專利名稱：匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種匯流排鑄錠的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備，具體地說，涉及一種由銅、鋁雙金屬 復(fù)合制備匯流排鑄錠的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。
背景技術(shù)：
電工匯流排普遍采用銅材制成，我國對匯流排的需求量較大，但我國是一個貧銅國家， 大量的銅需求導(dǎo)致銅材價格連年飆升，從2003年每噸1.4萬元上漲至如今的每噸7萬元，這 給匯流排生產(chǎn)及使用企業(yè)造成了很大的壓力。開發(fā)銅匯流排的替代品，降低匯流排的生產(chǎn)成 本已成為當(dāng)務(wù)之急。鋁也是優(yōu)良的導(dǎo)電材料，且我國的鋁資源相當(dāng)豐富，但鋁材在空氣中極易氧化，影響結(jié) 合面的導(dǎo)電性能，因此如何利用銅、鋁材料的各自優(yōu)勢，開發(fā)銅鋁復(fù)合材料匯流排引起了眾 多研究者的廣泛關(guān)注，其中銅鋁的復(fù)合方法是研究的難點。目前已有采用包覆焊接法進(jìn)行銅 鋁復(fù)合，將清洗過的銅帶包覆在處理過的鋁排上，再用氬弧焊焊接，然后進(jìn)行軋制和熱處理。 還有采用軋制壓接法進(jìn)行銅鋁復(fù)合，即在鋁排的兩寬面通過機(jī)械壓力將銅帶壓上去。這些復(fù) 合方法均使銅鋁在固相結(jié)合，復(fù)合時界面可能會受到微量水氣、雜質(zhì)等的污染，其界面的結(jié) 合強(qiáng)度較低，匯流排在進(jìn)行機(jī)械加工時容易產(chǎn)生分層，影響產(chǎn)品載流量，且廢品率高，生產(chǎn) 效率低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種由銅、鋁雙金屬復(fù)合制備匯流排鑄錠的生產(chǎn)工藝， 能使銅鋁兩種材料在真空、無污染、半固態(tài)下進(jìn)行復(fù)合，從而保證了銅鋁界面達(dá)到冶金結(jié)合 的效果。本發(fā)明的技術(shù)方案如下匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，包括下述步驟(1) 將銅、鋁兩種金屬分別熔化后進(jìn)行保溫；(2) 通過連續(xù)拉錠使銅熔液凝固結(jié)晶成環(huán)形的外殼；(3) 將鋁熔液導(dǎo)入上述環(huán)形外殼內(nèi)凝固結(jié)晶，使鋁與銅結(jié)合成銅鋁復(fù)合錠。 所述銅金屬熔化后進(jìn)行保溫的溫度為1100 1200°C;所述鋁金屬熔化后進(jìn)行保溫的溫度為700 800°C;連續(xù)拉錠的拉錠速度為4 5mm/s;所述環(huán)形的外殼可以為圓環(huán)形、橢圓環(huán)
形或者方環(huán)形；所述銅熔液凝固結(jié)晶的溫度低于1080°C;所述鋁熔液凝固結(jié)晶的溫度低于650 °C。本發(fā)明還提供了一種銅鋁匯流排生產(chǎn)設(shè)備，以完成上述生產(chǎn)工藝。該生產(chǎn)設(shè)備包括牽引 機(jī)、冷卻器，其特征在于還包括鋁保溫爐、銅保溫爐、導(dǎo)流一復(fù)合器；所述導(dǎo)流一復(fù)合器 置于兩個保溫爐的熔池底部，包括鋁液入口、銅液入口、鋁液導(dǎo)流管、銅液導(dǎo)流管、復(fù)合腔， 所述銅液導(dǎo)流管環(huán)繞于鋁液導(dǎo)流管的外圍，所述復(fù)合腔位于導(dǎo)流一復(fù)合器的熔液流出端。所述導(dǎo)流一復(fù)合器可以采用石墨材料制成。所述導(dǎo)流_復(fù)合器與保溫爐之間可以采用法 蘭連接。本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程短，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)設(shè)備投資小，適用于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。所生 產(chǎn)的復(fù)合錠的銅鋁界面可達(dá)到冶金結(jié)合的效果，從而使軋制后的匯流排具有導(dǎo)電性好，抗腐 蝕、抗氧化能力強(qiáng)，重量輕，成本低等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)設(shè)備示意圖； 圖2為圖1中導(dǎo)流一復(fù)合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。圖l所示為本發(fā)明匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)設(shè)備，包括鋁保溫爐l、銅保溫爐2、導(dǎo)流一 復(fù)合器3、牽引機(jī)4 (圖中只示意出牽引機(jī)的引錠頭)、冷卻器5。由圖1中可見，導(dǎo)流一復(fù) 合器3位于兩個保溫爐的熔池底部，保溫爐內(nèi)分別設(shè)有鋁液入口塞棒6和銅液入口塞棒7以 控制熔液流入導(dǎo)流一復(fù)合器3內(nèi)。圖2所示為導(dǎo)流一復(fù)合器3的結(jié)構(gòu)示意圖，包括鋁液入口 8、鋁液導(dǎo)流管9、銅液入口 10、銅液導(dǎo)流管11、復(fù)合腔12。實際生產(chǎn)時，分別將熔化后的鋁和銅注入鋁保溫爐1和銅保溫爐2，溫度分別設(shè)定在700 800'C和1100 120(TC。首先拉動銅液入口塞棒7，使銅液由銅液入口 10流入銅液導(dǎo)流管11。 牽引機(jī)4的引錠頭此時位于復(fù)合腔12內(nèi)，引錠頭的頂部有兩個鍥形槽，當(dāng)銅液流入鍥形槽內(nèi)， 以4 5mm/s的速度連續(xù)拉錠，并啟動冷卻器5，使銅液順著復(fù)合腔12的內(nèi)壁凝固結(jié)品成環(huán) 形的外殼。當(dāng)銅液溫度降至70(TC以下時，拉動鋁液入口塞棒6，使鋁液由鋁液入口8流入鋁 液導(dǎo)流管9中，鋁液順著導(dǎo)流管流入已形成的銅外殼內(nèi)，在冷卻器5的作用下凝固結(jié)晶，與 銅結(jié)合成環(huán)形的銅鋁復(fù)合錠。
權(quán)利要求
1.匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，包括下述步驟(1)將銅、鋁兩種金屬分別熔化后進(jìn)行保溫；(2)通過連續(xù)拉錠使銅熔液凝固結(jié)晶成環(huán)形的外殼；(3)將鋁熔液導(dǎo)入上述環(huán)形外殼內(nèi)凝固結(jié)晶，使鋁與銅結(jié)合成銅鋁復(fù)合錠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述銅金屬熔化后 進(jìn)行保溫的溫度為U00 120(TC。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述鋁金屬熔化后進(jìn)行保溫的溫度為700 800°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，其特征在于連續(xù)拉錠的拉錠速 度為4 5mm/s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述環(huán)形的外殼為 圓環(huán)形、橢圓環(huán)形或者方環(huán)形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述銅熔液凝固結(jié)晶的溫度低于1080'C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述鋁熔液凝固結(jié)晶的溫度低于65(TC。
8. 匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)設(shè)備，包括牽引機(jī)、冷卻器，其特征在于還包括鋁保溫爐、 銅保溫爐、導(dǎo)流一復(fù)合器；所述導(dǎo)流一復(fù)合器置于兩個保溫爐的熔池底部，包括鋁液入口、銅液入口、鋁液導(dǎo)流管、銅液導(dǎo)流管、復(fù)合腔，所述銅液導(dǎo)流管環(huán)繞于鋁液導(dǎo)流管的外圍， 所述復(fù)合腔位于導(dǎo)流 一 復(fù)合器的熔液流出端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)流一復(fù)合器由石墨材料制成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)流一復(fù)合 器與保溫爐之間采用法蘭連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種匯流排銅鋁復(fù)合錠的生產(chǎn)工藝及其設(shè)備，其工藝包括下述步驟(1)將銅、鋁兩種金屬分別熔化后進(jìn)行保溫；(2)通過連續(xù)拉錠使銅熔液凝固結(jié)晶成環(huán)形的外殼；(3)將鋁熔液導(dǎo)入上述環(huán)形外殼內(nèi)凝固結(jié)晶，使鋁與銅結(jié)合成銅鋁復(fù)合錠。該工藝的設(shè)備包括牽引機(jī)、冷卻器，其特征在于還包括鋁保溫爐、銅保溫爐、導(dǎo)流-復(fù)合器；所述導(dǎo)流-復(fù)合器置于兩個保溫爐的熔池底部，包括鋁液入口、銅液入口、鋁液導(dǎo)流管、銅液導(dǎo)流管、復(fù)合腔，所述銅液導(dǎo)流管環(huán)繞于鋁液導(dǎo)流管的外圍，所述復(fù)合腔位于導(dǎo)流-復(fù)合器的熔液流出端。本發(fā)明能使銅鋁兩種材料在真空、無污染、半固態(tài)下進(jìn)行復(fù)合，從而保證了銅鋁界面達(dá)到冶金結(jié)合的效果。
文檔編號B22D7/00GK101130204SQ20071011925
公開日2008年2月27日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者吳孝華, 周章通, 張堅華, 張建峰, 李勝利, 楊茂生, 趙守謙, 黃吉祥 申請人:北京華北華銅電氣有限公司