專利名稱：一種銅包鋁合金線及其制備方法和生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅包鋁合金線、尤其是一種銅包鋁鎂鉻錳合金線及其制備方法和生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
銅包鋁合金線(包括銅包鋁鎂合金線等)是近幾年來快速發(fā)展起來的新型合成雙金屬線材，它以優(yōu)越的性能和低成本的優(yōu)勢(shì)將占領(lǐng)電話、電視、電子行業(yè)等通訊線纜的大部分領(lǐng)域。廣泛應(yīng)用于音頻、視頻連接線、電腦排線、音響線圈、汽車線纜、信號(hào)線纜及高頻傳輸用同軸射頻電纜等行業(yè)，作為更新?lián)Q代產(chǎn)品將逐步代替昂貴的純銅線，節(jié)約資源，降低成本，減輕重量，年用量大大提高，市場(chǎng)需要將越來越大。特別是直徑為0.06～0.32mm的微細(xì)銅包鋁合金線需求量更大。目前，關(guān)于銅包鋁、銅包鋼、銅包鋁鎂合金等復(fù)合導(dǎo)線的專利已有很多，但是大部分是采用鋁鎂合金芯表面包覆銅層，其生產(chǎn)方法基本上都是中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?8112410.0、名稱為“一種銅包鋁復(fù)合導(dǎo)線及生產(chǎn)工藝”所公開的方法，即“用金屬絲輪將充分退火后的銅帶(或銅管)和鋁棒表面氧化層去除后，采用包復(fù)法將鋁棒包入銅帶，并將銅帶彎成管狀，在保護(hù)氣體下焊合，或用套管法將鋁棒裝入銅管內(nèi)，制成復(fù)合坯料，再用拉伸、擠壓或軋制的辦法，將包復(fù)法或套管法制成的復(fù)合坯料加工變形至最終尺寸”。擠壓或軋制方法采用熱加工，其工藝比較麻煩，每變形一次都需要中間退火；而拉伸即拉撥采用的是冷加工，需要確定正確的拉撥速度及變形率(減徑率)，才能將復(fù)合坯料加工至最終尺寸。從鋁合金芯線的材質(zhì)而言，加入鎂元素的含量少了，鋁合金芯線的抗拉強(qiáng)度不夠，(即韌性好硬度差)；加入鎂元素的含量多了，鋁合金芯線的伸長率不夠，(即硬度好韌性差)；從生產(chǎn)工藝而言，用金屬絲輪去除銅帶和鋁棒表面氧化層的辦法極易造成銅末或鋁末夾雜或粘附在銅鋁結(jié)合界面，影響銅鋁結(jié)合界面冶金結(jié)合，在拉撥過程中易發(fā)生復(fù)合導(dǎo)線斷裂的現(xiàn)象，不能滿足微細(xì)銅包鋁合金線的要求；而且現(xiàn)有技術(shù)均在包覆工藝中采用大量堿溶液清洗鋁棒，涉及了廢液排放和污染環(huán)境問題。

發(fā)明內(nèi)容
改變和克服了常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了含多類元素如鎂、鉻、錳等的鋁合金芯線表面包覆銅層、并提高銅包鋁合金線界面結(jié)合度及表面光亮度，兼顧了銅包鋁合金線的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率，使該線能拉制成特細(xì)微的銅包鋁合金線，以擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)使包覆拉制方法及裝置更加合理簡便，去除了常規(guī)的金屬絲輪打毛工藝，避免了銅末或鋁末夾雜或粘附在銅鋁結(jié)合界面，可提高銅包鋁合金線的力學(xué)性能和光潔度，并降低成本。銅鋁粘合性更好，銅層與鋁合金芯線間無分層現(xiàn)象，鋁合金芯線的材料顯微組織均勻，晶粒微小，無明顯的微觀和宏觀偏析現(xiàn)象發(fā)生，鋁合金芯線材料的主要力學(xué)性能可達(dá)到抗拉強(qiáng)度348Mpa(最大值)，斷裂伸長率16％(最大值)。本發(fā)明的材料為銅包鋁合金線，其中的鋁合金芯線為鋁鎂鉻錳合金，其主要成份是鋁，作為添加成份的有鎂、鉻和錳。在鋁合金芯線中，鎂含量為0.8％～1.2％(重量)，鉻含量為0.4～1.1％(重量)，錳含量為0.7～1.3％(重量)，其它雜質(zhì)含量不大于0.8％(重量)。其余為鋁。其中的鋁和鎂經(jīng)過熔煉和拉撥處理可形成類似于鋁鎂高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)的高抗拉的金屬化合物Al，Mg，這種彌散顆粒的金屬化合物比普通的鋁合金更具有機(jī)械強(qiáng)度。其中的鉻經(jīng)熱熔煉和冷拉撥變形后可形成彌散顆粒的鉻離子，從而增加了基本硬度。其中的錳經(jīng)熱熔煉和冷拉撥變形后可與鋁形成Al，Mn金屬間化合物，這種彌散的粒子能使熱組織更趨穩(wěn)定，提高了抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率，也可使該鋁合金芯線制成的銅包鋁合金線能在拉撥微細(xì)級(jí)小線時(shí)不易斷裂。本發(fā)明的制造方法工藝和裝置嚴(yán)密，自動(dòng)化程度高，用該材料、方法工藝和裝置制成的銅包鋁合金線能滿足拉制成特細(xì)微的銅包鋁合金線的要求。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種銅包鋁合金線，在鋁合金芯線表面同心地包覆有銅層，銅層和鋁合金芯線冶金結(jié)合。
上述鋁合金芯線中鋁含量在95.6～97.6％之間，鎂含量為0.8％～1.2％，鉻含量為0.4～1.1％，錳含量為0.7～1.3％，其它雜質(zhì)含量不大于0.8％。上述的銅包鋁合金線可制成最小直徑為0.06mm的微細(xì)銅包鋁合金線。
一種制備上述的銅包鋁合金線的方法，包括以下步驟，包覆坯線鋁合金芯線放線—化學(xué)法前處理(包括除油—清洗—光亮處理—鈍化—烘干)—銅帶放帶—銅帶化學(xué)法前處理(包括銅帶除油—清洗—中和—清洗—鈍化—清洗—干燥)—銅帶定寬切邊—鋁桿調(diào)直進(jìn)線—銅帶縱包定徑—銅帶亞弧焊接—成型拉撥—銅包鋁合金線(坯線)牽引收線。上述包覆坯線工序一次性完成，是一套完整的工藝。并使銅層和鋁合金芯線冶金結(jié)合。連續(xù)包覆運(yùn)行速度為6～12m/min；拉撥定徑將上述銅包鋁合金線(坯線)，用拉絲機(jī)繼續(xù)進(jìn)行拉拔減徑，按所需規(guī)格(直徑)進(jìn)入下道拉撥減徑至相應(yīng)規(guī)格(直徑)的成品。在拉絲機(jī)上用105～145m/min的速度、13.2～17.8％的減徑率拉撥銅包鋁合金線(坯線)至直徑為2.05mm；調(diào)整拉撥速度為350～850m/min、減徑率為3.2～11.8％進(jìn)行拉撥至直徑為0.50mm；再調(diào)整拉撥速度為1600～2300m/min、減徑率為9～11.6％進(jìn)行拉撥至直徑為0.06mm或相應(yīng)(直徑)規(guī)格；退火處理將拉撥減徑后的銅包鋁合金線按成品規(guī)格(直徑)分類進(jìn)入退火工序，Φ2.05mm以上用井式退火爐退火，Φ2.05mm以下銅包鋁合金線(成品)用管式退火裝置退火；成品組合將退火后的銅包鋁合金線(成品)進(jìn)行組合分類、檢驗(yàn)、入庫。
一種生產(chǎn)上述的銅包鋁合金線的裝置，該裝置具備以下的形式特征a.從鋁桿放線至銅包鋁合金線(坯線)牽引收線為止，均連續(xù)生產(chǎn)，屬于直進(jìn)式串連包覆焊接拉制方法生產(chǎn)銅包鋁合金線、全套裝置為整套生產(chǎn)線、中間各環(huán)節(jié)均在線串連、電氣控制同步運(yùn)行、連續(xù)包覆運(yùn)行速度為6～12m/min。采用電腦直流同步控制器或交流變頻控制技術(shù)、電控柜手動(dòng)控制或液晶觸摸屏操作及顯示，自動(dòng)化程度較高，為保證產(chǎn)品質(zhì)量打下了基礎(chǔ)；b.化學(xué)法前處理工序(包括鋁桿和銅帶的化學(xué)法前處理)均在線串連同步連續(xù)進(jìn)行，前處理酸堿溶液均分別配備儲(chǔ)液箱和噴淋機(jī)構(gòu)、循環(huán)使用、中和處理后無廢液排放；c.各種化學(xué)法前處理溶液均采用恒溫加熱保溫，以保證在短時(shí)間內(nèi)的表面處理效果；d.銅包鋁合金線(坯線)前道拉撥(定徑)和后道成型拉撥(減徑)均在線串連同步進(jìn)行，減少了中間工序周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，縮短了生產(chǎn)周期，避免在工序周轉(zhuǎn)中銅鋁結(jié)合界面產(chǎn)生氧化膜而影響結(jié)合牢度。
具體的說，銅包鋁合金線及其制備方法和生產(chǎn)裝置是一種銅包鋁合金線，在鋁合金線表面同心地包覆有銅層，并可拉撥至最小規(guī)格特細(xì)微級(jí)Φ0.06mm。同時(shí)提高拉撥過程中的成品率和各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)與電性能指標(biāo)。
為改變現(xiàn)有工藝中前處理需用大量堿性溶液在池中浸泡清洗鋁合金芯線表面氧化層的不足，減少前處理工序和大量廢堿液排放。并去除了現(xiàn)有工藝中的用鋼絲刷子機(jī)進(jìn)行表面打毛處理的方法，減少了打毛處理造成的材料損耗，避免了銅末或鋁末夾雜或粘附在銅鋁結(jié)合界面，可提高銅包鋁合金線的力學(xué)性能和光潔度，提高了成品率。所述的直進(jìn)式串連包覆拉制法生產(chǎn)銅包鋁合金線的方法和裝置，采用在線處理的方式，簡化了工序周期無污染排放。前處理溶液循環(huán)使用，且可回收處理過程中的有色金屬泥，前處理溶液按濃度添加，不需排放，經(jīng)前處理的表面光潔無雜質(zhì)，有利于銅層包覆后的粘合牢固度。
為改變?cè)屑夹g(shù)上只保證銅包鋁合金線在Φ4mm以下才具有結(jié)合力的缺陷。本發(fā)明可使所述的銅包鋁合金線在Φ5.5mm時(shí)，即具有較好的結(jié)合力，滿足了市場(chǎng)需要。
為使銅包鋁合金線具有良好的力學(xué)性能和信號(hào)傳輸性能，所述的鋁合金芯線中鋁含量在95.6～97.6％之間，鎂含量為0.8％～1.2％，鉻含量為0.4～1.1％，錳含量為0.7～1.3％，其它雜質(zhì)含量不大于0.8％。根據(jù)使用場(chǎng)合的不同，所述的銅包鋁合金線的直徑為Φ0.06-Φ5.5mm。
為使銅包鋁合金線具有良好的導(dǎo)電性能，所述的銅包鋁合金線銅層體積比為5-30％。銅層重量比為14％-50％。
前述的制備方法，具有如下工藝流程鋁合金芯線放線—化學(xué)法前處理(包括除油—清洗—光亮處理—鈍化—烘干)—銅帶放帶—銅帶化學(xué)法前處理(包括銅帶除油—清潔—中和—清洗—鈍化—清洗—干燥)—銅帶定寬切邊—鋁合金芯線調(diào)直進(jìn)線—銅帶縱包定徑—銅帶亞弧焊接—成型拉撥—銅包鋁合金桿牽引收線—拉撥定徑—退火處理—成品組合分類。所有銅包鋁合金線(坯線)工序一次性完成，是一套完整的工藝。在銅包鋁合金線(坯線)拉撥至最終尺寸的過程中，優(yōu)選出更合理的拉撥速度和減徑率，減少拉撥過程中的銅包鋁合金線斷裂現(xiàn)象，提高了成品率，保證產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)更穩(wěn)定可靠，并可拉撥至最小直徑為0.06mm。擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，滿足市場(chǎng)需求。
工藝流程說明1.鋁合金芯線放線后經(jīng)過定徑拉撥使鋁桿在生產(chǎn)時(shí)保證其圓度，經(jīng)拉撥后的鋁合金芯線直接進(jìn)入除油清洗機(jī)構(gòu)，除油后的鋁桿再進(jìn)入清水清洗。清洗后的鋁合金芯(桿)線直接進(jìn)行化學(xué)法鈍化處理，(而不采用鋼絲刷子機(jī)進(jìn)行表面打毛處理)?；瘜W(xué)法鈍化處理的作用是要求鋁合金芯線在包覆銅帶時(shí)保證沒有氧化鋁膜，避免現(xiàn)有工藝進(jìn)行表面打毛處理所造成的材料損耗，并保證鋁和銅之間界面的結(jié)合強(qiáng)度?；瘜W(xué)法鈍化處理后的鋁合金芯線再進(jìn)入清水清洗，最后將清洗后的鋁合金芯線進(jìn)行干燥。干燥后的鋁合金芯線就完全可以滿足生產(chǎn)工藝的需要。
2.銅帶在開卷后直接進(jìn)入除油清洗機(jī)構(gòu)，除油后的銅帶再進(jìn)行清水清洗，清洗后的銅帶再進(jìn)入中和處理機(jī)構(gòu)對(duì)銅帶進(jìn)行酸性中和處理，再將處理后的銅帶進(jìn)行清水清洗，清洗后的銅帶還要進(jìn)行化學(xué)法鈍化處理。鈍化處理的作用是要求銅帶在和鋁合金芯線包覆時(shí)保證沒有氧化銅膜，避免現(xiàn)有工藝進(jìn)行表面打毛處理所造成的材料損耗，并保證銅和鋁之間界面的結(jié)合強(qiáng)度?；瘜W(xué)法鈍化后的銅帶再經(jīng)過清水清洗，最后將清洗后的銅帶進(jìn)行干燥，干燥后的銅帶就完全可以滿足生產(chǎn)工藝的需要。
3.當(dāng)銅帶經(jīng)過前面的工序后，再經(jīng)過壓邊、壓弧和成型工藝(縱包定徑、亞弧焊接、用在線拉絲機(jī)成型拉撥定徑二次)后生產(chǎn)出相應(yīng)規(guī)格的銅包鋁合金線。通過牽引到達(dá)液壓式收排線機(jī)將銅包鋁合金線整齊等距地卷取在標(biāo)準(zhǔn)工作盤上，完成整個(gè)包覆生產(chǎn)。制成銅包鋁合金線(坯線)，并使產(chǎn)品(坯線)在整個(gè)包覆過程中連續(xù)生產(chǎn)不落地、不停頓，從而保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，比現(xiàn)用工藝提高成品率5％，且可以生產(chǎn)2000米的大長度銅包鋁合金線(坯線)上述1、2、3步驟均在同時(shí)作業(yè)，連續(xù)生產(chǎn)，為了保證銅層和鋁合金芯線具有牢固的冶金結(jié)合，克服現(xiàn)有包覆技術(shù)多步法生產(chǎn)工藝的不足，減少周轉(zhuǎn)次數(shù)，避免多步法周轉(zhuǎn)過程中鋁合金芯線表面產(chǎn)生氧化層，影響與銅層的結(jié)合牢固度，采用了直進(jìn)式串連包覆焊接拉制法，即將鋁合金芯線直接進(jìn)行定徑—前處理—調(diào)直—縱包—焊接—拉撥—收卷工序，一次性完成。全過程在短短8分鐘內(nèi)完成所有工序，減少了鋁合金芯線表面產(chǎn)生氧化的可能性，大大提高了銅層與鋁合金芯線之間界面的結(jié)合度，使包覆后的銅包鋁合金線可直接進(jìn)入后道用拉絲機(jī)拉撥至相應(yīng)規(guī)格(直徑)的工序。
將上述銅包鋁合金線(坯線)按所需規(guī)格(直徑)進(jìn)入下道拉撥，在拉絲機(jī)上用105～145m/min的速度、13.2～17.8％的減徑率拉撥銅包鋁合金線(坯線)至直徑為2.05mm；調(diào)整拉撥速度為350～850m/min、減徑率為3.2～11.8％進(jìn)行拉撥至直徑為0.50mm；再調(diào)整拉撥速度為1600～2300m/min、減徑率為9～11.6％進(jìn)行拉撥至直徑為0.06mm或相應(yīng)(直徑)規(guī)格。
4.將拉撥減徑后的銅包鋁合金線(成品)按規(guī)格(直徑)分類進(jìn)入退火工序，Φ2.05mm以上用井式退火爐退火，Φ2.05mm以下用管式退火裝置退火。至符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)入成品組合分類、檢驗(yàn)、包裝入庫。前述的制備裝置，具有如下特征a.從鋁合金芯線放線至銅包鋁合金線(坯線)牽引收線為至，均連續(xù)生產(chǎn)，屬于直進(jìn)式串連包覆焊接拉制方法生產(chǎn)銅包鋁合金線、全套裝置為整套生產(chǎn)線、中間各環(huán)節(jié)均在線串連、電氣控制同步運(yùn)行、采用電腦直流同步控制器或交流變頻控制技術(shù)、液晶觸摸屏操作及顯示，自動(dòng)化程度較高，為保證產(chǎn)品質(zhì)量打下了基礎(chǔ)。
b.化學(xué)法前處理工序(包括鋁合金芯線和銅帶前處理)均在線串連同步連續(xù)進(jìn)行，前處理酸堿溶液均分別配備儲(chǔ)液箱和噴淋機(jī)構(gòu)、循環(huán)使用、無廢液排放。去除了現(xiàn)有工藝中的用鋼絲刷子機(jī)進(jìn)行表面打毛處理的方法，減少了打毛處理造成的材料損耗，提高了成品率。
c.各種前處理溶液均采用恒溫加熱保溫，以保證在短時(shí)間內(nèi)的表面處理效果。
d.前道拉撥(定徑)和后道成型拉撥(減徑)均在線串連同步進(jìn)行，減少的中間工序周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，縮短了生產(chǎn)周期，避免在工序周轉(zhuǎn)中產(chǎn)生氧化膜。
e.直進(jìn)式串連包覆拉制法生產(chǎn)銅包鋁合金線的裝置，包括1.鋁合金芯線放線機(jī)A.放線架B.定位結(jié)構(gòu)C.調(diào)直和過模機(jī)D.電器動(dòng)力機(jī)構(gòu)2.定徑拉撥牽引機(jī)A.拉絲模具B.模具調(diào)整機(jī)構(gòu)C.牽引機(jī)構(gòu)D.動(dòng)力機(jī)構(gòu)3.鋁合金芯線除油清洗機(jī)A.全方位高壓噴淋除油機(jī)B.全方位高壓噴淋清洗機(jī)C.加熱機(jī)構(gòu)D.儲(chǔ)液箱4.鋁合金芯線光亮清洗機(jī)A.全方位高壓噴淋光亮處理機(jī)B.全方位高壓噴淋清洗機(jī)C.儲(chǔ)液箱5.鋁合金芯線鈍化清洗機(jī)A.全方位高壓噴淋鈍化機(jī)B.全方位高壓噴淋清洗機(jī)C.儲(chǔ)液箱6.鋁合金芯線烘干機(jī)A.烘干機(jī)B.加熱功率7.銅帶放帶機(jī)A.雙2位開卷機(jī)B.位粉制動(dòng)器8.銅帶除油清洗機(jī)A.全方位高壓噴淋除油機(jī)B.全方位高壓噴淋清洗機(jī)C.加熱功率D.儲(chǔ)液箱9.銅帶光亮清洗機(jī)A.全方位高壓噴淋光亮機(jī)B.全方位高壓噴淋清洗機(jī)C.儲(chǔ)液箱10.銅帶鈍化清洗機(jī)A.全方位高壓噴淋鈍化機(jī)B.全方位高壓噴淋清洗機(jī)C.儲(chǔ)液箱11.銅帶烘干機(jī)
A.烘干機(jī)B.加熱功率12.鋁合金芯線調(diào)直機(jī)A.調(diào)直機(jī)B.定徑摸具13.定徑切邊縱包機(jī)A.切邊機(jī)構(gòu)B.預(yù)成型機(jī)構(gòu)C.包覆成型機(jī)構(gòu)D.過模機(jī)構(gòu)14.自動(dòng)雙頭氬弧焊機(jī)A.雙頭焊具及調(diào)整機(jī)構(gòu)B.氣源處理機(jī)構(gòu)C.位置調(diào)整機(jī)構(gòu)D.焊跡處理機(jī)構(gòu)15.成型拉撥牽引機(jī)A.拉絲模具B.模架結(jié)構(gòu)C.牽引機(jī)構(gòu)D.動(dòng)力機(jī)構(gòu)16.收排線機(jī)A.收線機(jī)(Φ630-Φ1200標(biāo)準(zhǔn)盤具)B.排線機(jī)構(gòu)C.液壓機(jī)構(gòu)D.盤具移動(dòng)機(jī)構(gòu)17.電器控制柜18.根據(jù)產(chǎn)品線徑選用相應(yīng)拉絲機(jī)配套19管式連續(xù)退火裝置本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
主要表現(xiàn)在1.銅帶和鋁合金芯線能通過一次性直進(jìn)式串連包覆焊接拉制實(shí)現(xiàn)牢固結(jié)合，減少拉撥前處理、包覆等周轉(zhuǎn)次數(shù)、由現(xiàn)有生產(chǎn)方式到Φ4.0mm以下才可結(jié)合提高到Φ5.5mm就可結(jié)合。
2.銅包鋁合金線的銅層厚薄可按需要范圍調(diào)節(jié)，適應(yīng)各行業(yè)的需求。
3.減少工序時(shí)間，防止產(chǎn)生銅鋁結(jié)合界面氧化膜，可提高銅鋁之間界面結(jié)合強(qiáng)度，也提高了抗拉強(qiáng)度和伸長率，適應(yīng)拉制特細(xì)微銅包鋁合金線，最小可拉制到Φ0.06mm。
4.減少了周轉(zhuǎn)次數(shù)，銅包鋁合金線(坯線)連續(xù)生產(chǎn)不落地，提高了表面質(zhì)量。
5.可生產(chǎn)2000米的大長度銅包鋁合金線(坯線)。
具體實(shí)施例方式一種銅包鋁合金線鋁合金芯線表面包覆有精軋銅帶，鋁合金芯線包括鋁鎂合金線、鋁鎂鉻錳合金線等。所述鋁合金芯線中鋁含量在95.6～97.6％之間，鎂含量為0.8％～1.2％，鉻含量為0.4～1.1％，錳含量為0.7～1.3％，其它雜質(zhì)含量不大于0.8％。銅包鋁合金線直徑為Φ0.06～Φ5.5mm；銅包鋁合金線中銅層重量比為14％～50％；體積比為5％～30％。
下面將通過優(yōu)選實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的力學(xué)性能比較，但本發(fā)明的內(nèi)容并沒有為該實(shí)施例所局限。(見表1)表1銅包鋁合金線中合金元素含量優(yōu)選試驗(yàn)力學(xué)性能比較

通過表1中的優(yōu)選數(shù)據(jù)比較，確定采用試驗(yàn)組號(hào)為11的優(yōu)選合金含量配方。即所述鋁合金芯線中鋁含量在95.6～97.6％之間，鎂含量為0.8％～1.2％，鉻含量為0.4～1.1％，錳含量為0.7～1.3％，其它雜質(zhì)含量不大于0.8％。(因6號(hào)配方的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率均明顯提高)。
一種銅包鋁合金線的制備方法，具有如下工藝流程1.選材按用途指標(biāo)選擇符合上述合金含量要求的鋁合金芯線。
2.預(yù)驗(yàn)抽樣驗(yàn)證鋁合金芯線的性能參數(shù)指標(biāo)，抽取鋁合金芯線樣品，將其分別拉撥到直徑為0.30mm、0.20mm、0.10mm，分別檢測(cè)其抗拉強(qiáng)度、延伸率、電阻率、導(dǎo)電率、密度。
3.定徑拉撥鋁合金芯線放線后，經(jīng)過定徑拉撥，使鋁合金芯線在生產(chǎn)時(shí)保證其圓度和表面質(zhì)量光滑。
4.鋁合金芯線除油清洗—鈍化清洗—干燥。(均采用化學(xué)法)5.銅帶開卷—除油清洗—中和處理—清洗—鈍化—清洗—干燥。(均采用化學(xué)法)6.鋁合金芯線調(diào)直—過模。
B.銅帶—壓邊—壓弧—成型—縱包定徑—?dú)寤『附印~包鋁合金線(坯線)成型拉撥結(jié)合。
C.牽引—銅包鋁合金線(坯線)收線上盤。
D.用拉絲機(jī)拉撥減徑至相應(yīng)規(guī)格將上述銅包鋁合金線(坯線)按所需規(guī)格(直)進(jìn)入下道拉撥，在拉絲機(jī)上用105～145m/min的速度、13.2～17.8％的減徑率拉撥銅包鋁合金線(坯線)至直徑為2.05mm；調(diào)整拉撥速度為350～850m/min、減徑率為3.2～11.8％進(jìn)行拉撥至直徑為0.50mm；再調(diào)整拉撥速度為1600～2300m/min、減徑率為9～11.6％進(jìn)行拉撥至直徑為0.06mm或相應(yīng)(直徑)規(guī)格。
7.退火處理將拉撥減徑后的銅包鋁合金線(成品)按規(guī)格(直徑)分類進(jìn)入退火工序，Φ2.05mm以上用井式退火爐退火，Φ2.05mm以下用管式退火裝置退火。
E.成品組合分類。
F.檢驗(yàn)、入庫。
該工藝流程中3-8項(xiàng)為連續(xù)一次性工藝。
一種銅包鋁合金線的制備裝置直進(jìn)式串連包覆焊接拉制法生產(chǎn)銅包鋁合金線的裝置鋁合金芯線經(jīng)放一--定徑拉撥后進(jìn)入除油清洗、清水清洗、化學(xué)法鈍化處理、清水清洗、烘干后在氬氣保護(hù)下進(jìn)入氬弧焊接機(jī)，銅帶在開卷后經(jīng)除油清洗、中和處理、清水清洗、化學(xué)法鈍化處理、清水清洗、干燥后經(jīng)過壓邊、壓弧、成型工藝、縱包定徑后進(jìn)行氬弧焊接，成型拉撥定徑使銅鋁界面結(jié)合通過牽引收排線機(jī)卷取在標(biāo)準(zhǔn)盤具上。鋁合金芯線與銅帶在分別在各道前處理機(jī)構(gòu)中通過，前處理溶液備有相應(yīng)的加熱控溫裝置，前處理溶液備有各自的儲(chǔ)液箱，可循環(huán)使用，無廢液排放。該裝置通過直流調(diào)速電機(jī)、減速器、雙齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的成型軋輥，在銅帶縱包成型焊接后，直接進(jìn)入減徑拉撥，通過拉撥減徑壓力，瞬時(shí)被吸收的壓力能量超過臨界值后，銅帶與鋁合金芯線之間由擠壓變形所產(chǎn)生的顆粒滲透。在銅鋁結(jié)合界面處快速形成微冶金結(jié)合的機(jī)理，結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)385N/mm2，使銅層與鋁合金芯線在界面處進(jìn)行原子擴(kuò)散，再通過拉撥減輕，逐步形成銅層與鋁合金芯線界面牢固的冶金結(jié)合。拉撥成型的銅包鋁合金線(坯線)經(jīng)牽引機(jī)和收排線機(jī)卷取在標(biāo)準(zhǔn)盤上，且收排線機(jī)設(shè)有液壓裝置，盤具移動(dòng)機(jī)構(gòu)和絲桿排線機(jī)構(gòu)。該銅包鋁合金線(坯線)的制備裝置為整套生產(chǎn)線，全部采用電腦直流同步控制器或交流變頻控制技術(shù)、串連同步運(yùn)行、操作界面為液晶觸摸屏操作、自動(dòng)化程度較高。后道拉撥減徑工藝按所需規(guī)格(直徑)選用塔積比為1∶1.05～1∶1.28之間相應(yīng)的拉絲機(jī)進(jìn)行拉撥減徑至所需(直徑)規(guī)格。退火處理選用帶自動(dòng)水循環(huán)冷卻密封裝置的井式退火爐和能連續(xù)退火的管式退火裝置，并帶有鍍錫裝置，以滿足各種規(guī)格(直徑)銅包鋁合金線進(jìn)行退火處理的不同要求。
按照上述的材料、制備方法和生產(chǎn)裝置制得的銅包鋁合金線，其力學(xué)性能與現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的銅包鋁鎂合金線的力學(xué)性能進(jìn)行比較，同樣在硬態(tài)(未經(jīng)退火處理)時(shí)比較的結(jié)果如表2所示。
表2優(yōu)選值對(duì)比(硬態(tài)Φ2.05時(shí))

注表2內(nèi)數(shù)值為10個(gè)樣本為一組所測(cè)得的最小值和最大值通過表2中的數(shù)據(jù)比較，已足以說明本發(fā)明的銅包鋁合金線是大大優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品的，(盡管在導(dǎo)電率方面與現(xiàn)有產(chǎn)品沒有顯著的區(qū)別，但在力學(xué)性能方面本發(fā)明是大大優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品的)，且銅鋁粘合性更好，銅層與鋁合金芯線間無分層現(xiàn)象，鋁合金芯線的材料顯微組織均勻，晶粒微小，無明顯的微觀和宏觀偏析現(xiàn)象發(fā)生，鋁合金芯線材料的主要力學(xué)性能可達(dá)到抗拉強(qiáng)度348Mpa(最大值)，斷裂伸長率16％(最大值)，更適合拉撥至微細(xì)級(jí)小規(guī)格(直徑)的銅包鋁合金線。擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，滿足市場(chǎng)需求。
權(quán)利要求
1.一種銅包鋁合金線，其特征在于在鋁合金芯線表面同心地包覆有銅層，銅層和鋁合金芯線冶金結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅包鋁合金線，其特征在于所述的鋁合金芯線中鋁含量在95.6～97.6％之間，鎂含量為0.8％～1.2％，鉻含量為0.4～1.1％，錳含量為0.7～1.3％，其它雜質(zhì)含量不大于0.8％。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的銅包鋁合金線，其特征在于所述的銅包鋁合金線可制成最小直徑為0.06mm的微細(xì)銅包鋁合金線。
4.一種制備權(quán)利要求1所述的銅包鋁合金線的方法，其特征在于a)包覆坯線鋁合金芯線放線—化學(xué)法前處理(包括除油—清洗—光亮處理—鈍化—烘干)—銅帶放帶—銅帶化學(xué)法前處理(包括銅帶除油—清洗—中和—清洗—鈍化—清洗—干燥)—銅帶定寬切邊—鋁桿調(diào)直進(jìn)線—銅帶縱包定徑—銅帶亞弧焊接—成型拉撥—銅包鋁合金線(坯線)牽引收線。上述包覆坯線工序一次性完成，是一套完整的工藝。并使銅層和鋁合金芯線冶金結(jié)合。連續(xù)包覆運(yùn)行速度為6ヘ12m/min；b)拉撥定徑將上述銅包鋁合金線(坯線)，用拉絲機(jī)繼續(xù)進(jìn)行拉拔減徑，按所需規(guī)格(直徑)進(jìn)入下道拉撥減徑至相應(yīng)規(guī)格(直徑)的成品。在拉絲機(jī)上用105～145m/min的速度、13.2ヘ17.8％的減徑率拉撥銅包鋁合金線(坯線)至直徑為2.05mm；調(diào)整拉撥速度為350ヘ850m/min、減徑率為3.2ヘ11.8％進(jìn)行拉撥至直徑為0.50mm；再調(diào)整拉撥速度為1600ヘ2300m/min、減徑率為9ヘ11.6％進(jìn)行拉撥至直徑為0.06mm或相應(yīng)(直徑)規(guī)格；c)退火處理將拉撥減徑后的銅包鋁合金線按成品規(guī)格(直徑)分類進(jìn)入退火工序，Φ2.05mm以上用井式退火爐退火，Φ2.05mm以下用管式退火裝置退火；d)成品組合將退火后的銅包鋁合金線(成品)進(jìn)行組合分類、檢驗(yàn)、入庫。5、一種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的銅包鋁合金線的裝置，具有如下特征a.從鋁桿放線至銅包鋁合金線(坯線)牽引收線為止，均連續(xù)生產(chǎn)，屬于直進(jìn)式串連包覆焊接拉制方法生產(chǎn)銅包鋁合金線、全套裝置為整套生產(chǎn)線、中間各環(huán)節(jié)均在線串連、電氣控制同步運(yùn)行、連續(xù)包覆運(yùn)行速度為6ヘ12m/min。采用電腦直流同步控制器或交流變頻控制技術(shù)、電控柜手動(dòng)控制或液晶觸摸屏操作及顯示，自動(dòng)化程度較高，為保證產(chǎn)品質(zhì)量打下了基礎(chǔ)；b.化學(xué)法前處理工序(包括鋁桿和銅帶的化學(xué)法前處理)均在線串連同步連續(xù)進(jìn)行，前處理酸堿溶液均分別配備儲(chǔ)液箱和噴淋機(jī)構(gòu)、循環(huán)使用、中和處理后無廢液排放；c.各種化學(xué)法前處理溶液均采用恒溫加熱保溫，以保證在短時(shí)間內(nèi)的表面處理效果；d.銅包鋁合金線(坯線)前道拉撥(定徑)和后道成型拉撥(減徑)均在線串連同步進(jìn)行，減少了中間工序周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，縮短了生產(chǎn)周期，避免在工序周轉(zhuǎn)中銅鋁結(jié)合界面產(chǎn)生氧化膜而影響結(jié)合牢度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅包鋁合金線及其制備方法和生產(chǎn)裝置。在鋁合金芯線、鋁鎂合金芯線等表面同心包覆有精軋銅帶，包覆后的銅包鋁合金線(坯線)通過拉絲機(jī)拉拔制備成各種規(guī)格的銅包鋁合金線。鋁合金芯線的鋁含量在95.6～97.6％之間，鎂含量為0.8％～1.2％，鉻含量為0.4～1.1％，錳含量為0.7～1.3％，其它雜質(zhì)含量不大于0.8％。工藝流程鋁桿放線—除油—清洗—光亮處理—化學(xué)法鈍化—烘干—銅帶放帶—銅帶除油—清洗—化學(xué)法鈍化—清洗—干燥—定寬切邊—鋁桿調(diào)直進(jìn)線—縱包定徑—?dú)寤『附印尚屠巍乙站€—拉拔減徑—成品組合分類。從鋁桿放線至牽引收線均在線串連一次性完成，且銅層和鋁桿線的結(jié)合牢固，適合于拉制特細(xì)規(guī)格，抗拉強(qiáng)度和伸長率比現(xiàn)有銅包鋁鎂合金線有較大提高，解決了以往產(chǎn)品價(jià)格高、環(huán)境污染和成品率低等技術(shù)問題，提高了成品率、降低生產(chǎn)成本、提高表面質(zhì)量，滿足人們對(duì)細(xì)微銅包鋁合金線的要求。
文檔編號(hào)H01B13/00GK1851833SQ20061004053
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者金亞東 申請(qǐng)人:金亞東