[发明专利]一种铜铝复合导线及生产工艺

说明书

本发明涉及一种用于电力、电子工业的铜铝复合导线及生产工艺。

迄今为止，铜导线作为优良的导电材料被大量地用于电力工业、电子工业，但是由于铜资源的日益贫乏，以及价格较贵，而铝资源丰富、价格便宜以及导电性能好，曾一度被我国以及其他国家用以替代铜而作为电力输送导线。但很快发现，由于铝表面易产生导电不良的氧化铝层，使导线与导线之间，导线与电器之间的连接处，导电不良，并易断路，以致影响输电电路的正常供电，不得不仍采用铜导线。

本发明的目的在于提供一种铜铝复合导线及生产工艺，这种材料导电性能良好，比重轻，而且不会产生由于氧化铝所导致的断路和导电不良现象。

本发明的技术方案是，所述导线是一种由铝芯和包复在铝芯外的薄铜层所组成的复合线材，铜层占线材总截面积的5％-25％，铜和铝采用固相复合技术以形成牢固的冶金结合，不需要任何焊接剂或铜铝外的金属元素作为中间层。

本发明铜铝复合导线的生产工艺是，用金属丝轮将充分退火后的铜带(或铜管)和铝棒(条)表面钝化层去除后，采用包复法将铝棒包入铜带，并将铜带弯成管状，在保护气氛下焊合，或采用套管法将铝棒装入铜管内，制成复合坯料，再用拉伸、挤压或轧制的办法，将包复法或套管法制成的复合坯料加工变形直至最终尺寸。变形加工过程包括冷加工或热加工，其中拉伸采用冷加工，挤压或轧制采用热加工，热加工加热温度为350℃-490℃。冷加工的道次变形率为10％-20％，热加工的道次变形率为20％-40％，总变形率为40％-80％，道次加工中须进行中间退火，即每经一道次变形，须进行一次中间退火，退火温度为450℃-600℃，退火时间为20分钟-2小时，加工成成品尺寸的线材最后在还原性或惰性气氛下进行扩散烧结热处理，其烧结温度为350℃-500℃，烧结时间为10分钟-3小时。

实施例：取1根长10m，外径为8mm，内径为6mm的铜管，以及1根长10m，直径为6mm的铝棒，用套管法将铝棒装入铜管内，制成复合坯料，采用挤压的办法使它变形，挤压加热温度为400℃，第一道次变形率为20％，第一道次变形后，进行一次中间退火，退火温度为500℃，退火时间为40分钟，退火后，进行第二道次挤压，加热温度为380℃，第二道次变形率为20％，变形后，再进行一次中间退火，依次重复，共进行3道次变形，最终尺寸为Φ4.096mm，总变形率为51.2％，第三道次变形后，依上述退火工艺进行退火，最后在还原性气氛下进行扩散烧结热处理，其烧结温度为450℃，烧结时间为2小时。将该导线用于电器设备后证明，导线及导线与导线之间，导线与电器之间的连接处，导电性能均为优良，无断路现象。

经上述工艺制成的铜铝复合导线具有很高的冶金结合强度，不需要任何焊接剂或铜铝外的金属元素作为中间层，不会产生中间脆性化合物，导电性能好，接触电阻小，使用性能不亚于铜导线，而且制造成本低廉，是一种优良的纯铜导线的取代材料，在电力、电子工业中具有很广阔的市场前景。