專利名稱：：爆炸焊接/軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是一種利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的能量作為能源，使被焊接的T2和鋁棒表面形成牢固的固相結(jié)合的銅鋁復(fù)合導(dǎo)電材料。屬于電力設(shè)備行業(yè)和爆炸焊接綜合
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排不僅具有銅的導(dǎo)電性好，導(dǎo)熱率高、接觸電阻低、外表美觀等優(yōu)點(diǎn)，而且還具有鋁的輕質(zhì)、耐磨、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。目前，國內(nèi)銅鋁復(fù)合導(dǎo)電材料的生產(chǎn)加工方法主要有軋制復(fù)合法、擠壓-拉拔法、火焰釬焊法等。軋制復(fù)合法生產(chǎn)的銅鋁復(fù)合導(dǎo)電材料在熱處理工藝中存在兩種缺陷一是銅鋁原子的熱運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散使機(jī)體金屬由點(diǎn)結(jié)合變?yōu)槊娼Y(jié)合，從而使結(jié)合強(qiáng)度變差，也使復(fù)合軋制時(shí)的殘余應(yīng)力得到消除；二是隨著溫度的增加銅鋁都產(chǎn)生了再結(jié)晶，且復(fù)合界面加厚，并有硬而脆的金屬間化合物生成，導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度和彎曲性能等急劇惡化。擠壓-拉拔法生產(chǎn)的銅鋁復(fù)合導(dǎo)電材料在擠壓過程中金屬流動(dòng)不均勻時(shí)，容易造成擠壓管材沿長度方向內(nèi)外層壁厚不均勻；容易產(chǎn)生外形波浪、界面呈竹節(jié)狀甚至硬層及破裂現(xiàn)象。火焰釬焊法生產(chǎn)的銅鋁復(fù)合導(dǎo)電材料由于熱輸入量大，變形量很難控制，因而界面結(jié)合強(qiáng)度不高，質(zhì)量差，機(jī)械化程度低，勞動(dòng)條件差。綜上所述，用以上方法大批量生產(chǎn)銅鋁復(fù)合材料還有壽命短等問題須待解決。而本發(fā)明用爆炸焊接加軋制這門特種焊接方法則可以解決以上問題。目前，尚未有采用爆炸焊接加軋制技術(shù)生產(chǎn)的爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排的文獻(xiàn)報(bào)道，采用爆炸焊接加軋制技術(shù)生產(chǎn)的爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排有以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)需要攻克。1、銅復(fù)層較薄，超薄金屬復(fù)合材料爆炸焊接加軋制裝藥參數(shù)的優(yōu)化與控制。2、銅為有色金屬，表面容易出現(xiàn)燒蝕、穿孔等缺陷。3、由于炸藥的稀疏波效應(yīng)，采用立式裝藥，藥厚密度難控制。
發(fā)明內(nèi)容本專利的是先將鋁棒與銅管爆炸復(fù)合后，在進(jìn)行一系列的爆后處理，最后再用油壓機(jī)和特制型模將復(fù)合棒沖壓成一定形狀及規(guī)格。本發(fā)明的技術(shù)方案爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排，其生產(chǎn)方法包括爆前處理、爆炸焊接、沖壓成型等工藝。一、爆前處理1、銅管采用專用工具對內(nèi)圓打磨、拋光。鋁棒采用布輪打磨、拋光外圓，使兩待結(jié)合面露出新鮮的金屬層。2、設(shè)計(jì)了一木質(zhì)底座，將鋁棒放置在中間，將銅管套在鋁棒上并四周留有一樣的間隙，在銅管底部放有小木塊，控制好銅管與木底座的間隙，有利于排氣。二、爆炸焊接工藝1、爆炸焊接炸藥的配方。為了保護(hù)銅管不被過燒，要選用非常規(guī)低爆速炸藥。通過多次試驗(yàn)，采用的炸藥爆速為20002500m/s為最佳。本發(fā)明采用乳化炸藥為主原料，并添加20%食鹽、5%珍珠巖、7%鋸粉等物質(zhì)。2、采用從上到下藥量逐步遞減的倒梯式方法裝藥，使炸藥均勻分布，保障復(fù)合率。3、采用新的保護(hù)層技術(shù)，復(fù)管表面保護(hù)層為二層油氈，爆炸焊接加軋制后，表面缺陷有明顯改善。三、沖壓成型-將爆后處理完畢的銅鋁復(fù)合導(dǎo)電棒，采用特制的工裝夾具，安放在特制的型模中，沖壓成特定的形狀及規(guī)格。爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排，其結(jié)構(gòu)包括采用質(zhì)地輕并且具有優(yōu)良導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能的鋁棒作為輥芯，與位于其圓周表面的優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電材料銅管冶金而強(qiáng)固的結(jié)合在一起。使用的包覆層銅管的主要化學(xué)成分組成為(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百分比計(jì))<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>鋁棒主要化學(xué)成分組成為(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百分比計(jì)):<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、牢固的銅鋁原子間結(jié)合兩種不同金屬材料之間在各種環(huán)境溫度中達(dá)到永久性的原子間結(jié)合。2、良好的導(dǎo)電性銅鋁體積比為20%的銅包鋁排電性能，與銅排相比其交流載流量是純銅的95%或以上。3、良好的力學(xué)性能具有良好的抗拉強(qiáng)度，可彎曲性和延伸率。4、復(fù)合界面結(jié)合強(qiáng)度高、壽命長、生產(chǎn)成本低、效率高、生產(chǎn)工藝簡單等。具體實(shí)施方式實(shí)施例1爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排的爆炸焊接加軋制。1、基復(fù)管材料規(guī)格及爆前準(zhǔn)備。T2為復(fù)管，其具有極強(qiáng)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能，厚度為4mm，長650mm，內(nèi)直徑70mm?；S采用鋁棒，其直徑為66mm，長600mm。銅管采用專用工具對內(nèi)圓打磨、拋光。鋁棒采用布輪打磨、拋光外圓，使兩待結(jié)合面露出新鮮的金屬層。2、爆炸焊接加軋制炸藥配方。本發(fā)明采用乳化炸藥為主原料，并添加并添加20%食鹽、5%珍珠巖、7%鋸粉等物質(zhì)。其炸藥爆速約為20002500m/s。3、裝藥厚度和間隙的確定。銅管和鋁棒之間間隙為2mm。4、復(fù)管表面的保護(hù)措施復(fù)管表面防過燒保護(hù)層為兩層油氈。經(jīng)檢測，本發(fā)明所述的爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排，其復(fù)合面剪切強(qiáng)度》80MPa，而且壽命長，可以根據(jù)生產(chǎn)需要加工成特定的形狀及規(guī)格，爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合銅排成功地實(shí)現(xiàn)了節(jié)省純銅金屬，合理使用了導(dǎo)電金屬材料，平均節(jié)約銅金屬70°%，銅排重量減輕50%以上。該產(chǎn)品技術(shù)充分利用鋁的高性能導(dǎo)電能力、低成本的材料價(jià)格與銅的高物理穩(wěn)定性、較低的接觸電阻復(fù)合為一體的新型導(dǎo)體材料。權(quán)利要求1、爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排，其特征是采用爆炸焊接加軋制、特殊低爆速炸藥配方技術(shù)、裝藥參數(shù)控制技術(shù)、表面保護(hù)技術(shù)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸焊接加軋制技術(shù)，是先將銅復(fù)管與鋁棒通過爆炸焊接復(fù)合在一起，在通過特殊規(guī)格的磨具制成特殊的形狀的銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的特殊低爆速炸藥配方技術(shù)，其特征是使用乳化炸藥為主原料，并添加20%~25%食鹽、5%珍珠巖、7%鋸粉等物質(zhì)，其炸藥爆速約為20002500m/s。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝藥參數(shù)控制技術(shù)，其特征是采用從上到下藥量逐步遞減的倒梯式方法裝藥，使炸藥均勻分布。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)有的表面保護(hù)技術(shù)，其特征是復(fù)管表面防過燒保護(hù)層為兩層油氈。全文摘要本發(fā)明采用特殊低爆速炸藥配方技術(shù)、裝藥參數(shù)控制技術(shù)、特種沖壓成型技術(shù)生產(chǎn)的爆炸焊接加軋制銅鋁復(fù)合導(dǎo)電排，完全可以替代純銅導(dǎo)電排，其結(jié)合強(qiáng)度高，生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)工藝簡單。文檔編號(hào)H01B5/02GK101537570SQ200910026379公開日2009年9月23日申請日期2009年4月22日優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日發(fā)明者建馮,劉華君,史和慶,權(quán)孫,曹舒楊,楊文芬申請人:南京潤邦金屬復(fù)合材料有限公司