铜包铝复合材料及其制备方法
铜包铝的生产工艺
铜包铝的生产工艺铜包铝是一种常见的复合材料,由铜皮包覆在铝芯上制成。
它具有铜的导电性和铝的轻便性能,广泛应用于电气领域和汽车制造业。
铜包铝的生产工艺涉及到多个步骤,包括原料准备、表面处理、包覆、热处理和加工等。
以下将详细介绍铜包铝的生产工艺。
一、原料准备铜包铝的制造主要需要两种原材料,即铜板和铝板。
这两种板材需要根据生产要求进行选择和准备。
铜板应具备良好的导电性能和机械强度,铝板则需要具备轻便和耐腐蚀的特性。
二、表面处理铜板和铝板在进行包覆之前,需要进行表面处理以增加它们的附着力。
常用的表面处理方法包括酸洗、碱洗和电解处理。
酸洗可去除表面的氧化膜和杂质,碱洗则可除去油污和其他有机物质,电解处理则可形成一层金属氧化膜,提高附着力。
三、包覆在表面处理后,铜板将覆盖在铝板上。
这一步骤通常采用层压工艺,即将铜板和铝板放在一起,然后通过高温和高压的条件下进行加热和压制,使两者形成牢固的结合。
层压工艺不仅能够确保铜和铝之间的良好连接,还能提高铜包铝的强度和导电性能。
四、热处理铜包铝在包覆完成后,需要进行热处理以进一步提高其性能。
热处理可以消除残余应力,提高铜包铝的机械性能和导电性能。
常用的热处理方法包括退火和固溶处理。
退火可使铜包铝的晶粒细化,提高其塑性和韧性;固溶处理则可使铜和铝之间形成均匀的固溶体,提高导电性能。
五、加工经过热处理后,铜包铝可以进行进一步的加工,以满足不同的需求。
加工过程可以包括切割、冲压、焊接等。
切割可以将铜包铝加工成不同尺寸的板材或线材,冲压可以将其加工成各种形状的零件,焊接则可以将多个铜包铝部件连接在一起。
铜包铝的生产工艺包括原料准备、表面处理、包覆、热处理和加工等多个步骤。
这些步骤相互衔接,每一步骤都需要严格控制。
只有通过科学合理的生产工艺,才能制造出具有优良性能的铜包铝产品。
铜包铝广泛应用于电气领域和汽车制造业,为这些领域的发展做出了重要贡献。
铜包铝生产工艺
铜包铝生产工艺铜包铝是一种常见的复合金属材料,它由铜和铝两种金属组成。
铜包铝的生产工艺主要包括以下几个步骤:1. 材料准备:铜和铝作为铜包铝的基本原材料,需要进行材料准备。
首先,将铜和铝材料分别按照所需的比例进行称量。
同时,还需要准备其他辅助材料,如添加剂、润滑剂等。
2. 材料混合:将铜和铝材料按照预定比例混合。
这一步骤可以通过机械搅拌或者手工混合的方式完成。
目的是将铜和铝充分混合均匀,以保证后续的工艺步骤中能够获得良好的复合效果。
3. 模具制备:在铜包铝生产过程中,通常会使用模具来进行形状的成型。
这要求提前准备好相应的模具。
模具的制备通常包括设计、加工和调试等步骤,以确保最终成型的产品具有所需的形状和尺寸。
4. 熔炼:将混合好的铜和铝材料放入合适的熔炉中进行熔炼。
在熔炼的过程中,需要加入一定的熔剂和润滑剂,以便提高铜和铝的熔化性能和延展性。
通过加热和搅拌等方式,使铜和铝充分熔化、混合,并形成均匀的熔液。
5. 浇注:当熔液达到所需的温度和状态后,将其迅速倒入预先准备好的模具中。
通过模具的设计和形状,使得熔液能够在模具中形成所需的形状和尺寸。
在浇注后,需要适当地振动或敲击模具,以排除空气和气泡,并帮助熔液更好地填充模具。
6. 冷却与固化:在铜包铝浇注后,将模具放置在适当的环境中进行冷却与固化。
通过自然冷却或者使用冷却设备加速冷却,使铜包铝从熔液状态转变为固态。
在这个过程中,还需要控制冷却速度、温度和时间等参数,以保证铜包铝能够获得足够的强度和结构稳定性。
7. 压力处理:将冷却固化好的铜包铝进行一定的压力处理。
这一步骤通常通过机械压力或者液压方式实现。
压力处理的目的是进一步使铜包铝的结构更加致密,提高其强度和耐用性。
8. 清洁和检验:在生产完成后,对铜包铝产品进行清洗和检验。
清洗主要是为了去除表面的杂质和残留物,以确保产品的整洁和美观。
检验主要是通过外观检查、尺寸测量等方式,对产品的质量进行评估和确认。
不同工艺的铜铝复合材料之生产方法分析
不同工艺的铜铝复合材料之生产方法分析一、冷轧复合工艺(板、带):利用高分子材料(胶)把两种金属粘合在一起。
二、热轧复合工艺(板、带):两种金属材料表面拉毛,把坯料通过感应炉在线感应加热,然后通过小轧机(轧钢轧机)轧制复合,利用轧制所产生的能量转化,使两种金属复合在一起。
(这种方法主要做钢与钢之间的复合材料。
三、镀铜工艺: 通过化学反应对金属实施镀铜表面处理!不同的素材上镀铜工艺会有不同,铁件上镀铜须经过:化学除油,电解除油,预镀镍或铜,加厚硫酸铜,后处理。
不锈钢电镀,表面铜厚度一般在30µm-40µm,不能用在导电行业,只能用在铜装饰行业,易破损,不易维修。
四、固液(浇铸)复合工艺(排):将铜管制成外膜,然后将待复合的铝金属熔成液注入膜内,在铸膜内完成两者的复合,复合完毕冷却后,通过拉伸机控制产品规格。
五、固固复合1.生产工艺:制作中先把铜管、铝棒表面打毛,然后通过拉伸机在拉力下把铝棒和铜管复合在一起,通过机械力能转化为热量,靠表面凹凸交错镶嵌式复合在一起。
其中铜带要求很薄,一般为0.3-0.5mm左右。
六、爆炸复合生产工艺:它是以炸药为能源,铜板与铝板之间的炸药被引爆后,经过自加速转变为稳定的爆轰,并以一定的速度向前推移,铜板在爆炸冲击波和爆轰产物压力作用下以一定角度与铝板发生碰撞,从而在基板和复合之间实现冶金结合。
爆炸复合可以达到无氧状态下复合。
这种制做方法对板型没有要求,以做厚板材为主,并且上下两层厚度要接近,如:50%:50%,40%:60%。
目前国内只能做到厚度20mm以上的材料,无法做卷、无法做薄板,成本高,不适合大规模工业化生产。
七、热熔复合生产工艺:上海鹏尧铜铝复合板采用半熔态连续轧制复合工艺,铜铝处在无氧状态下,通过8000吨压力下轧制而成的,后续通过冷轧、真空退火、在线清洗、成品剪切等多项加工,真正实现了无氧冶金复合。
为代替纯铜而专门设计的新型产品。
铜铝复合箔的工艺流程
铜铝复合箔的工艺流程铜铝复合箔是一种用于制作高科技电子器件、汽车、建筑和航空航天器件的复合材料。
它由两层铝箔和一层铜箔组成,具有高强度、高导热性和高可塑性。
原材料准备制作铜铝复合箔的原材料包括纯铜箔、纯铝箔、聚乙烯薄膜和粘合剂。
首先需要将铜箔和铝箔分别裁剪成需要的尺寸,然后将其沿着一条边缘覆盖在一个聚乙烯薄膜上,再将两层箔片叠放在一起,并用一层粘合剂将其黏合在一起。
确定复合条件铜铝复合箔的制作需要控制一系列条件,包括压力、温度和时间。
这些条件可以根据不同的应用领域进行调整。
一般来说,压力越高、温度越高,复合的效果越好,但需要注意不能超出箔片的耐受范围。
复合过程铜铝复合箔的制作采用复合机进行,具体流程如下:1.将铜铝复合箔的三层材料送入复合机中。
2.机器先将压力提升至设定值,并将材料加热至设定温度。
3.接着,机器控制压力和温度在设定值范围内持续一段时间。
4.复合完成后,箔片通过机器自动分切、卷绕等工艺处理,最终制成成品铜铝复合箔。
检测和质量控制制成铜铝复合箔之后,需要进行检测和质量控制,以确保其符合设计要求。
常用的检测方法包括:1.视觉检测:通过肉眼或显微镜对箔片表面和边缘进行检查,确保没有气泡、裂纹和污点等缺陷。
2.拉伸测试:通过拉伸复合材料来测试其拉力和断裂强度等机械性能。
3.热膨胀测试:通过热膨胀试验来测试箔片在温度变化下的性能表现。
4.电化学测试:通过电化学测试来测试箔片的耐蚀性、导电性等特性。
总结铜铝复合箔的工艺流程需要经过多个环节的调控和测试,其中每个环节均对产品质量起到影响。
在生产过程中,需要严格按照设定条件进行操作,并完成检测和质量控制,以确保产品符合要求。
铜铝复合材料工艺
铜铝复合材料工艺铜铝复合材料是一种将铜和铝两种金属通过特定的工艺方法结合在一起形成的复合材料。
它具有良好的综合性能,可以广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
本文将介绍铜铝复合材料的制备工艺及其应用。
一、铜铝复合材料的制备工艺1. 熔覆法:将铜和铝两种金属材料分别熔化,然后将两种熔融金属浇铸在一起,通过冷却固化形成铜铝复合材料。
这种工艺制备的复合材料结合性能较好,适用于大型复合材料的制备。
2. 包覆法:将铝材料包覆在铜材料表面,然后通过高温处理使两种金属发生扩散反应,形成铜铝复合材料。
这种工艺制备的复合材料界面结合强度高,适用于薄板材的制备。
3. 粉末冶金法:将铜和铝的粉末混合均匀,然后通过压制、烧结等工艺形成铜铝复合材料。
这种工艺制备的复合材料具有较高的强度和硬度,适用于复杂形状的零件制备。
二、铜铝复合材料的应用1. 航空航天领域:铜铝复合材料具有优异的导热性能和机械强度,可以用于制造飞机发动机散热器、航天器导热结构件等。
2. 汽车制造领域:铜铝复合材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,可以用于制造汽车发动机活塞、曲轴等零件,提高发动机的工作效率和寿命。
3. 电子设备领域:铜铝复合材料具有良好的导电性能和热传导性能,可以用于制造电子设备的散热器、电子元器件等,提高设备的工作稳定性和可靠性。
4. 新能源领域:铜铝复合材料可以用于制造太阳能电池板支架、风力发电设备等,提高新能源设备的效率和可持续性。
5. 其他领域:铜铝复合材料还可以用于制造船舶零件、化工设备等,具有广泛的应用前景。
总结:铜铝复合材料是一种具有优良性能的复合材料,其制备工艺多样,可以根据不同的应用领域选择不同的制备方法。
在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展,铜铝复合材料的制备工艺和应用领域还将不断拓展,为各行各业带来更多的发展机遇。
铜包铝线材工艺流程
铜包铝线材工艺流程那咱就开始聊聊铜包铝线材的工艺流程吧。
一、原料准备。
铜包铝线材嘛,那肯定得先准备好铜和铝这两种原料呀。
铝呢,就像是个低调的小助手,它要先被加工成合适的形状,一般是铝杆的样子。
这铝杆可得保证质量哦,要是有啥缺陷,那后面做出来的线材肯定也不咋地。
铜就更不用说啦,那可是线材的“面子工程”,铜得是那种纯度比较高的,这样包在铝外面才好看又耐用。
就像给铝穿上了一件华丽的铜衣裳一样。
二、包覆工艺。
接下来就到了关键的包覆环节啦。
这就像是给铝杆穿上铜外套的过程。
有好几种方法可以做到呢。
比如说挤压法,就像是把铜使劲儿挤到铝杆周围一样,让铜紧紧地抱住铝。
这个过程可不容易呢,得控制好压力和温度,压力太大了,铝杆可能会被压变形,温度不合适的话,铜和铝就不能很好地贴合在一起。
还有一种叫电镀法,就像是给铝杆“镀”上一层铜膜一样,这个过程就比较精细啦,要调好电镀液的成分和各种参数,不然镀出来的铜层可能不均匀,就像给铝杆穿了一件补丁衣服,多难看呀。
三、拉拔加工。
包好铜之后呢,还不能直接就用呀。
这时候的铜包铝还比较粗呢,得进行拉拔加工。
拉拔就像是给它做瘦身运动一样。
把粗粗的铜包铝通过特制的模具,一点一点地拉细。
这个过程中,铜和铝的结合得更紧密了。
不过呢,在拉拔的时候也要小心哦,要是拉得太快或者用力不均匀,就可能会让铜层或者铝芯出现断裂的情况。
那就前功尽弃啦。
就像减肥也不能太着急,得慢慢来,不然身体可受不了呢。
四、退火处理。
拉拔完之后呀,铜包铝线材还得经过退火处理。
这就像是让它休息休息,放松一下。
退火可以让线材的内部结构变得更加稳定,减少它的内应力。
你想啊,经过那么多加工,线材肯定也累得不行啦。
退火就像是给它做个按摩,让它恢复活力。
不过退火的温度和时间也很讲究呢,温度太高或者时间太长,可能会让铜层或者铝芯的性能发生变化,就像按摩过度也会让人不舒服一样。
五、检验包装。
最后就是检验包装环节啦。
检验就像是给铜包铝线材做个全身检查一样。
铜包铝的生产工艺
铜包铝的生产工艺铜包铝是一种常用的复合材料,由铜包覆在铝外层而成。
它的生产工艺包括以下几个步骤:铝坯材料准备、铜包覆、加热处理、冷却处理和切割整形。
铝坯材料准备是生产铜包铝的第一步。
铝坯是指铝材料加工前的原始材料,通常采用高纯度的铝材料。
这些铝坯经过锯切或剪切等处理,使其尺寸符合要求。
接下来是铜包覆过程。
在这个过程中,将铝坯与铜片放置在一起,通过高温熔融的方式将铜包覆在铝外层。
这一步可以采用多种方法,如火焰喷涂、热轧法等。
其中,火焰喷涂法是常用的一种方法,通过火焰喷枪将铜粉喷射到铝表面,使其与铝发生反应形成铜包覆层。
在铜包覆完成后,接下来是加热处理。
在加热处理过程中,将铜包铝放入炉内进行加热,目的是使铝和铜之间的界面结合更加牢固。
加热温度和时间是根据具体的生产要求确定的,一般情况下需要控制在一定范围内,以避免过高的温度导致材料的变形或其他质量问题。
加热处理完成后,进行冷却处理。
冷却处理是将加热后的铜包铝迅速冷却至室温。
这一步的目的是使铜包铝的结构更加稳定,提高其机械性能和耐腐蚀性能。
冷却处理可以采用自然冷却或水冷却等方式。
最后一步是切割整形。
在这一步中,将冷却处理后的铜包铝进行切割和整形,以得到最终的产品。
切割可以采用机械切割或激光切割等方法,整形可以采用机械加工或模具成型等方式。
总结起来,铜包铝的生产工艺包括铝坯材料准备、铜包覆、加热处理、冷却处理和切割整形等步骤。
这些步骤相互衔接,每一步都非常关键,对最终产品的质量和性能有着重要影响。
通过合理控制每个步骤的工艺参数,可以生产出符合要求的铜包铝产品。
铜包铝具有优良的导电性能和耐腐蚀性能,广泛应用于电子、电力、航空等领域。
随着科技的不断进步和需求的增加,铜包铝的生产工艺也在不断改进和创新,以满足市场的需求。
《2024年铜包铝复合材料铸—挤-轧工艺研究及有限元模拟》范文
《铜包铝复合材料铸—挤-轧工艺研究及有限元模拟》篇一铜包铝复合材料铸—挤-轧工艺研究及有限元模拟一、引言随着科技的发展,材料科学与工艺技术日新月异。
其中,铜包铝复合材料因其在导电性、导热性及经济性方面的优越性,得到了广泛的关注和应用。
本篇论文主要研究铜包铝复合材料的铸—挤/轧工艺,并借助有限元模拟进行工艺优化。
通过理论分析、实验研究及数值模拟,力求提高铜包铝复合材料的生产效率和产品质量。
二、铜包铝复合材料概述铜包铝复合材料是以铝为基础材料,表面包裹一层铜的复合结构材料。
这种材料在电气、电子领域具有广泛的应用,因其兼具了铜的高导电性和铝的低成本优势。
其制造过程涉及到金属的铸造、挤压和轧制等工艺。
三、铸—挤/轧工艺研究(一)铸造工艺铸造是铜包铝复合材料制造的第一步,其主要目的是形成所需的初步形状。
此过程中,需要控制好熔炼温度、浇注温度及冷却速度等参数,以确保获得均匀、致密的铸坯。
(二)挤压工艺挤压是将铸坯通过模具挤压成所需形状的过程。
在此过程中,需要控制好挤压温度、挤压速度及模具的选择等参数,以获得理想的挤压产品。
(三)轧制工艺轧制是进一步精炼和成型的重要步骤。
此过程中,需要控制好轧制力、轧制温度及轧制速度等参数,以获得表面光滑、尺寸精确的产品。
四、有限元模拟有限元模拟是一种有效的工艺优化手段。
通过建立铜包铝复合材料铸—挤/轧过程的有限元模型,可以模拟实际生产过程中的应力、应变、温度等物理量的变化,从而预测和优化工艺参数。
此外,有限元模拟还可以帮助我们发现潜在的问题和风险,为实际生产提供指导。
五、实验研究及结果分析(一)实验设计为了验证理论分析和有限元模拟的结果,我们设计了一系列实验。
实验中,我们控制了铸造、挤压和轧制过程中的各种参数,观察并记录了产品的质量和生产效率。
(二)结果分析通过实验数据的分析,我们发现通过优化铸—挤/轧工艺参数,可以显著提高铜包铝复合材料的生产效率和产品质量。
同时,有限元模拟的结果与实验结果高度一致,证明了有限元模拟在工艺优化中的有效性。
铜包铝排生产工艺
铜包铝排生产工艺
铜包铝排是一种金属制品,由铜包铝合金制成。
其生产工艺包括以下几个步骤:
1. 原料准备:首先,需要准备好所需的原材料,包括铜、铝等。
2. 材料预处理:将铜和铝材料进行预处理,包括去除杂质、清洗等。
3. 材料熔炼:将预处理后的铜和铝材料放入熔炉中进行熔炼,使其达到熔点,并且混合均匀。
4. 铜包铝合金制备:将熔炼好的铜和铝合金液倒入模具中,通过冷却固化,制备出铜包铝合金坯料。
5. 铜包铝排锻造:将制备好的铜包铝合金坯料放入锻造机中,进行加热和锻造,使其形成所需的形状和尺寸。
6. 表面处理:对锻造后的铜包铝排进行表面处理,包括去除锻造残渣、清理和修整等。
7. 检测和质量控制:对生产出的铜包铝排进行严格的检测和测试,确保其符合相关标准和要求。
8. 包装和出厂:对通过检测合格的铜包铝排进行包装,并进行出厂准备,待订单确认后进行发货。
以上就是铜包铝排的生产工艺,每个步骤都需要严格的操作和控制,以确保产品质量。
生产工艺的优化和改进可以进一步提高产品的质量和效率。
《铜包铝复合材料铸—挤-轧工艺研究及有限元模拟》范文
《铜包铝复合材料铸—挤-轧工艺研究及有限元模拟》篇一铜包铝复合材料铸—挤-轧工艺研究及有限元模拟一、引言随着现代工业的快速发展,铜包铝复合材料因其优异的导电性能和良好的机械性能,在电力、电子、通讯等领域得到了广泛的应用。
铜包铝复合材料的制备工艺对于其性能的优劣具有重要影响。
其中,铸—挤/轧工艺作为铜包铝复合材料的主要制备方法之一,其研究具有重要的理论和实践意义。
本文将针对铜包铝复合材料的铸—挤/轧工艺进行研究,并利用有限元模拟技术进行模拟分析,以期为铜包铝复合材料的生产制造提供理论支持和工艺指导。
二、铜包铝复合材料概述铜包铝复合材料是由铝基体和外部铜层构成的复合材料,具有较高的导电性能和机械性能。
它的制备过程主要包括熔铸、挤压/轧制等工艺步骤。
其中,铸—挤/轧工艺是制备铜包铝复合材料的关键步骤,它直接影响到产品的性能和质量。
三、铸—挤/轧工艺研究(一)熔铸工艺熔铸是制备铜包铝复合材料的第一步,其目的是将铜和铝熔合成一体。
在熔铸过程中,需要控制好温度、时间和合金成分等参数,以保证铜和铝能够充分熔合,形成均匀的合金。
(二)挤压/轧制工艺挤压/轧制是铜包铝复合材料制备的关键步骤之一。
在挤压/轧制过程中,通过施加外力使合金发生塑性变形,从而实现铜层与铝基体的紧密结合。
在这个过程中,需要控制好挤压/轧制力、温度和速度等参数,以保证产品的性能和质量。
四、有限元模拟为了更好地研究铜包铝复合材料的铸—挤/轧工艺,本文采用有限元模拟技术进行模拟分析。
通过建立合理的有限元模型,设置合理的参数和边界条件,对铜包铝复合材料的铸—挤/轧过程进行模拟。
通过模拟结果的分析,可以更好地了解铜包铝复合材料的制备过程,优化工艺参数,提高产品的性能和质量。
五、实验结果及分析(一)实验结果通过铸—挤/轧工艺制备了铜包铝复合材料,并进行了性能测试。
同时,利用有限元模拟技术对铸—挤/轧过程进行了模拟分析。
(二)结果分析1. 通过对铜包铝复合材料的性能测试,发现其导电性能和机械性能均达到了预期要求。
铜包铝复合线材制备和加工技术
铜包铝线及其制备加工技术1、铜包铝复合线材的特点及其应用复合材料,就是由两种或两种以上的材料经一定的复合工艺制造出来的一种新型材料,兼备两种材料的优点于一身。
双金属复合导线是在20世纪30年代由德国发明的,随后在美、英、法等先进国家推广,并广泛应用于高频信号传输电缆、电力电缆、控制电缆、电磁线和特殊漆包线等领域。
目前,双金属复合导线主要有铜包铝线、铜包钢线和铝包钢线,其中铜包铝线和铜包钢线是线缆行业中应用最广泛的双金属复合线材。
双金属复合线材是集两种性能不同的金属于一体而制成的新型线材。
铜包铝线同时具备铝的密度小和铜的导电性好的特点,而铜包钢线则同时具备钢的高强度和铜的导电性好的特点。
由于高频信号的电流“集肤效应”,采用双金属复合线作为传导线或作为内导体的同轴电缆,不仅具有高的信号传输特性,而且具有重量轻或强度高、生产成本低等优点,特别在节约日日增长的铜资源需求上有着重大的实际意义。
其中,铜包铝复合线材(以下简称铜包铝线)是兼备铜和铝两种材料的优点的复合材料,最早由德国于上世纪30年代推出,随后英国、美国、法国、前苏联等国也相继采用各种不同方法生产铜包铝线。
与纯铜线相比较,铜包铝线具有如下特点:(1)节约了金属铜,大大降低了生产成本。
同时用铜包铝代替纯铜,节约了稀有资源。
(2)提高了同轴电缆信号传输的稳定性和可靠性。
同轴电缆常用铝作为外导体,因铜包铝线的膨胀系数相对纯铜而言与铝材更为接近,从而减小了因温度变化使电缆内、外导体膨胀不匹配而产生的连接故障。
(3)铜包铝线质量轻、密度小,便于运输和安装,大大减小了网络施工中的劳动强度。
铜与铝的质量比为3.3︰1,铜包铝线的密度仅为纯铜密度的37.3%~40.8%。
在直径相同的条件下,1吨铜包铝线的长度是相同质量的纯铜线长度1.7~2.45倍。
铜包铝线的结构特点是:外层为纯铜或紫铜,其厚度较小,芯部为铝金属。
有线电视信号和移动通信信号的频率很高,一般在50~800MHz左右,由于“集肤效应”,高频电流主要集中在导体的表面层传输,而且铝本身也具有良好的导电性能,因而采用铜包铝复合材料代替纯铜或紫铜可以保证电缆的传输效率。
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铜或铜合金一直被视为同轴电缆内导体的首选材料,但铜资源比较稀少,价格较高。
随着复合技术的不断发展与进步,在保证导电性能的前提下采用复合技术,用廉价的金属部分替代铜以降低生产成本,显然是一个合理的研发方向,其中铜包铝复合线材是纯铜材料的比较理想的替代品。
铜包铝线的结构特点是:外层为纯铜或紫铜,其厚度较小,芯部为铝金属。
有线电视信号和移动通信信号的频率很高,一般在50~800MHz,由于“集肤效应”,高频电流主要集中在导体的表面层传输,而且铝本身也具有良好的导电性能,因而采用铜包铝复合材料代替纯铜或紫铜可以保证电缆的传输效率。
铝的价格低于铜,采用复合线材,可以节省我国较缺乏的铜资源;铜包铝线的密度是纯铜线的37%~40%,直接用作射频电缆的内导体可使其重量大幅度降低,便于运输、安装,降低敷设费用。
实际应用的结果表明,与用纯铜作内导体的情形相比,在信号传递,特别是在高频信号传递方面,由于导体的集肤效应,性能上相差很小。
上海、深圳等地各有线电视台已经采用了用铜包铝线作为内导体的同轴电缆,实际应用效果与纯铜线没有区别。
此外,当同轴射频电缆用铝管作外导体时,采用铜包铝线作为内导体,可使其热膨胀系数和弹性模量与铝管相接近,从而提高了电缆使用的稳定性和可靠性。
因此,铜包铝双金属层状复合材料在信号传输和电力输送等领域正在获得越来越广泛的应用。
铜包铝线的制备工艺基本上均采用固相结合法,即通过塑性变形使两金属结合面接近到原子间距离,形成大量的结合点,经过扩散热处理,最终形成界面的牢固结合。
工业上的制备方法主要有铸造?挤压
法、静液挤压法、轧制压接法和包覆焊接法等,但这些方法普遍存在界面结合差和表面处理困难等缺点。
北京科技大学谢建新等人开发了充芯连铸复合法,这是一种适合于包覆材料熔点远高于芯材的复合材料连铸直接成形工艺,具有工艺流程短、所制备的坯料界面达到冶金结合、可实现大断面复合坯料成形等优点。
这种新工艺的原理为:在连续铸造外层金属坯壳的同时充填芯部金属;首先形成外层金属材料铜的管状坯壳,在坯壳温度降低到一定程度时充填芯部金属液,通过两种元素间的相互扩散或中间反应将两种金属材料结合为一体.实现复合过程。
实践证明,该工艺可以实现无氧化复合,克服了包覆成形制造工艺中芯材或包覆层预处理过程复杂、界面质量不稳定等缺陷。
复合连铸开始时,铜液充入结晶器中先凝固成铜管并通过牵引机构连续引出。
随后铝液通过石墨芯管连续充入铜管中,通过结晶器的一次冷却和喷水二次冷却控制铝的凝固过程以及铜铝之间的界面反应,实现铜包铝复合材料的连续制备。
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