[发明专利]铜包铝扁线的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜包铝线生产方法，特别是一种铜包铝扁线的制造方法。适于电机、变压器和电器设备的绕组生产中使用。

背景技术

众所周知尽管纯铜电线具有的导电性能好，电阻小，机械强度大等优点，但是由于其价格较贵、重量大成本高，使其应用有一定的局限性。

基于上述原因近年来有铜包铝线问世，使两者的优点有机融合于一种导体中，在确保使用可靠性的前提下，既降低自重、成本，又能节省大量的铜材。因此一问世就有很强的竞争优势，在诸如低压配电、配电盘、电机控制中心、仪表板、母线箱、交架母线槽系统高压配电和发电机组等的供电系统中得到广泛应用。可是，在较大电流的电机、变压器和电器设备绕组生产中就无法取代铜扁导线。然而目前铜扁线在大功率电机及变压器、电器设备绕组生产中还大量应用。导致电机、变压器和电器设备自重大，铜材消耗多、成本高。但是到目前为止，还尚未发现有铜包铝扁线产品的报导。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种确保产品质量，性能稳定可靠、铜铝接触表面达到冶金结合、减轻自重节约铜材，又能保持铜的强度与表面化学质量、降低成本的铜包铝扁线的制造方法。

本发明的方法的工艺步骤如下：

(1)、在惰性气体保护下铜铝包覆、焊接；

(2)、铜包铝坯线经拉丝机的一系列拉丝模拉制，拉制时线的温度应低于240℃，并达到预定的总变形量；

(3)、装入又惰性气体保护的退火炉中，进行限制扩散层退火，达到预定的温度后，保温60-150分钟；

(4)、在轧辊直径与线径比相匹配的两辊平辊轧机上至少轧制一次，并达到预定尺寸；

(5)、轧制后的线坯，用矩形拉丝模，在拉拔机上进行成品拉拔，达到成品的几何尺寸；

(6)、在惰性气氛中进软化退火、收线。

所述的工序(1)中的铜包铝其铜的重量比在40-47％之间。

所述的工序(2)中，所说的总变形量不低于60％。

所述的工序(3)中的退火温度为290-350℃，所说的扩散层的厚度在0.02-0.08mm之间。

所述的工序(4)中所说的轧辊直径与线径比为25-50∶1。

本发明与现有技术相比，由于工艺安排合理，在保持线坯在一定温度下进行拉拔加工，产生大变形量之后进行限制扩散层退火，使铜铝接触表面之间相互扩散，以利形成最佳厚度的扩散层，再经轧制、成品拉拔、软化等一系列工艺措施，并经试验证明具有节省铜材53-60％，完全满足用纯扁铜导线的使用要求，性能稳定可靠，把铜铝两者的优点有机融为一种复合导体中，接触表面达到冶金结合，扩散层在0.02-0.08mm范围，减轻自身重量和降低成本。如本发明能得到推广应用将具有明显的社会效益和经济意义。

本发明的工艺方法中退火温度的确定，是依据变形量的大小确定的，如变形量大选用上述温度的下限为宜，反之选用上述温度的上限为宜。至于其保温时间则取决于装炉量的大小，若装炉量越大，保温时间越长。

由于线坯经过截面缩面率达60％的变形，使铜铝表面紧密接触，再经上述条件下限制扩散层的退火，使铜铝接触面之间相互扩散，形成以CuA12为中间相的金属扩散层，并控制在0.02-0.08mm范围内。因为金属扩散层的厚度过大会使扩散层的脆性增加将导致铜铝复合导线在以后的变形过程中铜铝结合面破裂分离；反之扩散层太薄，则不利于结合面的冶金结合。因此，只有在最佳范围内才能实现铜铝的牢固结合。

关于轧制工序在两辊平辊轧机上进行轧制，若轧辊直径过大，会使线坯变形宽度不足，反之则宽展大引起边部开裂和轧制厚度不均匀，因此，轧辊直径与线径比控制在25-50∶1为宜。当扁线宽厚比小于4∶1时，采用一次轧制变形，当宽度比大于4∶1时，采用两次或多次轧制，达到该工序预留加工余量的尺寸要求。

至于成品拉拔工序，在轧制后的线坯在矩形模的拉拔机上进行定型拉制，达到成品的几何尺寸。

具体实施方式

实施例

本发明的内容通过实施例进一步加以详细说明。其工艺过程如下：经过表面清理的铜带和铝杆在惰性气体环境下经一组孔型辊冷弯成中间带铝芯的铜套管，其管缝用氩弧焊焊接，两者并留有适当的间隙，其中铜的重量比在40-47％范围内；铜包铝线坯在拉丝机上经过一系列拉丝模拉制，其坯线的温度应低于240℃，总变形量不低于60％；在装入氮气保护的井式、箱式或罩式炉中进行限制扩散层退火，退火温度在290-350℃之间，保温60-150分钟；在两辊平辊轧机上进行轧制，其轧辊直径与线径之比在25-50∶1的范围内。当扁线宽厚比小于4∶1时，采用一次轧制变形并达到规定尺寸，当宽厚比大于4∶1采用两次火多次轧制变形，达到该工序规定尺寸；在轧制工序预留厚度在0.05-0.15mm、宽度在0.02-0.05mm的加工余量的线坯进行成品拉拔，在用矩形拉丝模的拉拔机上进行定型拉制并达到成品最终的几何尺寸；在惰性气体保护下进行软化退火，退火温度为275-325℃，保温时间1.5-3小时。