铜包铝线生产工艺

铜带分切
预处理
T2纯铜带 —— GB/T 11091-2005
目的
铝杆加工
铜带分切
表3 T2纯铜带化学成分表
代号 P T2 Ni Ag Pb 0.005 Bi2 0.001 Sn 化学成分（%） Sb2 0.002 S 0.005 As2 0.002 Zn Fe 0.005 O 0.005 Cu （min） 99.90
铜包铝线生产工艺
傅氏国际（大连）双金属线缆有限公司
铜包铝介绍
铜包铝概念
铜包铝介绍
铜包铝
Copper Clad Aluminium 简称CCA
铜包铝概念
固相结合机理
铜包铝生产工艺流程
是在铝芯上同心包覆一层等厚铜带，使其在拉拔过 程中形成冶金结合而得到的，性能稳定的，双金属 复合导体。
退火方式及线材性能 对比 冷却到70℃以下， 防止线体表面氧化 大变形量对退火线的 影响
注意 Φ 3.0以下线径 ——
在线 在线
CCA 退火前 退火后
抗拉强度（MPa） 230～250 100～120
延伸率(%) 1～5 20～30
大变形量对退火线的影响
铜
热处理工艺
退火方式及线材性能 对比 大变形量对退火线的 影响
焊接工序工艺流程
焊机类型、特点
铝杆
较直
较直
包覆成型 铜带
水冷系统 图2 焊接工序流程示意图
表面刷磨
擦干
清洗
焊接工序工艺流程
焊接工艺
焊接工序工艺流程
1
焊机类型、特点
2
3 4 5
1-钨针 2-氩气保护 3-铜覆层 4-氩气层 5-铝芯
图3 包覆焊接示意图
焊机类型
焊接工艺
拉伸工艺
拉伸设备
表5 拉伸设备比较
模具角度对线材性能 的影响 体积比不变
比较
类型 单盘拉机 联罐拉伸
方式 干拉法 干拉法
拉丝剂 拉丝油 拉丝油 效率低 效率高
灵活性好，倒盘周转时易磕碰伤，损 伤线体。 后续连续拉拔，冷却不好，温度高， 影响线材性能。 拉伸盘及线体一直处于乳化液冷却状 态下，降低了线体表面温度，可实现 高速拉伸。
拉伸工艺
拉伸设备
铜
模具角度对线材性能 的影响 体积比不变
－铝
Ф 3.02 32 ×
Ф 0.2 100 ×
图5 不同线径铜包铝线铜层体积比对比照片
拉伸缩径过程中，体积比不变
拉拔过程中铜铝体积比不变
拉伸工艺
拉伸设备
模具角度对线材性能 的影响 体积比不变
规格 线径mm 5.08 1.89 2.05 0.50 3.00 1.02 体积比①% 10 10 15 15 20 20 实测线径 （mm） 5.079 1.893 2.055 0.505 3.010 1.017 铝芯直径 （mm） 4.771 1.779 1.881 0.463 2.690 0.909 铜层厚度 （mm） 0.154 0.057 0.087 0.021 0.160 0.054 铜层体积比 （%） 11.76 11.68 16.22 15.94 20.13 20.07
① ASTM B566 铜包铝国际标准中规定8～12%为10体积比, 13～17%为15体积比； 新国标中规定18～22%为20体积比。
热处理工艺
退火方式及线材性能对比
热处理尼霍夫 方式 框式 比较 惰性气体保护，气氛强制循环对 流传导，使线体受热均匀。 连续退火，退火温度和速度即时 控制，退火线性能易于调节，产 品性能稳定。提高效率 拉拔过程中退火，加热时间迅速， 抑制扩散。提高效率
固相结合机理 丹麦学者 N Bay
什么叫“冶金结合”？
大变形量拉伸 新鲜表面外漏 并相互接触
铜包铝介绍
铜包铝概念
固相结合机理
铜铝表面原子 铜包铝生产工艺流程 在微观达到原 子间距离
扩散渗透
建立结合点
相互吸引形成 原子键
原子间化合物
进一步拉拔
增大结合强度
界面空隙 铜
铜
界面扩散层
水箱拉伸
湿拉法
乳化液
效率高
拉伸中线材性能的影响因素
调整模具角度 改变缩经量 控制同步延伸
拉伸工艺
拉伸设备
更早进入结合状态
死区
拉伸中线材性能的影 响因素 体积比不变
模 材料流动 形成死区
模
模 形成切削
拉 力
模 中心开裂
模角
图4 模具角度与拉力的关系曲线
拉伸过程中铜铝体积比不变
表4 T2铜带性能参数表 型号 T2 抗拉强度（MPa） 240 延伸率 (%)，min 35
20℃电阻率 （Ω mm2/m），max
0.01760
铜带分切
预处理
收卷器
目的
铝杆加工
铜带分切
放大
刀具
图1 铜带分切示意图
焊接工艺
焊接工序工艺流程
焊接工艺 放大
氩弧焊接 氩气保护 打磨
铝
铝
(a) 不结合照片
(b) 结合照片
铜包铝生产工艺流程
铜包铝介绍
预处理 包覆焊接
铜包铝概念
固相结合机理
铜包铝生产工艺流程
过程拉伸
热处理
光线拉伸及 涡流探伤 对接电镀 清洗及收线
成品
预处理
铝杆加工
预处理
电工圆铝杆 —— GB/T 3954-2001
表1 铝杆化学成分表 Si Fe Cu V + Ti + Mn + Cr 不大于(%) 0.11 0.25 0.01 0.02 0.02 0.1
焊接工序工艺流程
焊机类型、特点
● 包覆焊机根据整形轮不同分为 Ф10焊、Ф14焊和Ф18焊 ● KM生产线
--连续作业及全程自动控制 --实现连续生产，保证了无接点和少接点产品 --解决了国内包覆设备，焊接稳定性差、 单盘重量小、可控性差等问题 --为生产优质产品提供了保证
拉伸工艺
拉伸设备
目的
铝杆加工
铜带分切
其他元素
每种 总和 Al 不小于(%) 99.6
表2 铝杆型号及性能要求 型号 A2 A4 A6 抗拉强度（MPa） 80~110 95~115 110~130 延伸率 (%)，min 12 10 8 20℃电阻率 （Ω·mm2/m），max 0.02780 0.02780 0.02780
铜铝过渡层
铝
(a) 变形前 500 ×
铝 铜铝过渡层错位 铝 铝
铜铝过渡层断裂 铜铝过渡层
结论：退火线不能再进行大变形量变形
铜 铜 铜
(b) 变形后 500 ×
成品工艺
成品工序流程