[发明专利]铜包铝排连续挤压生产工艺及其生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及铜包铝排的制造领域，特别是涉及一种铜包铝排连续挤压生产工艺及其生产设备。

背景技术

我国“863计划”将“高性能铜包铝复合导体材料短流程高效制备加工课题的研究”列入目标导向类重点课题。铜包铝排是一种以铝为基体，外层包覆铜的双金属，它将铝的高质量导电性能、低成本能源与铜的高化学稳定性、较低的接触电阻复合为一体的新型导体材料，其将具有优良电气性能的铜包覆在低密度的铝上，以形成铜包铝复合材料，其在保持优良性能的同时又有效降低成本。

铜包铝排复合导体材料具有以下优点：1、良好的导电性：铜、铝积比为25%以上的铜包铝排的交流载流量是纯铜的95%左右；2、重量轻、成本低：其重量只有纯铜排的40%左右，其成本仅为纯铜排的50%左右；3、良好的力学性能：其具有良好的抗拉强度、可弯曲曲性和延伸率；4、牢固的铜铝间结合：两种不同金属材料之间在各种环境温度中达到永久性的原子晶间结合，并且铜层分布均匀，不存在任何物理缺陷；5、在铜层表面镀锡、镀锌、镀银，能保证其抗腐蚀性，表面性能和铜排完全一样；6、最佳的选择性：节省铜材，极大降低生产配套设备，绿色环保，无任何污染；7、良好的金属加工性能：容易弯曲，较铜具有更少的回弹特性，在90°折弯时不起泡，不龟裂，易钻孔、冲孔、切削，可加工成各种异形母排，满足铜排加工、使用的操作要求；8、载流能力强，动热稳定性高，防护等级强，安装灵活，分配电能方便，使用寿命长。所以，铜包铝排是一种用于代替纯铜排、纯铝排的新型材料，其在电线电缆中有着广泛的应用，如用于各类母线槽、配电柜、开关柜、马达控制中心、母线室、变压器等电力设备中。

目前，铜包铝排的制造工艺主要有四种：包覆焊接法；静夜挤压法；轧制复合法；充芯连铸法。但是，所有的铜包铝排制造工艺都必须分两个阶段才能完成：首先是先制造短坯，然后再对短坯经行拉伸、加热、轧制，切头断尾后再切割成定尺母排。故上述工艺必然导致需要两部分的制造设备，其投资成本显而易见的高，且在两个阶段的制造过程中，还不可避免地投入辅助设备（用于去除油污、氧化层、清洗等）、重复使用能源（即重复加热）、工艺过程能源损耗（去除油污、氧化层、清洗等）、以及产生工艺废料（断头和拉伸工艺搭子等）。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种成本低且能源消耗少的铜包铝排连续挤压生产工艺。

为实现上述目的，本发明提供一种铜包铝排连续挤压生产工艺，依次包括以下步骤：

1)、将铝原材送入连续挤压机中，连续挤压机的出料口处连续挤压出铝材；

2)、用铜带包覆所述铝材，并将铜带与铝材焊接，得到铜包铝坯材；

3)、轧制所述铜包铝坯材，得到铜包铝型材。

优选地，所述步骤2)中，铜带包覆铝材的步骤在一封闭箱体中完成，且该封闭箱体中充满有氮气。

优选地，所述步骤3)中，铜包铝坯材在轧制时的温度为200～250℃。

如上所述，本发明涉及的铜包铝排连续挤压生产工艺，具有以下有益效果：

该生产工艺能长流程连续生产铜包铝型材，颠覆了目前铜包铝复合材料短流程制备加工的概念，且整个生产工艺步骤大大简化，从而减少生产设备的投入量和重复投入量，有效降低生产成本。

本发明的另一目的在于提供一种设备投入成本低且生产效率高的铜包铝排连续挤压生产设备。

为实现上述目的，本发明提供一种铜包铝排连续挤压生产设备，依次包括连续挤压机、焊接装置和轧制机组。

进一步地，还包括一用于缠绕扁平状铜带的放线机，所述连续挤压机固定在一支撑座上，且连续挤压机与支撑座之间设有一容铜带通过的空腔，所述连续挤压机和焊接装置之间还设有一卷曲装置。

优选地，所述卷曲装置包括多个沿铜带移动方向分布的卷曲导轮，所述卷曲导轮的圆周面上设有容铜带通过的卷曲环形槽，且多个卷曲导轮的轴线与铜带之间的垂直距离D逐渐减小。

进一步地，所述连续挤压机和焊接装置之间设有一封闭箱体，所述卷曲装置位于封闭箱体中，所述封闭箱体上设有第一进口、第二进口和出口，所述封闭箱体的第一进口与连续挤压机的出料口相连通且相抵靠，所述封闭箱体上还开设有一进气口，该进气口与一氮气供应装置相连接。

优选地，所述封闭箱体内设有电加热器。

进一步地，所述连续挤压机与轧制机组之间设有一支座，所述支座上设有多组沿铜包铝坯材移动方向分布的支撑导件，每组支撑导件包括两个相对设置的支撑导轮，所述支撑导轮的外周面上设有环形槽，两个相对设置的支撑导轮的环形槽之间形成一容铜包铝坯材通过的通道。