專利名稱：三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于金屬材料復合成形技術領域，具體涉及一種三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置。
背景技術：
銅具有良好的導電、導熱、耐腐和抑菌性能，因而被廣泛應用，但銅的密度大，價格高，資源比較短缺。而我國鋁資源比較豐富，鋁的密度較低，價格便宜，在許多領域已成為良好的代銅材料。然而鋁的導電、導熱性能不如銅，焊接、滅弧、耐磨等性能也較差，因此在某些場合，如開關、散熱片、過渡板等產(chǎn)品領域，以鋁直接替代銅是困難的。目前，一種結合了銅的高穩(wěn)定性和鋁的低成本優(yōu)點的銅鋁銅三層復合材料逐漸替代了純銅或純鋁材料，以其特殊的綜合性能，已廣泛地應用于電力、傳熱、軍工、電子計算機、電器元件、航空航天領域、汽車及民用等各個領域。目前，銅鋁銅三層復合材料的成形方法主要是固-固復合方法，通過鑄軋壓接法、包覆焊接法、爆破復合法、復合鑄錠熱軋法、連續(xù)擠壓焊接法等進行生產(chǎn)，存在生產(chǎn)工藝復雜、生產(chǎn)成本高、效率低、復合強度低等缺點。在公開號為CN101758071A的實用新型專利申請中公開了一種鋁與銅復合金屬板帶的生產(chǎn)方法，在該方法中將液態(tài)或半固態(tài)鋁或鋁合金和固態(tài)銅板帶進行無氧連續(xù)鑄軋，制得銅鋁復合板帶，該銅鋁復合板帶中的銅板帶和鋁液的結合強度達IOOMPa左右。該方法主要通過將銅板的結合面在線打磨至無氧化層，工藝較復雜，且因為采用機械打磨，使得在銅板帶的結合面上常存留有氧化物，影響鋁液和銅板帶的結合強度。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種適于使用釬劑來清除銅板帶表面殘留氧化物的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置采用如下技術方案一種三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，包括澆鑄時用于容納金屬熔液的澆鑄槽，澆鑄槽上開設有澆嘴，澆嘴底部開設有澆口，所述鑄軋復合成形裝置還包括位于澆口后方的與所述澆口對接的預成形焊接水平槽，預成形焊接水平槽由兩側成形擋板和底部支撐板組成，在澆口的下方設有用于將金屬板帶輸送至預成形焊接水平槽的底部支撐板上的下輸料輥，在下輸料輥與澆嘴的外周面之間留有用于供金屬板帶通過的下輸送通道，在預成形焊接水平槽上方設有用于將金屬板帶輸入預成形焊接水平槽中的上輸料輥，上輸料輥位于澆鑄槽的后方，在澆嘴上于澆口上方還設有向后延伸至所述上輸料輥的導流塊，該導流塊與上輸料輥之間留有用于供金屬板帶通過的上輸送通道，上輸送通道的最窄處的寬度大于通過此處的金屬板帶的寬度以在導流塊和金屬板帶之間形成與外界相連通的排渣縫隙，導流塊的朝向預成形焊接水平槽的底部支撐板的底面為從所述澆口附近沿向上傾斜的方向延伸至所述上輸送通道的上溢斜面，在預成形焊接水平槽的出料口處設置有用于對焊接復合體進行軋制的軋輥組。所述的上輸料輥和下輸料輥均為用于對輸送入預成形焊接水平槽中的金屬板帶進行預熱的預熱輥。所述的澆嘴的外周面上具有與所述下輸料輥外周面相對應的下圓弧段，所述的下輸送通道位于所述澆嘴的下圓弧段和下輸料輥外周面之間。所述的預成形焊接水平槽的進料口處的底部支撐板與下輸料輥相對接的位置處呈與下輸料輥的外周面相適配的圓弧結構。所述的導流塊的后側面上具有與所述上輸料輥外周面相對應的上圓弧段，所述的上輸送通道位于所述上圓弧段與上輸料輥之間。所述的預成形焊接水平槽的出料口處的底部支撐板與所述軋輥組中的位于預成形焊接水平槽下方的軋輥相對接的位置處呈與冷軋輥的外周面相適配接觸的圓弧結構。所述的澆口為縮口結構。本實用新型的有益效果是本實用新型所提供的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置在生產(chǎn)金屬復合板時，通過下輸料輥向預成形焊接水平槽中輸入作為母材的下金屬板帶，由澆口向預成形焊接水平槽中的下金屬板帶上澆鑄作為釬料的金屬熔液，金屬熔液在預成形焊接水平槽的兩側成形擋板、下金屬板帶及導流塊所圍成的預成形焊接水平槽中預成形，然后由上輸料輥向預成形焊接水平槽中輸入上金屬板帶，金屬液和上、下金屬板帶在預成形焊接水平槽中釬焊焊接成焊接復合體，焊接復合體中的鋁液呈半固態(tài)形狀，最后由軋輥組將從預成形焊接水平槽的出料口處輸出的復合體軋至所要求的厚度并使半固態(tài)形狀的金屬鋁液冷卻凝固。本實用新型所提供的釬焊鑄軋裝置工作時，涂抹在金屬板帶的結合面上的釬劑與金屬熔液及金屬板帶結合面上的殘留氧化物反應的生成物和反應后殘存的釬劑的密度比金屬熔液密度小，因而該生成物和殘存的釬劑浮在上溢斜面處和通過所述的導流塊和上金屬板帶之間的排渣縫隙向上溢出，不會跟隨隨金屬熔液進入焊接復合體中，不影響金屬復合板帶的質量。上述的這種裝置可以實現(xiàn)金屬復合板帶的連續(xù)復合成形，生產(chǎn)效率高，而對于金屬復合板帶來講，采用釬焊鑄軋方法成形，成品結合強度高，尺寸精度高，表面質量好，整個工藝流程短，設備簡單。本實用新型中涂抹在金屬板帶上的釬劑可以最大限度的去除結合面上的殘余氧化物，結合表面更潔凈，濕潤性更好，因而具有較高的結合強度。而焊接通道的存在，使得金屬熔液和金屬板帶在高溫下接觸時間長，增強了結合面間的金屬原子的擴散，其結合強度更高。

圖I是本實用新型所提供的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置一種實施例的結構示意圖。
具體實施方式
如I所示，一種三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置的實施例，該實施例中的鑄軋復合成形裝置包括澆鑄時用于容納鋁液I的澆鑄槽2，澆鑄槽2的底部設置有澆 嘴15，澆嘴包括傾斜澆道，傾斜澆道的出料端設置有澆口 11，在本實施例中，澆口 11呈縮口結構。所述鑄軋復合成形裝置還包括位于澆口后方的與所述澆口對接、且用于焊接成形復合體8的預成形焊接水平槽，該頂部開口的預成形焊接水平槽由兩側成形擋板和底部支撐板9組成(圖中的兩側形成擋板未畫出)，在澆口 11的下方設有用于將下銅板帶輸送至預成形焊接水平槽的底部支撐板9上的下輸料輥12，在下輸料輥12與澆嘴的外周面之間留有用于供下銅板帶13通過的下輸送通道，澆嘴15的外周面上具有與所述下輸料輥外周面相對應的下圓弧段，所述的下輸送通道位于所述下圓弧段和下輸料輥外周面之間，且預成形焊接水平槽的進料口處的底部支撐板9與下輸料輥12相對接的位置處呈與下輸料輥的外周面相適配的圓弧結構。在預成形焊接水平槽的上方設置有用于將銅板帶輸入預成形焊接水平槽中的上輸料輥4，上輸料輥4位于澆鑄槽2的后方，澆嘴上于澆口上方一體設置有向后延伸至所述上輸料輥的導流塊11，在導流塊11與上輸料輥4之間留有用于銅板帶通過的上輸送通道，導流塊11的后側面上具有與所述上輸料輥外周面相對應的上圓弧段，所述的上輸送通道位于所述上圓弧段與上輸料輥4之間，上輸送通道的最窄處的寬度大于通過此處的金屬板帶的寬度以在導流塊和金屬板帶之間形成與外界相連通的排渣縫隙，而導流塊11的朝向預成形焊接水平槽的底部支撐板的底面為從所述澆口附近沿向上傾斜的方向延伸至所述上輸送通道的上溢斜面10，該上溢斜面將由釬劑與鋁液及銅板帶上的殘留氧化物反應得到的生產(chǎn)物引導至所述導流塊和上銅板帶之間的排渣縫隙中，所述生成物從排渣縫隙中以氣體形式溢出。在預成形焊接水平槽的出料口處設置有用于對焊接復合體8軋制的軋輥組，軋輥組由上下布置的兩個軋輥組成，兩軋輥分別為上軋輥5和下軋輥7，兩軋輥配合使用對金屬復合板帶進行軋制，本實施例中的軋輥為水冷軋輥，為提高鑄軋質量，預成形焊接水平槽的出料口處的底部支撐板9與所述下冷軋輥7相對接的位置處呈與下冷軋輥的外周面相適配接觸的圓弧結構。優(yōu)選的，上述實施例中的上輸料輥4和下輸料輥12上述實施例中的兩輸料輥用于對輸入焊接槽的銅板帶提供運動動力，且可以對使銅板帶在進入焊接通道前對其進行預熱。輸料輥內設置有電加熱裝置，對銅板帶進行預熱是為了保證焊接溫度。在其他實施例中，對于銅板帶厚度較小而鋁基體較厚的情況，特別是在預成形焊接水平槽中的兩銅板帶之間的鋁基體厚度大于銅板帶厚度的5倍時，也可以不對銅板帶進行預熱，省去預熱工序，整個裝置更加簡單。上述實施例中的下輸料輥與澆嘴的外周面之間留有用于供下銅板帶通過的下輸送通道，上輸料輥與導流塊的后側面之間留有用于供上銅板帶通過的上輸送通道，為防止鋁液流失，上述的下輸送通道以銅板帶的厚度為準。而上輸送通道則是在銅板帶的厚度基礎上再加上一個排渣縫隙，該排渣縫隙可以使釬劑與殘留氧化物反應的生成物及殘存的釬劑能夠向上溢出。在下銅板帶通過下輸送通道時，下銅板帶將呈外凸的圓弧結構，為便于下銅板帶通過時不損傷下銅板帶的涂抹有釬劑的結合面，在上述實施例中，澆嘴的外周面上具有與所述下輸料輥外周面相對應的下圓弧段，所述的下輸送通道位于所述下圓弧段和下輸料輥外周面之間，所述下圓弧段與通過下輸送通道的下銅板帶相適配。在上銅板帶通過上輸送通道時，上銅板帶將成外的凸圓弧結構，在導流塊的后側面上具有上圓弧段，所述上輸送通道位于所述上圓弧段和上輸料輥的外周面之間。在上述實施例中，導流塊一體設置在澆嘴上，在其他實施例中，導流塊也可以通過其他固定方式固定在澆嘴上，如采用焊接固定或螺紋固定。 上述實施例中的澆口位于傾斜澆道的出料端，在其他實施例中，也可以不設置澆道，而將澆嘴的底部內腔設計呈三角形結構，三角形結構的底部內腔在澆鑄槽的側面上開設有澆口。上述實施例中的澆口為縮口結構，這樣可以有效的控制澆鑄槽向預成形焊接水平槽中輸入的鋁液的輸入速度，在其他實施例中，也可以不設置縮口結構，而將澆道設計成細徑結構來控制鋁液的輸入速度。上述實施例中所提供的釬焊法鑄軋復合成形裝置中，為說明問題采用了澆鑄槽進行澆注鋁液，實際上在大批量連續(xù)生產(chǎn)時，也可以采用一般連續(xù)鑄軋設備的澆注系統(tǒng)。上述實施例中的冷軋輥采用的是現(xiàn)有技術中的水冷軋輥，在其他實施例中，也可以采用現(xiàn)有技術中的其他結構的冷軋輥。當采用上述實施例中所提供的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置實施新的液-固復合鑄軋方法時，首先將上銅板帶3和下銅板帶13的除油除氧化皮后均勻涂敷一層釬劑后備用，生產(chǎn)時將上銅板帶3和下銅板帶13以涂有釬劑的面相向的分別有上輸料輥4和下輸料輥12輸送入預成形焊接水平槽中，并在經(jīng)過上輸料輥和下輸料輥時被預熱至350 400°C ;鋁液I經(jīng)精煉、除氣及靜置后，于690 730°C經(jīng)澆鑄槽的澆口 11注入到上、下兩銅板帶之間，鋁液與銅板帶接觸后，銅板帶表面的釬劑很快溶化，熔化的釬劑可以將銅鋁結合面上的氧化物去除，改善鋁液對銅板帶表面的潤濕性，實現(xiàn)兩者間的良好熔合形成焊接復合體；鋁液在對銅板帶加熱的同時，鋁液快速的進入半凝固狀態(tài)，隨后復合體由軋輥組進行軋制，并使其降低到鋁的固態(tài)溫度以下，得到所需厚度的金屬復合板帶6，其結構強度可到150MPa左右。作為釬料的鋁液與涂過釬劑的銅板帶接觸后實現(xiàn)釬焊焊接，釬劑與鋁液及銅板帶上的殘留氧化物反應的生成物及殘存的釬劑因密度小而上浮，而后儲存在上溢斜面10處，并沿上溢斜面移動至所述排渣縫隙中，并從排渣縫隙中溢出，生成物不會跟隨鋁液進入焊接復合體中，這樣就不會影響金屬復合板帶的焊接質量。上述實施例中所提供的一種三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置可以用于銅鋁銅三層金屬復合板帶的連續(xù)成形，其中，金屬熔液可以為純鋁或鋁合金熔液，金屬板帶可以為純銅或銅合金等材質，也可以用于其他金屬材料如銅、鋁等金屬熔液與鈦合金、不銹鋼等母材的金屬復合板帶的成形。上述中為說明清楚釬焊鑄軋裝置的使用方法時所引入的作為金屬熔液的鋁液及作為金屬板帶的銅板帶不能視為對權利要求內容的限定，不論澆鑄槽中的是否為鋁液或輸料輥送入預成形焊接水平槽中的母材是否為銅板帶，凡是使用上述的成形裝置進行金屬復合板帶的連續(xù)成形的都應落入本實用新型的保護范圍內。本實用新型所提供的鑄軋裝置成形的組合工藝實現(xiàn)復合板的成形。其與現(xiàn)有技術相比，具有以下實質性技術特點和顯著技術進步①、可以實現(xiàn)銅鋁復合板帶材的連續(xù)復合成形，生產(chǎn)效率高；②、鋁液是在封閉狀態(tài)下連續(xù)澆注的，不存在氧化污染現(xiàn)象；③、本工藝為連續(xù)釬焊成形方法，可以最大限度的去除結合面上的殘余氧化物，結合表面更潔凈，濕潤性更好，因而具有較高的結合強度。④、預成型焊接通道的存在，使鋁銅復合材料在高溫下接觸時間長，增強了結合面間的金屬原子的擴散，其結合強度更高，可達150MPa以上；⑤、本實用新型在鑄軋鋁板的同時實現(xiàn)與銅材結合，不需要對銅板帶進行在線清除氧化層，工藝流程短，設備簡單。[0031]⑥、采用軋制方法成形，制品尺寸精度高，表面質量好；⑦、本實用新型不僅可以用于純鋁或鋁合金與純銅或銅合金復合板帶的成形，也可以用于其它金屬材料如銅、鋁與鈦合金、不銹鋼等材料的復合板的成形。
權利要求1.三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，其特征在于包括澆鑄時用于容納金屬熔液的澆鑄槽，澆鑄槽上開設有澆嘴，澆嘴底部開設有澆ロ，所述鑄軋復合成形裝置還包括位于澆ロ后方的與所述澆ロ對接的預成形焊接水平槽，預成形焊接水平槽由兩側成形擋板和底部支撐板組成，在澆ロ的下方設有用于將金屬板帶輸送至預成形焊接水平槽的底部支撐板上的下輸料輥，在下輸料輥與澆嘴的外周面之間留有用于供金屬板帶通過的下輸送通道，在預成形焊接水平槽上方設有用于將金屬板帶輸入預成形焊接水平槽中的上輸料輥，上輸料輥位于澆鑄槽的后方，在澆嘴上于澆口上方還設有向后延伸至所述上輸料輥的導流塊，該導流塊與上輸料輥之間留有用于供金屬板帶通過的上輸送通道，上輸送通道的最窄處的寬度大于通過此處的金屬板帶的寬度以在導流塊和金屬板帶之間形成與外界相連通的排渣間隙，導流塊的朝向預成形焊接水平槽的底部支撐板的底面為從所述澆ロ附近沿向上傾斜的方向延伸至所述上輸送通道的上溢斜面，在預成形焊接水平槽的出料ロ處設置有用于對焊接復合體進行軋制的軋輥組。
2.根據(jù)權利要求I所述的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，其特征在于所述的上輸料輥和下輸料輥均為用于對輸送入預成形焊接水平槽中的金屬板帶進行預熱的預熱輥。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，其特征在干所述的澆嘴的外周面上具有與所述下輸料輥外周面相對應的下圓弧段，所述的下輸送通道位于所述澆嘴的下圓弧段和下輸料輥外周面之間。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，其特征在于所述的預成形焊接水平槽的進料ロ處的底部支撐板與下輸料輥相對接的位置處呈與下輸料棍的外周面相適配的圓弧結構。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，其特征在于所述的導流塊的后側面上具有與所述上輸料輥外周面相對應的上圓弧段，所述的上輸送通道位于所述上圓弧段與上輸料輥之間。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，其特征在干所述的預成形焊接水平槽的出料ロ處的底部支撐板與所述軋輥組中的位于預成形焊接水平槽下方的軋輥相對接的位置處呈與冷軋輥的外周面相適配接觸的圓弧結構。
7.根據(jù)權利要求I或2所述的三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，其特征在于所述的澆ロ為縮ロ結構。
專利摘要本實用新型公開了一種三層金屬復合板的釬焊法鑄軋復合成形裝置，包括預成形焊接水平槽，澆口下方設有下輸料輥，下輸料輥與澆嘴之間留有下輸送通道，預成形焊接水平槽上方設有上輸料輥，澆嘴上于澆口上方還設有導流塊，導流塊與上輸料輥之間留有上輸送通道，上輸送通道的最窄處的寬度大于通過此處的金屬板帶的寬度以在導流塊和金屬板帶之間形成與外界相連通的排渣間隙，導流塊的朝向預成形焊接水平槽的底部支撐板的底面為從所述澆口附近沿向上傾斜的方向延伸至所述上輸送通道的上溢斜面，預成形焊接水平槽出料口處設有軋輥組。釬劑與金屬熔液及金屬板帶結合面上的殘留氧化物反應的生成物通過所述排渣間隙溢出，不影響金屬復合板帶的質量。
文檔編號B21B1/38GK202366940SQ20112054793
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月25日 優(yōu)先權日2011年12月25日
發(fā)明者宋志真, 楊永順, 楊茜, 王慧萍, 虞跨海, 陳拂曉 申請人:河南科技大學