[发明专利]一种铜包铝合金复合导线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于层状金属材料塑性加工技术领域，具体是涉及一种铜包铝合金复合导线及其制备方法。

背景技术

双金属铜包铝线是在铝心线外表面同心包覆铜层，使两种金属在界面形成原子间的冶金结合而形成一个整体金属线材，在保证使用性能的前提下，能同时兼备两种金属的优点。国外工业发达国家自六、七十年代已开始广泛使用铜包铝、铜包钢等双金属复合线材。美国、日本等国已形成规模巨大的产业，各自都拥有一定特色的专利技术。例如美国科普维公司，拥有自有专利技术叫大规模生产铜包铝线，在1997年以前，中国市场上的铜包铝产品几乎都是该公司生产；又如日本藤仓电线株式会社，七十年代就研制开发复合线材，该公司生产的直径很小的铜包铝电磁线，至今还占领着中国电声行业的市场。

由于铜包铝线在确保信号传输质量的使用情况下，还具有节省稀缺的铜资源，降低电缆生产成本，以获得高附加值利润的优点；从而被世界工业发达国家誉为同轴电缆内导体的一次“革命”。我国自七十年代开始研制生产双金属复合线材的设备工艺，中科院沈阳金属研究所、上海电缆研究所、天津电缆厂、北京有色金属研究总院曾分别采用电镀法、套管冷拉、静压挤压法等进行试制，但均未成功或不能形成规模化生产。如较为普遍的试制方法“套管冷拉法”，由于其设备及工艺的局限性，产品的性能质量较差，其性能满足不了使用要求。

直到九十年代末，以“包覆焊接装置”专利技术为代表的工艺方法，才使得双金属复合线材不但有了中国自己的生产特点，而且能够批量生产并将产品投向市场。包覆焊接法铜包铝线通过研发阶段转化为现实生产力并进入规模化生产阶段，成功的实现了“替代铜线”和“替代进口”两项跨越，首先满足了通信电缆内导体领域的使用要求，为促进我国线缆结构调整、促进线缆升级换代作出了巨大贡献，具有很高的科学和实用价值，行业称之为：“新材料、新工艺”领域中的高科技材料，成为纯铜导体的“更新换代”产品。

因此，包覆焊接法铜包铝线产品得到信息产业部线缆协会和国家广电总局有线电视专业委员会的重视和认可，并分别召开了多次全国性行业会议进行推广。而与该生产方法相类似的生产工艺在德国已经成熟应用于铜包钢生产，我国目前自99年以来已经成熟的应用于双金属铜包铝、铜包钢、铜包铝镁合金等的生产中。

铜包铝镁合金线是在铜包铝线的基础上推出的新一代高强度产品，以铝镁合金作为芯线、外表同心地包覆铜层；其电气、机械特性介于铜线与铝镁合金线之间，综合了铜优良导电性和铝镁合金线质量轻、屏蔽性能好的优点。与铜线相比：铜包铝镁合金线与纯铜线的比重比为1:2.5，在线径、质量相等的情况下，其长度是纯铜线的2.5倍，因此具有质量轻，节省成本的巨大优势；与铝镁合金线相比，铜包铝镁合金线由于其芯线表面同心的包覆了一层纯铜，因此具有跟纯铜线一样的可焊性，而不必像铝镁合金线那样做特殊处理。与铜包铝线相比，更具有比重轻、阻尼性好、导热性好、电磁屏蔽能力强以及减振性好等一系列优点，尤其增强了抗拉强度及延伸率，使该产品的机械性及适用性得到大幅提升。目前，铜包铝镁合金线可广泛应用于有线电视同轴电缆、大容量通讯网络信号电缆、控制信号电缆、屏蔽线等方面。CN200710195684.5发明专利的铜包稀土铝镁合金导线的制备方法简单合理，它的力学或机械性能、使用性能、高频信号传输线性能和经济性能均优于纯铜导线；同时，该发明的铜包稀土铝镁合金导线的所有性能，例如电学或导电性能、力学或机械性能、使用性能、高频信号传输线性能和经济性能大大优于铜包铝镁合金导线。然而，无论是铜包铝导线、铜包铝镁合金导线还是铜包稀土铝镁合金导线，其强度的提高是通过提高芯材铝合金中镁含量和增加冷拉变形量来实现的，在强度提高的同时必将会带来导电率的下降。此外，对于铜包铝导线和铜包铝镁合金导线来说，由于芯材是纯铝或低镁的铝镁合金，因此，造成在高拉伸率的情况下，与表层铜材强度差增大，以至于在拉伸到一定规格尺寸后再无法拉成微细线（直径达0.08mm以下）。为了解决复合导线要提高强度又同时要确保高的导电率，还要尽可能拉伸成微细线，本发明提出利用包覆焊接法，在水平连铸经低温连续挤压铝合金线杆外直接包覆铜层，然后通过多道次冷拉拔和成品退火处理工艺制备出一种高强度高电导率的铜包铝合金复合导线。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜包铝合金复合导线及其制备方法，其利用包覆焊接法，在水平连铸经低温连续挤压铝合金线杆外直接包覆铜层，然后通过多道次冷拉拔和成品退火处理工艺制备出一种高强度高电导率的铜包铝合金复合导线，其能够在提高强度的同时又能确保高的导电率，且在生产中，具有极好的拉伸性能。