[发明专利]一种导电用铜铝铜冷轧复合板的热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于铜铝复合材料技术领域，特别涉及一种导电用铜铝铜冷轧复合板的热处理方法。

背景技术

随着电力电气技术的发展以及高电压、大电流设备的研制开发，对应用设备和电力输入之间的连接材料，即母线排的需求量越来越大。目前，母线排常用材料是纯铜或电工纯铝，纯铜的导电性能好，但造价高，资源短缺，且密度大；电工纯铝虽然成本低，资源丰富，密度小，但导电性能不理想，特别是连接部位接触电阻大，易出现接头熔断事故。因此，在寻求一种兼顾纯铜和电工纯铝优点的导电材料时，促成了铜铝复合母线排的出现；同时，在应用铝排的电力设备中，铜排与铝排过度连接的铜铝复合板材应用量也在不断增加。由于金属铜是贵重、且国内紧缺的金属材料，利用铜铝复合材料替代金属铜，既可以获得显著的经济效益，同时又具有社会效益，因此，铜铝复合板材引起了广泛重视。

铜铝铜复合板材是利用变形、爆炸、焊接、铸造、表面沉积等方法，在电工纯铝表面形成一层纯铜包覆层，利用电荷的“肌肤效应”原理改善电工纯铝的导电性能，并利用表面纯铜层解决电工纯铝表面接触电阻大的问题，实现用铜铝复合材料替代纯铜作为大电流导电材料。其中，采用冷轧成形的铜铝铜复合板轧制工艺已经基本成熟。

近年来，铜铝铜冷轧复合工艺研究较多，国内外市场已经有了铜铝铜复合板的样品。但是关于铜铝铜的复合板的热处理工艺研究相对较少，特别是研究铜铝铜复合板的电学性能、结合强度和复合板整体性能的研究没有全面开展。

发明内容

本发明针对铜铝铜复合板热处理存在的问题，提出一种导电用铜铝铜冷轧复合板的热处理方法，目的是利用铜铝铜冷轧复合板热处理工艺，得到具有优良的电学性能和良好的力学性能的导电用铜铝铜复合母线排。

为达到上述目的，本发明的技术方案按照以下步骤进行:

将经冷轧矫形的铜铝铜复合板置于热处理炉中，将铜铝铜冷轧复合板随炉加热到230-270℃，保温8-12小时，然后空冷至室温，得到电导率至少为93.2%IACS的铜铝铜复合板。

本发明所提供的铜铝铜冷轧复合板热处理方法，与现有的铜铝复合板热处理方法相比具有以下优点：

（1）本发明的热处理方法得到的铜铝铜复合板具有优秀的电导率和良好的力学性能，其电导率能达到93.8%IACS，硬度达到45HB，整板抗拉强度达到180MPa，伸长率达24%的铜铝铜复合板，铜、铝界面剥离强度为35MPa以上；

（2）本发明的热处理方法得到的铜铝铜复合板的铜铝扩散界面均匀，扩散层厚度在1μm左右，扩散层没有明显铜铝金属间化合物出现。

附图说明

图1是本发明的铜铝铜冷轧复合板板材于250℃热处理10小时后的界面组织形貌。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明的内容作进一步的补充和说明。

实施例1

将经冷轧矫形的铜铝铜复合板置于热处理炉中，将铜铝铜冷轧复合板随炉加热到250℃，保温8小时，然后空冷至室温，得到厚度为6mm的铜铝铜复合板，采用涡流电导率测量仪对铜铝铜复合板的电导率进行测定，其电导率如表1所示为93.2%IACS，接近紫铜的电导率。

实施例2

将经冷轧矫形的铜铝铜复合板置于热处理炉中，将铜铝铜冷轧复合板随炉加热到250℃，保温10小时，然后空冷至室温，得到厚度为6mm的铜铝铜复合板，采用涡流电导率测量仪对铜铝铜复合板的电导率进行测定，其电导率如表1所示为93.8%IACS，接近紫铜的电导率；对铜铝铜复合板的整板力学性能及铜铝结合层性能进行测定，其中铜铝铜复合板结合层性能采用粘接剥离方式进行测定，力学性能如表2所示，其硬度达45HB，整板抗拉强度180MPa，伸长率24%，铜、铝界面剥离强度为35MPa。

实施例3

将经冷轧矫形的铜铝铜复合板置于热处理炉中，将铜铝铜冷轧复合板随炉加热到250℃，保温12小时，然后空冷至室温，得到厚度为6mm的铜铝铜复合板，采用涡流电导率测量仪对铜铝铜复合板的电导率进行测定，其电导率如表1所示为93.9%IACS，接近紫铜的电导率。

表1 热处理后铜铝铜复合板电导率