[发明专利]超深冲铜钢铜冷轧层压复合金属材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属复合材料，属于新材料技术领域，具体是涉及一种超深冲铜钢铜冷轧层压复合金属材料。同时，本发明还公开该复合金属材料的制造方法。

背景技术

众所周知，金属铜具有良好延展性、导电导热性、耐腐蚀性，具有亮丽的金属光泽，是人们长期使用的一种装饰性金属材料，广泛应用于航空、航天、汽车、运输、桥梁、民用建筑、体育设施及国防建设等诸多领域。同时，铜还具有很好的杀菌消毒功能，是非常好的食品容器和餐具。由于铜资源在自然界储量较少，价格较为昂贵，使其不能得到广范的应用。

现有技术中，主要采用下述方案来解决上述问题：

一、使用纯铜(红铜)或铜合金(黄铜)板材经深冲加工，制造出不同用途的铜制品。如：灯具、门锁、餐具和建材装饰面板等。

该方案存在的缺陷：铜材价格较高，使铜制品制造成本高，产品价格昂贵，不能得到广泛的应用。

二、采用钢材深冲成形后的制品表面电镀一层铜，替代纯铜制品。

该方案存在的缺陷：电镀铜制品由于铜层的致密性、附着性、抗冲击性和耐腐蚀性较差，制品的使用寿命短。电镀液对环境污染也非常严重。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种表面性能等同于纯铜，而整体机械性能超过纯铜的新材料，即超深冲铜钢铜冷轧层压复合金属材料。

本发明采用的技术方案如下：

超深冲铜钢铜冷轧层压复合金属材料，其特征在于，以钢带卷作为基材，基材的上、下两面复合有铜带卷，复合材料金属分层重量比为：铜11～30％，钢70～89％。

优选地，所述钢带卷为冷轧带卷或热轧带卷，采用碳素钢08A1或无间隙原子钢IF。

进一步，所述钢带卷厚度为2.0～8.0mm，宽度为600～1000mm。

优选地，所述铜带卷为紫铜T3或黄铜H68～H90。

进一步，所述铜带卷厚度为0.3～2.0mm，宽度为600～1000mm。

超深冲铜钢铜冷轧层压复合金属材料的制造方法，步骤如下：

①、冷轧

轧机的入口侧设有三套带卷开卷设备，分上中下布置；

中层的钢带开卷后，经砂带打磨机将钢带上下表面的氧化铁皮打磨干净，然后用钢丝刷机将钢带表面刷毛，使其表面达到复合轧制要求的表面织构；

上、下层的铜带开卷后，用钢丝刷机将复合面的表面刷毛，使其复合面也达到复合要求的表面织构；

三层金属经表面处理好后同时穿过轧机，并将带头送至卷进取机钳口夹住，使复合后的带材缠绕在卷取机的卷筒上，进行复合轧制，轧制变形量为60～70％；

②、全氢罩式退火

将复合带卷垛放在罩式退火炉台上，每两卷之间放置一块中间对流板，顶部放顶部对流板，扣上保护内罩和加热罩，用氮气吹扫炉内空气，使炉内氧气量降到升温退火要求；

向炉内通入氨分解氮氢混合气体，要求氮氢比为25∶75，露点-50℃，炉内残氨≤5ppm；

按100℃/h的升温速率将炉温升到680～720℃，保温4～6小时；

开始降温，移出加热罩，扣上冷却罩，空冷至550℃，再采取快速水冷却至90℃以下，再吊开冷却罩和保护罩，冷却至40℃；

③、平整

经复合轧制和退火后的复合带卷，通过四辊单机架平整机进行平整，带材的平整度为1.8～2.2％。

优选地，平整操作后还设有精整步骤，精整步骤包括：

①、质量检查，将不良品和不合格品切除；

②、表面磨砂或抛光处理；

③、纵剪分条或横剪定尺剪板；

④、包装入库。

制造方法中，复合轧制后的带卷在全氢光亮罩式退火炉进行退火，消除冷轧加工硬化，形成良好的冲压性能，同时有利于复合材料的结合界面金属原子之间充分扩散，使铜钢结合面上达到原子间结合形成一体，从而使制造的复合金属材料表面性能等同于纯铜，而整体机械性能超过纯铜。

本发明超深冲铜钢铜冷轧层压复合金属材料，与现有技术相比，其有益效果表现在：

1、节约铜资源，在使用铜钢铜复合材料，铜的含量仅为11～30％。

2、降低铜制品的生产成本，铜钢铜复合材料的成本只有纯铜的1/3。

3、使有限的铜资源得到合理的使用，可广泛应用于装饰、家电、五金等各行各业。

4、制造的复合金属材料，表面质量好，厚度精度高，可进行超深冲加工，这是其他类似复合材料所无法比拟的优点，产品适应性较广。

附图说明