一种延伸性能好的铜包铝线材及其制作工艺的制作方法

本发明涉及铜包铝线材技术领域，具体为一种延伸性能好的铜包铝线材及其制作工艺。

背景技术：

铜包铝线采用先进的包覆焊接制造技术，将高品质铜带同心地包覆在铝杆或钢丝等芯线的外表面，并使铜层和芯线之间形成牢固的原子间的冶金结合，使两种不同的金属材料结合成为不可分割的整体，可以象加工单一金属丝那样作拉拔和退火处理，拉拔过程中铜和铝同比例地变径，铜层体积比则保持相对恒定不变，铜包铝线同时具备铜的导电性与铝的密度小的复合特性；而铜包钢线则将铜的导电性与钢的高强度结合在一起。

中国专利公开了一种铜包铝线缆的制备方法（公开号：cn108878063a），该专利先使用铜包铝棒材制备炉制备铜包铝棒材；然后制备好的铜包铝棒材输送至拉拔机进行拉拔处理，通过拉拔机对所述铜包铝棒材进行若干次拉拔形成铜包铝线材，使其铜包铝线材的直径满足要求；最后将制备好的铜包铝线材输送至退火炉中处理，使包裹在铝芯外侧的铜层与铝芯之间紧密贴合到一起，形成铜包铝线缆。

现有的铜包铝与铜包铝镁合金及其他的铜包铝类合金线材，在铜重量占比≤50%、线材横截面积≤20m㎡、电阻率为0.017ωm-0.03ωm、密度为2.7g/cm³-8.9g/cm³的情况下，线材非常的脆，柔韧性差，易折断，延伸率均≤10%，存在加工过程及成品容易断裂的问题，并且现有工艺中对拉伸质量难以控制，导致拉伸工艺的难度较大，同时铝杆在采用非规则面时，铜层与铝杆之间会产生缝隙，造成连接不稳，并且线材在加工时需要防止出现氧化和变色。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种延伸性能好的铜包铝线材及其制作工艺，解决了现有的铜包铝与铜包铝镁合金及其他的铜包铝类合金线材，在铜重量占比≤50%、线材横截面积≤20m㎡、电阻率为0.017ωm-0.03ωm、密度为2.7g/cm³-8.9g/cm³的情况下，线材非常的脆，柔韧性差，易折断，延伸率均≤10%，存在加工过程及成品容易断裂的问题，并且现有工艺中对拉伸质量难以控制，导致拉伸工艺的难度较大，同时铝杆在采用非规则面时，铜层与铝杆之间会产生缝隙，造成连接不稳，并且线材在加工时需要防止出现氧化和变色的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种延伸性能好的铜包铝线材，包括铝合金芯，所述铝合金芯的外表面压合有铜层。

优选的，所述铝合金芯中铝线芯的数量为1根～99根，且铝合金芯为圆形、矩形或方形中的一种。

优选的，所述铜包铝线材的电阻率为0.012ωm-0.028ωm，且铜包铝线材的密度为2.5g/cm³-8.5g/cm³。

本发明还公开了一种延伸性能好的铜包铝线材的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1：将圆形铜包铝材料持续传送至合金压轮使其成为需要的扁状形或方形铜包铝规格；

步骤2：启动牵引装置将扁状形铜包铝依次牵引至退火铜轮一、氮气填充管、退火铜轮二、吹气嘴、退火铜轮三、烘烤箱、收线轴；

步骤3：启动水泵使水箱内冷却液漫过退火铜轮二且高于氮气填充管下端；

步骤4：启动氮气阀，将适量氮气供应至氮气填充管内将管内空气排出并持续供应氮气至氮气填充管内；

步骤5：启动高压气阀，将空压机内高压空气引至吹气嘴，调节气压大小至线材表面无明显水雾；

步骤6：启动烘烤箱，调节烘烤箱内温度使线材完全干燥；

步骤7：启动退火电源，将电流通至三个退火铜轮，使线材发热，并调节电压电流使扁状形铜包铝线材软化至其产生延伸性能，延伸率达到20%以上；

步骤8：设备各处绕线经导线轮牵引；

步骤9：启动牵引装置以稳定合适的速度持续收卷到收线轴即可得到满足要求的铜包铝产品。

优选的，由步骤1-步骤9可加工扁状形或方形铜的铜包铝线材，由步骤2-步骤9可加工圆形铜包铝的线材。

优选的，所述合金压轮设置有两组，两组所述合金压轮分布在线材的两侧。

优选的，所述吹气嘴位于冷却液的上侧。

优选的，所述退火铜轮三和吹气嘴之间设置有线材用于弯折的转辊。

优选的，所述导线轮设置有两组，两组所述导线轮分别设置在烘烤箱和收线轴的一侧。

（三）有益效果

本发明提供了一种延伸性能好的铜包铝线材及其制作工艺。具备以下有益效果：

（1）、该延伸性能好的铜包铝线材及其制作工艺，通过本发明中工艺技术改良后生产的该线材，相较于现有技术，该线材的延伸性能强，柔韧性强，延伸率可达到≥20%，从而解决了加工过程及成品断裂的问题，并且方便通过控制电流的强度和通电时间即可对拉伸的质量进行控制，控制简单，方便实验得到最适数据，可以有效降低拉伸工艺难度较大的问题。

（2）、该延伸性能好的铜包铝线材及其制作工艺，通过本发明中线材在加热时，可以在加热箱内部冲入氮气进行保护，防止其发生氧化反应及变色，并且线材中铝杆和铜层在加工前需要进行冷压合加工处理，可以将铜层充分挤压进铝杆的缝隙之中，可以让线材的整体性更好，并且连接更加牢固，并且通过本发明中的制作工艺，可以进一步提高线材的延伸性和整体性。

（3）、该延伸性能好的铜包铝线材及其制作工艺，通过用于制作工艺的加工台结构简单，从而可以有效降低线材的加工成本，并且可以有效提高制作的工作流程，本装置中加热箱和风干箱的连接部位均设置有均风板和风机，加热箱可以提高氮气排出空气的速度和质量，并且可以减少氮气从装置内部泄露的数量，风干箱则可以提高空气流动的速度，提高风干的质量。

(4)、通过改变铜跟铝的体积比，重量调整此产品在生产工艺上的性能参数，以达到客户性能要求材料。通过改变铜的材质或成分，及铝金属中添加一些合金等元素改变原有铜包铝的机械性能，物理性能，以达到客户性能要求材料。此种铜包铝材料是通过表面冷压熔接包覆铝合金材料实现圆形包覆。外观不露铝，不开裂。

附图说明

图1为本发明的生产流程工艺图；

图2为本发明中线材的材质剖视图；

图3为本发明中圆形铝芯的铜包铝线材剖视图；

图4为本发明中扁状铝芯的铜包铝线材剖视图；

图5为本发明中方形铝芯的铜包铝示意图。

图中，1、合金压轮；2、退火铜轮一；3、氮气填充管；4、退火铜轮二；5、吹气嘴；6、退火铜轮三；7、烘烤箱；8、收线轴；9、氮气阀；10、高压气阀；11、导线轮；12、冷却液；13、铝合金芯；14、铜层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种延伸性能好的铜包铝线材的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1：将铜层14压合到1根铝合金芯外侧，启动牵引装置将扁状形铜包铝依次牵引至退火铜轮一2、氮气填充管3、退火铜轮二4、吹气嘴5、退火铜轮三6、烘烤箱7、收线轴8；

步骤2：启动水泵使水箱内冷却液漫过退火铜轮二4且高于氮气填充管3下端；

步骤3：启动氮气阀9，将适量氮气供应至氮气填充管3内将管内空气排出并持续供应氮气至氮气填充管3内；

步骤4：启动高压气阀10，将空压机内高压空气引至吹气嘴5，调节气压大小至线材表面无明显水雾；

步骤5：启动烘烤箱7，调节烘烤箱7内温度使线材完全干燥；

步骤6：启动退火电源，将电流通至三个退火铜轮，使线材发热，并调节电压电流使扁状形铜包铝线材软化至其产生延伸性能，延伸率达到20%以上；

步骤7：设备各处绕线经导线轮11牵引；

步骤8：启动牵引装置以稳定合适的速度持续收卷到收线轴8即可得到满足要求的铜包铝产品。

实施例2

请参阅图4，本发明实施例提供一种技术方案：一种延伸性能好的铜包铝线材的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1：将铜层14压合到1根铝合金芯外侧，将圆形铜包铝材料持续传送至合金压轮1使其成为需要的扁状形规格；

步骤2：启动牵引装置将扁状形铜包铝依次牵引至退火铜轮一2、氮气填充管3、退火铜轮二4、吹气嘴5、退火铜轮三6、烘烤箱7、收线轴8；

步骤3：启动水泵使水箱内冷却液漫过退火铜轮二4且高于氮气填充管3下端；

步骤4：启动氮气阀9，将适量氮气供应至氮气填充管3内将管内空气排出并持续供应氮气至氮气填充管3内；

步骤5：启动高压气阀10，将空压机内高压空气引至吹气嘴5，调节气压大小至线材表面无明显水雾；

步骤6：启动烘烤箱7，调节烘烤箱7内温度使线材完全干燥；

步骤7：启动退火电源，将电流通至三个退火铜轮，使线材发热，并调节电压电流使扁状形铜包铝线材软化至其产生延伸性能，延伸率达到20%以上；

步骤8：设备各处绕线经导线轮11牵引；

步骤9：启动牵引装置以稳定合适的速度持续收卷到收线轴8即可得到满足要求的铜包铝产品。

请参阅图5，本发明实施例提供一种技术方案：一种延伸性能好的铜包铝线材的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1：将铜层14压合到1根铝合金芯外侧，将圆形铜包铝材料持续传送至合金压轮1使其成为需要的方形规格；

步骤2：启动牵引装置将扁状形铜包铝依次牵引至退火铜轮一2、氮气填充管3、退火铜轮二4、吹气嘴5、退火铜轮三6、烘烤箱7、收线轴8；

步骤3：启动水泵使水箱内冷却液漫过退火铜轮二4且高于氮气填充管3下端；

步骤4：启动氮气阀9，将适量氮气供应至氮气填充管3内将管内空气排出并持续供应氮气至氮气填充管3内；

步骤5：启动高压气阀10，将空压机内高压空气引至吹气嘴5，调节气压大小至线材表面无明显水雾；

步骤6：启动烘烤箱7，调节烘烤箱7内温度使线材完全干燥；

步骤7：启动退火电源，将电流通至三个退火铜轮，使线材发热，并调节电压电流使扁状形铜包铝线材软化至其产生延伸性能，延伸率达到20%以上；

步骤8：设备各处绕线经导线轮11牵引；

步骤9：启动牵引装置以稳定合适的速度持续收卷到收线轴8即可得到满足要求的铜包铝产品。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。