩端開口呈帶狀結(jié)構(gòu)。在鋁材成型模3與第一軋合輥8之間還設(shè)置 有第一靴塊4，第一靴塊4與鋁材成型模3緊貼設(shè)置，該第一靴塊4朝向軋合導(dǎo)輥8的端面 設(shè)有沿軋合導(dǎo)輥8外周面周向延伸的內(nèi)凹弧面，第一靴塊4的內(nèi)凹弧面與軋合導(dǎo)輥8外周 面之間留設(shè)有供鋁板基材通過的間隙形成供第一銅板7通過進入第一軋合區(qū)38的第一導(dǎo) 向槽34。在靠近第一導(dǎo)向槽34的入口處設(shè)置有與第一軋合輥8對應(yīng)夾持配合、用于夾送第 一銅板7的第一導(dǎo)輪5，在第一銅板7經(jīng)過的路徑上還設(shè)置有用于清除第一銅板7表面雜質(zhì) 和氧化物的第一清理輥6。
在第一軋合輥8上對應(yīng)安裝有相互擠壓配合的第二軋合輥13，第二軋合輥13與第 一軋合輥8之間設(shè)有第二軋合區(qū)39。在第一軋合區(qū)38的出口處設(shè)置有一導(dǎo)向塊17，導(dǎo)向 塊17朝向第一軋合輥8的內(nèi)壁面沿第一軋合輥8的外圓周面周向延伸形成弧面，該導(dǎo)向塊 17的弧面與第一軋合輥8的外圓周面相對間隔設(shè)置，其間留有間隙構(gòu)成與第一軋合區(qū)38連 通的導(dǎo)向通道35。在導(dǎo)向塊17與第二軋合輥13之間設(shè)置有第二靴塊9，第二靴塊9朝向 第二軋合輥13的內(nèi)壁面沿第二軋合輥13的外周面周向延伸并與第二軋合輥13的外圓周 面相對間隔設(shè)置，在第二靴塊9與第二軋合輥13之間設(shè)有沿第二軋合輥13外圓周面延伸、 用于對第二銅板14進入到第二軋合區(qū)39進行導(dǎo)向的第二導(dǎo)向槽36，在靠近第二導(dǎo)向槽36 的入口處設(shè)置有與第二軋合輥13夾持配合、用于夾動第二銅板14的第二導(dǎo)輥16，在第二銅 板14經(jīng)過的路徑上設(shè)置有用于清除第二銅板14表面雜質(zhì)和氧化物的第二清理輥15。
在第二軋合區(qū)39的出口處還設(shè)有由兩相對間隔設(shè)置的夾板10、12圍成的壓接矯 直腔37，該壓接矯直腔37沿第一軋合輥8和第二軋合輥13中心連線的垂線方向延伸，其 中，夾板10的一端與第一軋合輥8的外周面間隙配合，夾板12的一端與第二軋合輥13的 外周面間隙配合。下面結(jié)合上述的擠壓成形裝置對本發(fā)明的復(fù)合成形方法進行描述如圖1所示， 首先將截面是圓形或矩形的鋁坯料18送入由壓實輥1與擠壓輥2之間的軋制區(qū)30中，在 壓實輥1與擠壓輥2的擠壓作用下，鋁坯18產(chǎn)生一定量的變形初步形成板狀材料，并能夠 與擠壓輥2間產(chǎn)生一定的咬合力，擠壓輥2帶動鋁坯料進入模腔33的初步咬合區(qū)31中；同 時，由壓實輥1和擠壓輥2與鋁坯18之間產(chǎn)生的摩擦熱及鋁坯18受擠壓變形產(chǎn)生的熱量 使鋁坯18自身具有了一定的溫度，實現(xiàn)對鋁坯18的預(yù)熱。初步咬合區(qū)31的厚度與初步成 形的板狀鋁材厚度相當，使得進入到初步咬合區(qū)31中的板狀鋁材與擠壓輥2之間具有足夠 的咬合力，由于初步咬合區(qū)31具有一定的長度，使得初步成形的板狀鋁材在初步咬合區(qū)31 中從擠壓輥2上可獲得足夠的驅(qū)動能量進入到變形區(qū)32中，板狀鋁材在鋁材成型模3的內(nèi) 壁面和擠壓輥2外周面的擠壓配合下產(chǎn)生塑性變形，形成一定厚度的鋁板基材從模腔33的 出口輸出進入第一軋合區(qū)38中。同時，第一銅板7先由第一清理輥7清除待軋合表面的雜 質(zhì)和氧化物后被第一導(dǎo)輪5和第一軋合輥8夾持經(jīng)由第一導(dǎo)向槽34送入到第一軋合區(qū)38 中與鋁板基材復(fù)合，鋁板基材與第一銅板7在第一軋合區(qū)38中被第一軋合輥8和擠壓輥2 配合軋制，鋁板基材在經(jīng)過變形區(qū)32中塑性變形時產(chǎn)生的熱量被帶到第一軋合區(qū)38中與 第一銅板7通過擴散焊接形成雙面復(fù)合板結(jié)構(gòu)；該雙面復(fù)合板由擠壓輥2和第一軋合輥8 配合向后夾送，通過由導(dǎo)向塊17和第一軋合輥8之間構(gòu)成的導(dǎo)向通道35，使雙面復(fù)合板脫 離擠壓輥2的表面而貼附于第一軋合輥8的外周面上，在導(dǎo)向通道35中，導(dǎo)向通道35的厚 度與雙面復(fù)合板的厚度相當，使得該雙面復(fù)合板與第一軋合輥8之間產(chǎn)生咬合由第一軋合 輥8帶動送入到第二軋合區(qū)39中。同時，第二銅板14被第二清理輥15清除了表面雜質(zhì)和 氧化物后由第二導(dǎo)輥16與第二軋合輥13配合夾持經(jīng)由第二導(dǎo)向槽36送入第二軋合區(qū)39 中，第二銅板14經(jīng)由第二導(dǎo)向槽36進入第二軋合區(qū)39后貼敷于鋁板基材的另一面上，第 二軋合輥13與第一軋合輥8擠壓配合將第二銅板14與雙層復(fù)合板軋制結(jié)合，使該第二銅 板14通過擴散焊接與雙面復(fù)合板連接形成兩層銅板夾一層鋁板的三層復(fù)合板結(jié)構(gòu)，該三 層復(fù)合板結(jié)構(gòu)被第一軋合輥8和第二軋合輥13夾持送入壓接矯直腔37中被兩夾板10、12 進一步夾持，使兩層銅板與中間的鋁板充分的結(jié)合，加強三層復(fù)合板之間的連接強度。
本發(fā)明的原理本發(fā)明采用擴散焊的方式，將待焊接的銅板和鋁板緊密貼合，在 一定溫度和壓力下保持一段時間，使接觸面之間的原子相互擴散而形成聯(lián)接。擴散焊過程 中影響焊接質(zhì)量的主要因素是溫度、壓力、擴散時間和表面清潔度。焊接溫度越高，原子擴 散越快，而對金屬材料特別是鋁及其合金等，加熱時會產(chǎn)生表面氧化從而影響焊接質(zhì)量，故 此，現(xiàn)有技術(shù)是在真空或保護氣體條件下進行，采用加熱設(shè)備對鋁板和銅板加熱到擴散焊 所需溫度，但這增加了成本和工藝的復(fù)雜程度，在很多情況下難以實現(xiàn)。而本發(fā)明中，經(jīng)初 步軋制成板狀結(jié)構(gòu)的鋁材的厚度與模腔的初步咬合區(qū)31相當、并在變形區(qū)32中擠壓變形， 同時，鋁材成型模3的兩端與擠壓輥2兩端的擋沿間隙配合，使得板狀鋁材在進入模腔后是 處于封閉狀態(tài)下成形為所需的板材而不會產(chǎn)生表面氧化；同時，壓實輥1與擠壓輥2在對鋁 坯進行初步軋制時與鋁坯之間產(chǎn)生摩擦熱，該摩擦熱可以對鋁坯和初步軋制成板狀結(jié)構(gòu)的 鋁材進行預(yù)熱；板狀鋁材在經(jīng)過模腔33中的變形區(qū)32時，板狀鋁材的兩個表面分別與鋁 材成型模3的內(nèi)壁面和擠壓輥2的外周面摩擦產(chǎn)生高熱，而且板狀鋁材產(chǎn)生塑性變形時也 會發(fā)出熱量，從而為鋁板與銅板之間的擴散焊提供了足夠的熱量而無需再另外安裝加熱裝 置，這些熱量通過擠壓輥2、鋁材成型模3、導(dǎo)向塊17及靴塊的熱傳導(dǎo)對各銅板實現(xiàn)了預(yù)熱。 本發(fā)明采用連續(xù)擠壓_擴散焊組合工藝實現(xiàn)復(fù)合板的成形，以壓實輥和擠壓輥的 旋轉(zhuǎn)摩擦作為動力，實現(xiàn)鋁板的塑性成形與加熱，再通過軋合后的適度保壓實現(xiàn)鋁板與銅 板的聯(lián)接，擴散焊接的壓力較小，材料可不產(chǎn)生宏觀塑性變形，產(chǎn)品具有較高的外觀質(zhì)量。 其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著技術(shù)進步
①、可以實現(xiàn)銅鋁復(fù)合板材的連續(xù)復(fù)合成形，生產(chǎn)效率高；
②、本工藝采用連續(xù)擠壓成形鋁材，并利用摩擦熱與變形能使坯料加熱，而對銅板的加 熱是通過高溫鋁板基材及鋁材成型模、靴塊和軋合導(dǎo)輥的導(dǎo)熱功能實現(xiàn)的，不需要安裝加 熱裝置對其進行預(yù)熱，從而簡化了工藝、降低了能耗并減少了材料的表面氧化；
③、鋁坯在連續(xù)擠壓變形時，表層面積增大，新生面大量增加，而結(jié)合面在封閉狀態(tài)下 不會被污染，低溫銅板在進入軋合區(qū)被加熱時也可以有效地與空氣隔離，從而有效地保證 了銅板與鋁板結(jié)合面的清潔，保證了焊接質(zhì)量；
④、采用輥壓將鋁坯直接壓制成板狀，省去了現(xiàn)有技術(shù)中鋁板的制作過程，使工序進一 步的簡化，特別適合用易氧化材料制作復(fù)合板的中間板；
⑤、鋁板的成形是圍繞擠壓輥的表面完成，不存在直角變形區(qū)，其成形力明顯減小。本發(fā)明不局限于上述實施例，在實際應(yīng)用中，壓實輥可以單獨的分離出去，與另一 個輥配合組成軋制機構(gòu)將鋁坯軋制成板狀結(jié)構(gòu)；該擠壓成形裝置的擠壓輥與第一軋合輥 之間的距離及第一軋合輥與第二軋合輥之間的距離均可以調(diào)整，以適合不同厚度板材的要 求；通過調(diào)整鋁材成型模、第一靴塊位置，可以改變鋁材的變形程度及鋁板的厚度；調(diào)整導(dǎo) 向塊、第二靴塊位置，可以適應(yīng)兩層復(fù)合板的厚度；調(diào)整兩夾板之間組成的壓接矯直腔的 厚度可以保證復(fù)合板的焊合質(zhì)量。另外，改變擠壓輥的擠壓槽寬度及相應(yīng)的壓實輥、軋合 輥、鋁材成型模、導(dǎo)向塊、各靴塊及壓接矯直腔的寬度，可以生產(chǎn)不同寬度的復(fù)合板；沿軸向 增加擠壓輥的長度，在擠壓輥的軸向上并列分段設(shè)計多組由相應(yīng)的壓實輥、鋁材成型模、靴 塊、軋合導(dǎo)輥及夾板構(gòu)成的成形裝置，可以同時生產(chǎn)多塊復(fù)合板材或帶材，進一步提高生產(chǎn) 效率。以上各種方案都是本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到的，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明提出的復(fù)合成形方法及裝置，其不僅可以用于純鋁、鋁合金與純銅、銅合金的 復(fù)合板材成形，其也可以用于其它金屬材料如鎳、不銹鋼等材料的復(fù)合板的成形。
權(quán)利要求
一種銅鋁復(fù)合板的連續(xù)復(fù)合成形方法，其特征在于，該方法通過一套裝置先將鋁坯成形為板狀結(jié)構(gòu)并使其在封閉狀態(tài)下產(chǎn)生塑性變形成為鋁板基材，再與兩塊銅板先后軋合形成在鋁板基材兩面復(fù)合銅板的三層復(fù)合板結(jié)構(gòu)，最后經(jīng)矯直機構(gòu)進一步壓接與矯直成為復(fù)合板材或帶材；所述的裝置包括一對相對轉(zhuǎn)動設(shè)置擠壓配合的擠壓輥和第一軋合輥，擠壓輥與第一軋合輥之間形成第一軋合區(qū)，在擠壓輥外圓周面上靠近第一軋合區(qū)的入口處設(shè)有鋁材成型模，該鋁材成型模上設(shè)有與所述擠壓輥外圓周面相對間隔設(shè)置的內(nèi)凹柱面，在該內(nèi)凹柱面靠近第一軋合區(qū)入口處具有一段與擠壓輥的外周面之間的間距沿送料方向逐漸縮小的彎弧段，該彎弧段與擠壓輥外圓周面之間構(gòu)成使鋁板基材產(chǎn)生塑性變形的變形區(qū)；在第一軋合輥的外周面上對應(yīng)第一軋合區(qū)的出口設(shè)置有與第一軋合輥外圓周面相對間隔設(shè)置的導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊朝向第一軋合輥的內(nèi)壁面與第一軋合輥的外周面之間等距配合構(gòu)成導(dǎo)向通道，在靠近導(dǎo)向通道出口處轉(zhuǎn)動設(shè)置有第二軋合輥，第二軋合輥與第一軋合輥之間設(shè)有第二軋合區(qū)。
2.一種連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，包括一對相對轉(zhuǎn)動設(shè)置擠壓配合的擠壓輥和 第一軋合輥，擠壓輥與第一軋合輥之間形成第一軋合區(qū)，在擠壓輥外圓周面上靠近第一軋 合區(qū)的入口處設(shè)有鋁材成型模，該鋁材成型模上設(shè)有與所述擠壓輥外圓周面相對間隔設(shè)置 的內(nèi)凹柱面，在該內(nèi)凹柱面靠近第一軋合區(qū)入口處具有一段與擠壓輥的外周面之間的間距 沿送料方向逐漸縮小的彎弧段，該彎弧段與擠壓輥外圓周面之間構(gòu)成使鋁材產(chǎn)生塑性變形 的變形區(qū)；在第一軋合輥的外周面上對應(yīng)第一軋合區(qū)的出口設(shè)置有與第一軋合輥外圓周面 相對間隔設(shè)置的導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊朝向第一軋合輥的內(nèi)壁面與第一軋合輥的外周面之間等距 配合構(gòu)成導(dǎo)向通道，在靠近導(dǎo)向通道出口處轉(zhuǎn)動設(shè)置有第二軋合輥，第二軋合輥與第一軋 合輥之間設(shè)有第二軋合區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，在所述鋁材成型模的內(nèi)凹 柱面上遠離第一軋合區(qū)的入口處還設(shè)有一段與所述擠壓輥外圓周面等距配合的圓弧段，該 圓弧段與擠壓輥外圓周面之間構(gòu)成初步咬合區(qū)，初步咬合區(qū)與變形區(qū)該組成鋁板基材成形 模腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，在所述第二軋合區(qū)的出口 處設(shè)置還有矯直裝置，該矯直裝置包括兩相對間隔設(shè)置的夾板，其中一個夾板靠近第一軋 合輥的外周面，另一夾板靠近第二軋合輥的外周面，兩夾板之間形成供復(fù)合板通過的壓接 矯直腔，所述的壓接矯直腔沿所述第一軋合輥與第二軋合輥之間的中心連線的垂線方向延 伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，在所述擠壓輥軸向 的兩端分別徑向環(huán)設(shè)有擋沿，所述鋁材成型模沿擠壓輥軸向的兩端及第一軋合輥的兩端分 別與擠壓輥兩端的擋沿間隙配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，在所述復(fù)合成形裝置與第 一軋合輥之間設(shè)置有第一靴塊，復(fù)合成形裝置與第一靴塊緊密貼合，第一靴塊朝向第一軋 合輥的端面為與第一軋合輥的外圓周面等距配合的弧面，在第一靴塊與第一軋合輥之間構(gòu) 成沿第一軋合輥外圓周面周向延伸、用于銅板輸入的第一導(dǎo)向槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，在所述第一軋合輥靠近第 一導(dǎo)向槽的入口處設(shè)置有與第一軋合輥夾持配合用于夾送第一銅板的第一導(dǎo)輪，在第一銅板的送料方向上靠近第一導(dǎo)輪并列設(shè)置有用于清除第一銅板軋合表面雜質(zhì)及氧化物的第一清理輥。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，在所述擠壓輥的外圓周面 上靠近鋁材成型模轉(zhuǎn)動設(shè)置有同軸向的壓實輥，該壓實輥與擠壓輥擠壓配合，壓實輥的兩 端分別與所述擋沿間隙配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，在所述導(dǎo)向塊與第 二軋合輥之間設(shè)置有第二靴塊，第二靴塊朝向第二軋合輥的端面為與第二軋合輥外圓周面 等距配合的弧面，在第二靴塊與第二軋合輥之間構(gòu)成沿第二軋合輥外圓周面周向延伸的第 二導(dǎo)向槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)復(fù)合成形裝置，其特征在于，在靠近所述第二導(dǎo)向槽的 入口處設(shè)置有與第二軋合輥夾持配合用于夾送第二銅板的第二導(dǎo)輪，在第二銅板的送料方 向上并列設(shè)置有用于清除第二銅板軋合表面雜質(zhì)及氧化物的第二清理輥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅鋁復(fù)合板的連續(xù)復(fù)合成形方法，該方法通過一套裝置先將鋁坯成形為板狀結(jié)構(gòu)并使其在封閉狀態(tài)下產(chǎn)生塑性變形成為鋁板基材，再與兩塊銅板先后軋合形成在鋁板基材兩面復(fù)合銅板的三層復(fù)合板結(jié)構(gòu)，最后經(jīng)矯直機構(gòu)進一步壓接與矯直成為復(fù)合板材或帶材；該裝置包括一對相對轉(zhuǎn)動設(shè)置擠壓配合的擠壓輥和第一軋合輥，擠壓輥與第一軋合輥之間形成第一軋合區(qū)，在擠壓輥外圓周面上靠近第一軋合區(qū)的入口處設(shè)有鋁材成型模，該鋁材成型?？拷谝卉埡蠀^(qū)入口處設(shè)有鋁材變形區(qū)；在第一軋合輥的外周面上對應(yīng)第一軋合區(qū)的出口設(shè)置有導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊朝向第一軋合輥的內(nèi)壁面與第一軋合輥的外周面之間等距配合構(gòu)成導(dǎo)向通道，在靠近導(dǎo)向通道出口處轉(zhuǎn)動設(shè)置有第二軋合輥，第二軋合輥與第一軋合輥之間設(shè)有第二軋合區(qū)。
文檔編號B21C37/02GK101934301SQ20101028906
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者于華, 楊永順, 楊茜, 虞跨海, 郭俊卿 申請人:河南科技大學(xué)