[发明专利]一种高结合强度铜铝复合导电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高结合强度铜铝复合导电材料的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1）、熔铝

将原材料铝锭加入到熔铝炉中进行熔化，按照比例1.5‰～5‰含量的AlB₃和3‰～7‰的NH₄Cl加入到熔铝炉中，进行高纯度的除杂质和除气，每次加炉量为100kg～400kg，相对应的除气搅拌棒的转速为100～400r/min，除气搅拌机通入高纯氩气的流量控制到0.1～0.5L/min，除气时间控制到15～20min，除渣除气后铝液即可使用；铝液温度控制在770～820℃之间，熔铝炉功率50～70kw；

2）、熔铜

将原材料标准阴极电解铜板加入到无氧熔铜炉中，电解铜板表面的铜绿及污染物用抛光机进行抛光处理，然后加入到熔化区，铜液温度保持在1150～1180℃之间，熔化的铜液流入保温区，保温完成后的铜液转流入静置区等待出铜使用；

3）、铜铝复合

将上述第1步产出的铝液和第2步产出的铜液通过各自的流通通道进行复合，铜液通过流铜管道进入到复合腔体，铝液通过芯部的流铝管道进入到复合腔体，二者在复合炉中经过复合模具以及外围的结晶器、二次三次冷却装置形成外层是铜、芯部是铝的铜铝复合棒坯，复合铸造温度控制到1200±5℃，结晶器冷却水回水温度控制在50～60℃，流量控制在4～8L/min，与结晶器相连接的是二次三次冷却装置，二次三次装置内的冷却水的流量为12～25L/min，棒坯的牵引速度控制在110～180mm/min；

4）、轧制铜铝复合棒坯

将第3步中制成的铜铝复合棒坯进行轧制，轧机为二辊可逆轧机，轧机两侧安装有翻料装置，可以自动翻料，轧辊为箱形孔型系，将矩形截面的铜铝复合棒坯轧制成扁宽形截面的铜铝复合中间产品，轧制时辊缝设置为2～3mm，轧制速度为10～40m/min；

5）、侧边表层处理

轧制完成的铜铝复合轧料其侧边来料在传送辊的传动下，压紧状态下匀速传动，进入侧边表层处理设备，设备的磨削轮与铜铝复合轧料的侧边相接触，通过磨削轮的高速旋转，将来料的接触面表层进行抛磨处理；

6）、平面表层处理

将第5步经过处理的半成品铜铝复合排，侧边在经过抛磨处理后，上下表面也需进行处理，来料通过牵引辊引头进入平面处理设备，通过上下辊压紧，防止上下摆动，来料传动速度为3～5m/min，在传动装置的牵引下来料匀速前行，通过上下平面的加工设备，把上下平面的铜层表层铣掉，铣刀进刀量0.10～0.15mm，铜层被铣量为0.1～0.15mm；

7）、拉拔

将经过第6步处理后的来料进行拉拔，首道次拉拔量加工率控制在25%～30%，加工率为≤30%，拉拔后进行盘卷或锯切成一定长度的直料，整个拉拔、盘卷和锯切过程均自动控制，可以连续作业；

8）、退火

退火是产品成型前最主要的一道工序，退火温度295～345℃，退火保温时间3～4.5h，然后对罐体喷水冷却至室温；

（9）、表面清洗

自动上料机构将第8步完成的铜铝复合排放置在导向槽内，启动设备，在传送轮的带动下铜铝复合排先经过碱洗箱，箱体内配有毛刷及风刀，毛刷用于刷除表面油污，风刀吹干铜铝复合排表面；接着经过一道喷水装置，水洗掉表面残留碱液，吹干后进入酸洗箱，酸洗箱内同样也配有毛刷及风刀，酸洗处理完毕再经过一道水洗吹干后进入钝化箱，钝化箱内按照钝化工艺配置好钝化液，喷淋钝化完毕后自动烘干，在传送带的牵引下出钝化箱体，紧接着自动收料装置将表面清洗钝化完毕的铜铝复合排放置在收料架。

2.如权利要求1所述的一种高结合强度铜铝复合导电材料的制备方法，其特征在于所述拉拔工艺中的加工率为：当厚度h≥10mm时，25%＞加工率≤30%；当6mm≤厚度h＜10mm时，20%＞加工率≤25%；3mm≤厚度h＜6mm时，15%＞加工率≤20%；厚度h＜3mm时，加工率≤15%。

3.如权利要求1所述的一种高结合强度铜铝复合导电材料的制备方法，其特征在于所述退火工艺采用罐式退火和在线感应退火。

4.如权利要求3所述的一种高结合强度铜铝复合导电材料的制备方法，其特征在于规格宽度为80mm以上的铜铝复合排采用在线感应退火，规格在80mm以下的铜铝复合排采用罐式退火。

5.如权利要求1所述的一种高结合强度铜铝复合导电材料的制备方法，其特征在于所述轧制工艺采用孔型九道次轧制工艺。

6.如权利要求1或2所述的一种高结合强度铜铝复合导电材料的制备方法，其特征在于所述拉拔工艺可采取盘拉、液压拉拔和履带拉拔工艺，宽度规格≤30mm，采用盘拉拉拔或液压拉拔或履带拉拔；30mm＜宽度规格≤120mm，采用液压拉拔或履带拉拔；6m/min≤盘拉速度≤60m/min，50m/min≤履带拉拔速度≤80m/min，液压拉拔速度≤8m/min。