铜包铝线生产工艺教学内容

1、铜包铝线生产工艺铜包铝线生产工艺铜包铝Copper Clad Aluminium简称CCA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。 v铜包铝概念u 铜包铝介绍v铜包铝概念v固相结合机理v铜包铝生产工艺流程v固相结合机理 丹麦学者 N Bayu 铜包铝介绍v铜包铝概念v固相结合机理v铜包铝生产工艺流程什么叫“冶金结合”？大变形量拉伸新鲜表面外漏并相互接触铜铝表面原子在微观达到原子间距离相互吸引形成原子键建立结合点扩散渗透原子间化合物进一步拉拔增大结合强度 (a) 不结合照片铜界面空隙 (b) 结合照片铜铝界面扩散层铝预处理包覆焊接过程拉伸

2、热处理光线拉伸及涡流探伤清洗及收线成品u 铜包铝介绍v铜包铝概念v固相结合机理v铜包铝生产工艺流程v铜包铝生产工艺流程对接电镀u 预处理v目的v铝杆加工v铜带分切v铝杆加工表1 铝杆化学成分表SiFeCuV + Ti + Mn + Cr其他元素Al每种总和不大于(%)不小于(%)0.110.250.010.020.020.199.6表2 铝杆型号及性能要求型号抗拉强度（MPa）延伸率 (%)，min20电阻率（mm2/m），maxA280110120.02780A495115100.02780A611013080.02780 电工圆铝杆 GB/T 3954-2001 u 预处理v目的v铝杆加工

3、v铜带分切v铜带分切 T2纯铜带 GB/T 11091-2005表3 T2纯铜带化学成分表代号化学成分（%）T2PAgBi2Sb2As2FeCu（min）-0.0010.0020.0020.00599.90NiPbSnSZnO-0.005-0.005-0.005表4 T2铜带性能参数表型号抗拉强度（MPa）延伸率 (%)，min20电阻率（ mm2/m），maxT2240350.01760u 预处理v目的v铝杆加工v铜带分切v铜带分切放大收卷器图1 铜带分切示意图刀具放大u 焊接工艺v焊接工序工艺流程v焊机类型、特点v焊接工序工艺流程铝杆铜带清洗擦干表面刷磨较直打磨氩气保护水冷系统较直包覆成型

4、氩弧焊接图2 焊接工序流程示意图u 焊接工艺v焊接工序工艺流程v焊机类型、特点v焊接工序工艺流程1 3 4 5 21-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 包覆焊机根据整形轮不同分为 10焊、14焊和18焊 u 焊接工艺v焊接工序工艺流程v焊机类型、特点v焊机类型 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类型方式拉丝剂比较单盘拉机干拉法拉丝油效率低灵活性好，倒盘周转时易磕碰伤，损伤线体。联罐拉伸干拉法拉丝油效率高后续连续拉拔，冷却不好

5、，温度高，影响线材性能。水箱拉伸湿拉法乳化液效率高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。u 拉伸工艺v拉伸设备v模具角度对线材性能的影响v体积比不变v拉伸设备表5 拉伸设备比较u 拉伸工艺v拉伸设备v拉伸中线材性能的影响因素v体积比不变v拉伸中线材性能的影响因素模 模 模 模 死区形成死区形成切削材料流动拉力模角中心开裂图4 模具角度与拉力的关系曲线调整模具角度控制同步延伸更早进入结合状态改变缩经量图5 不同线径铜包铝线铜层体积比对比照片v拉伸过程中铜铝体积比不变u 拉伸工艺v拉伸设备v模具角度对线材性能的影响v体积比不变 0.2 100 3.02 32 铝

6、铝铜铜拉伸缩径过程中，体积比不变规格实测线径（mm）铝芯直径（mm）铜层厚度（mm）铜层体积比（%）线径mm体积比%5.08105.0794.7710.15411.761.89101.8931.7790.05711.682.05152.0551.8810.08716.220.50150.5050.4630.02115.943.00203.0102.6900.16020.131.02201.0170.9090.05420.07 ASTM B566 铜包铝国际标准中规定812%为10体积比, 1317%为15体积比； 新国标中规定1822%为20体积比。 v拉拔过程中铜铝体积比不变u 拉伸工艺v拉

7、伸设备v模具角度对线材性能的影响v体积比不变u 热处理工艺CCA抗拉强度（MPa）延伸率(%)退火前23025015退火后1001202030v退火方式及线材性能对比v退火方式及线材性能对比v大变形量对退火线的影响退火种类方式比较注意井式、钟罩式框式惰性气体保护，气氛强制循环对流传导，使线体受热均匀。冷却到70以下，防止线体表面氧化管式在线连续退火，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3.0以下线径尼霍夫在线拉拔过程中退火，加热时间迅速，抑制扩散。提高效率u 热处理工艺v大变形量对退火线的影响v退火方式及线材性能对比铝铜铜铝过渡层错位铝铜铜铝过渡层 (b) 变形后

8、 500 铝铜铜铝过渡层断裂(a) 变形前 500 铜铝铜铝过渡层结论：退火线不能再进行大变形量变形 v大变形量对退火线的影响u 成品工艺v成品工序流程v工序流程v对接、电镀v清洗及收线包装光线拉伸涡流探伤对接电镀清洗收线包装u 成品工艺v对接、电镀规格线径接点抗拉强度(MPa)延伸率（%）电阻率（ mm2/m）标准138标准15标准实际15A2.185无11230.00.026760.02503有11219.50.0251810A2.896无10529.50.027430.02567有10216.00.02580v工序流程电镀后表面还原v对接、电镀v清洗及收线包装对接线环状漏铝规格最大重量(kg)10209501000950750780780400420600150200v清洗及收线包装u 成品工艺v光线拉伸和涡流探伤v对接、电镀v清洗及收线包装价格优势u 推广应用v铜