一种适用于邦迪管制造的环保型铜钢复合板材的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明创造涉及铜钢复合板材生产技术领域，特别涉及一种适用于邦迪管制造的环保型铜钢复合板材。
【背景技术】
[0002]邦迪管，又称双层卷焊管。主要指镀铜钢板通过720°卷管后经钎焊形成的外径在4.6-10.6mm的钢管，广泛应用于汽车中的燃油管路、制动管路等和家电行业中的冷凝管等。邦迪管因其具有耐高压、耐腐蚀、抗振疲劳强度高等特点，还具有内表面光洁度高以及成本低等特点，是代替汽车、家电中铜管的理想管材。
[0003]目前，市场上大多数邦迪管是使用镀铜钢板卷制而成，镀铜钢板制造过程繁复，尤其在钢板镀铜过程中使用大量使用氰化物和各种酸类，对污水处理技术要求极高，不可避免的对环境造成污染及破坏。
[0004]铜钢复合板是层状金属复合材料的一种，它是将铜板与钢板经乳制技术复合而成，具有厚度均匀、表面质量高、工艺过程简单、生产效率高且稳定等优点，另外，冷乳工艺生产过程只需用到少量润滑油，极大地减少了对环境的污染，使之成为新型绿色环保制造过程的产物。因此，采用铜钢复合板代替镀铜钢板制造邦迪管具有广泛的应用前景。
[0005]但是，由于邦迪管需要使铜钢复合板材经卷曲制成，且其铜层相对于钢层具有更薄的厚度，因此对用于邦迪管的铜钢复合板材在强度、结合力、应力变形等性能方面提出了更高的要求。现有的乳制技术仅能够满足较厚尺寸的铜板与钢板的复合，且复合板仅在平面条件下进行应用，结合力和抗应力变形能力较差，难以满足在邦迪管制备方面的应用。
【发明内容】
[0006]本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种适用于邦迪管制造的环保型铜钢复合板材，具有优良的强度、结合力和抗应力变形能力，能够满足其在邦迪管制造方面的应用。
[0007]本发明创造首先提供了一种适用于邦迪管制造的环保型铜钢复合板材，所述铜钢复合板材的各复合层依次为铜层、钢层、铜层，各层厚度比为1:(50-150):1，各复合层之间结合界面为机械结合与扩散结合。
[0008]进一步，所述铜钢复合板材中，结合界面的结合率不低于95%，以保证制成邦迪管后层间焊合质量较高，邦迪管具有良好的密封性及防泄漏能力。
[0009]本发明创造还提供了所述铜钢复合板材的制造方法，包括下述步骤:
[0010]S1:表面打磨，分别对铜带和钢带的待复合面进行打磨；优选的，打磨后使被打磨表面的粗糙度不小于Ra = 1.2-1.8 μ m，使待复合界面更易于结合的同时还可以保证结合界面的平整度，铜层更为均匀，有效防止制成邦迪管后孔洞的产生；更优选的，可以使用专利公开号为CN203973326U的打磨装置进行打磨。通过表面打磨可以去除表面氧化物及润滑油，使待复合面露出新鲜金属表面，增强界面结合效果；
[0011]S2:表面预涂油，在打磨好的表面上涂覆冷乳乳化液，一方面可以避免复合乳制过程中铜带与钢带的错动，防止冷乳过程中带材表面挫伤，另一方面也能够控制变形区接触弧表面上的摩擦力，降低乳制总压力和能量消耗；优选的，可以使用专利公开号为CN203304313U的表面预涂油装置进行表面预涂油；
[0012]S3:复合乳制，将打磨并经预涂油后的铜带和钢带按照复合层顺序排列后在密闭环境中进行乳制，形成铜钢复合带；优选的，所述复合乳制过程总压下率不低于70% ;进一步，所述复合乳制同时将产生的油烟及时排出，能够保持密闭空间的高度清洁，稳定界面结合强度；
[0013]S4:倒卷，将复合乳制后成卷的铜钢复合带倒卷，以便释放表面的残余应力，同时保证退火时铜钢复合带卷层与层之间不粘接；
[0014]S5:退火，将倒卷后的铜钢复合带进行退火处理，使铜带和钢带之间的结合界面得到一定程度的扩撒；优选的，所述退火温度450-500°C，保温时间不低于3小时；进一步，所述退火处理后还包括继续在650-700°C的温度下至少保温10小时的保温步骤；再进一步，所述保温步骤后还包括降温至550-600°C后，空冷至250°C后水冷至常温的冷却步骤；采用上述优选的退火处理条件及保温和冷却步骤，能够使制成的铜钢复合板材具有良好的塑性，保证邦迪管制作过程中，连续卷管时不因为过硬而开裂，同时保证卷管后邦迪管达到所需的强度。
[0015]S6:精乳:将退火并降温后的铜钢复合带乳制到目标板厚；优选的，所述精乳过程总压下率不低于80%。
[0016]其中，所述步骤S2的冷乳乳化液优选为皂化值在0.lmgKOH/g以下的冷乳用乳制油，更优选为皂化值在0.05mgK0H/g以下的冷乳用乳制油；所述冷乳乳化液还优选为闪点在80°C (PM)以上、含硫量在0.05wt%以下的冷乳用乳制油；进一步，所述冷乳乳化液优选为Esso Somentor冷乳用乳制油。
[0017]其中，所述步骤S3的复合乳制过程可在8辊乳机中进行，所述步骤S6的精乳过程可在6辊可逆精乳机中进行。
[0018]本发明创造提供的铜钢复合板材及制造方法，相比于镀铜钢板，铜钢复合板的覆层厚度均匀，覆层材料及基层材料成分及各层厚度可自由调整；生产速度快、效率高，大幅降低了生产成本；其较少的污水处理也极大地保护了环境，响应了国家对环境保护的政策。本发明创造提供的铜钢复合板材及制造方法，覆层为纯铜，保证了制管后钎焊层的高强度和密封性；抗拉强度250MPa彡σ b彡300MPa，屈服强度180MPa彡σ s彡230MPa，保证了制管后的塑性及扩口能力；板型精度在±0.01mm以内，复合板的利用率达到95%以上；具有95%以上的界面结合率，保证了邦迪管在制管后的后续加工中结合面不开裂；本发明创造提供的铜钢复合板材能够完美替代镀铜邦迪管，满足双层铜焊钢管标准YB/T4164-2007的各项要求。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例提供的铜钢复合板材的结构示意图；
[0020]图2为本发明实施例提供的铜钢复合板材结合界面SEM-能谱照片；
[0021]图3-4为使用本发明实施例提供的铜钢复合板材制成的邦迪管截面照片。
[0022]其中，1-铜层；2-钢层；3-铜层。
【具体实施方式】
[0023]下面通过结合附图对本发明创造进行进一步说明。
[0024]实施例为用于一种汽车制动管路用邦迪管的铜钢铜复合板的制备。
[0025]覆层材料使用一种板厚为0.7mm的纯铜带，基层材料使用一种板厚为6mm的热乳钢板。将热处理到适合硬度并且完全释放内应力后的铜带与钢带送入打磨装置(专利公开号:CN203304313U)中，对待复合面进行打磨，完全去除表面氧化物及润滑油，使待复合面露出新鲜的金属表面，表面粗糙度为Ra = 1.5 μ m，此时待复合面达到最适合复合的状态。
[0026]将打磨好的铜带与钢带送入表面预涂油装置(专利公开号:CN203304313U)中，在打磨好的待复合面上涂覆Esso Somentor冷乳用乳制油，预防复合乳制过程中的错动，并控制变形区接触弧表面上的摩擦力。
[0027]将涂覆润滑油后的铜带及钢带送入最大宽幅为750mm，精度为±0.005mm的8辊乳机中，经复合乳制后获得2.2_厚的铜钢复合带，总压下率为71%，卷曲后形成铜钢复合带卷。加工全过程在密闭环境中进行，并且有吸尘装置，使乳制过程中密闭空间保持高度清洁；复合乳制过程中有吸烟装置，避免因大压下量时产生的油烟影响结合界面的强度。
[0028]将复合乳制获得的铜钢复合带倒卷释放残余应力后，450°C下保温3h退火处理，然后升温至650°C保温10h，然后降温至600°C，再空冷至250°C后水冷至常温。
[0029]将冷却后的铜钢复合带送入6辊可逆精乳机中，经精乳后获得0.35mm的复合板带，此精乳过程总压下率为84.1 %。将精乳后的板带收集成带卷送入拉伸矫直机，拉矫后用收卷机收卷，在复合板带层与层之间附上衬子，防止表面挫伤。
[0030]经上述工序制得的铜钢复合板材结构如图1所示，屈服强度为220MPa，抗拉强度为294MPa，板形精度为±0.01mm，具有较高的结合强度且结合率达到97%。此铜钢复合板材在SEM下的界面状况如图2所示，中间的线为Fe元素含量分布、下方的线为Cu元素含量分布、上方的线为C元素含量分布，由图可看出复合界面为机械结合与扩散结合，结合状况良好，由此可得知复合板具有较高的界面结合强度。
[0031]采用上述过程生产的铜钢铜复合板材生产出直径为4.7mm的邦迪管，其截面图如图3-4所示，此铜钢复合邦迪管，因覆铜层为纯铜，且覆铜层均匀，所以钎焊层焊合效果极佳，钎焊层也比较均匀，已满足汽车制动管的防泄漏效果(参照双层铜焊钢管标准YB/T4164-2007)，达到代替镀铜邦迪管的效果。
[0032]以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
【主权项】
1.一种适用于邦迪管制造的环保型铜钢复合板材，所述铜钢复合板材的各复合层依次为铜层、钢层、铜层，各层厚度比为1:(50-150):1，各复合层之间结合界面为机械结合与扩散结合。2.根据权利要求1所述的一种适用于邦迪管制造的环保型铜钢复合板材，其特征在于，所述铜钢复合板材中，结合界面的结合率不低于95%。
【专利摘要】本实用新型创造提供一种适用于邦迪管制造的环保型铜钢复合板材，经表面打磨、表面预涂油、复合轧制、倒卷、退火、精轧等过程，获得铜层、钢层、铜层，各层厚度比为1：(50-150)：1的铜钢复合板材，具有优良的强度、结合力和抗应力变形能力，能够满足在邦迪管制造方面的应用。
【IPC分类】B32B15/01, B32B15/20, B32B15/18, B32B37/10
【公开号】CN205058718
【申请号】CN201520505229
【发明人】杨明绪, 苗喜元, 冯建航, 苗立元, 何继宁, 苏祥林
【申请人】天津市荣泰新型复合材料有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年7月13日