一種鋁線成形工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁線的成形加工工藝方法，尤其是所成形加工的銅包鋁線界面具有優(yōu)異的固相冶金結(jié)合性能，從而使銅包鋁線具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。
【背景技術(shù)】
[0002]銅包鋁線是射頻同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體的“更新?lián)Q代”產(chǎn)品，在通信電纜、建筑布電線、輕質(zhì)電磁線和其他電線電纜導(dǎo)體等領(lǐng)域，也具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展為射頻同軸電纜的大量應(yīng)用與發(fā)展帶來了重要機(jī)遇。銅的導(dǎo)電性能好，具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能，在銅中加入少量的錫或銀后，其耐磨和耐熱性能可能得到進(jìn)一步提高。因此，銅或銅合金一直被視為同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體的首選材料。但銅的密度較高，銅資源比較稀少，且純銅導(dǎo)體的價(jià)格較高。隨著復(fù)合技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，在保證導(dǎo)電性能的前提下采用復(fù)合技術(shù)，用廉價(jià)的金屬部分替代銅以降低生產(chǎn)成本，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究開發(fā)人員努力的目標(biāo)，其中銅包鋁復(fù)合線材是一種比較理想的替代品。
[0003]采用銅包鋁線為內(nèi)導(dǎo)體的電纜具有以下一些優(yōu)點(diǎn):(I)密度低，銅包鋁線的密度是純銅線的37%?40%，直接用作射頻電纜的內(nèi)導(dǎo)體均可使其重量大幅度降低，便于運(yùn)輸、安裝、降低敷設(shè)費(fèi)用；(2)復(fù)合線材的銅鋁截面比一般為15%?85%，可以節(jié)省我國較缺乏的銅資源；(3)當(dāng)CATV同軸射頻電纜用鋁管作外導(dǎo)時(shí)，采用銅包鋁線作為內(nèi)導(dǎo)體，可使其系數(shù)和彈性模量與鋁管相接近，從而提高了電纜使用的穩(wěn)定性和可靠性。而且與用純銅作內(nèi)導(dǎo)體的情形相比，在信號(hào)傳遞，特別是在高頻信號(hào)傳遞方面，由于導(dǎo)體的集膚效應(yīng)，性能上相差很小。銅包鋁線最早由德國于上世紀(jì)30年代推出，隨后英國、美國、法國和前蘇聯(lián)等國也相繼采用各種不同方法生產(chǎn)銅包鋁線。銅包鋁線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:外層為純銅或紫銅，其厚度較小，芯部為鋁金屬。有線電視信號(hào)和移動(dòng)通信信號(hào)的頻率很高，一般在50?800MHz左右，由于“集膚效應(yīng)”，高頻電流主要集中在導(dǎo)體的表面層傳輸，而且鋁本身也具有良好的導(dǎo)電性能，因而采用銅包鋁復(fù)合材料代替純銅或紫銅可以保證電纜的傳輸效率。鋁的價(jià)格低于銅，其密度不足銅的三分之一，因而可以大幅度減輕線材單位長度的重量，有利于電纜的安裝與施工。
[0004]銅包鋁線的加工方法有多種，較早的工業(yè)生產(chǎn)方法有鋁線鍍銅法，但由于其較大的缺陷而被淘汰。其次為乳制壓接法，并且國外大多采用縱包乳制法。
[0005]目前使用最多的包覆焊接法，其工藝原理是采用包覆焊接裝置，將經(jīng)過清洗的銅帶逐步形成圓管狀，包覆在清洗過的鋁芯線周圍。采用氬弧焊將銅管的縱縫焊接起來形成線坯。然后通過拉拔和熱處理獲得所需的線材直徑和性能。這種工藝模式相對(duì)較為簡單，設(shè)備不太復(fù)雜，所生產(chǎn)的銅包鋁線質(zhì)量較好，為目前國內(nèi)主要的生產(chǎn)方法。另外一種工藝方法為靜液擠壓法，它是一種特殊的潤滑擠壓工藝，制備銅包鋁線的基本原理是將大直徑紫銅管坯和純鋁棒坯制成的復(fù)合坯料經(jīng)靜液擠壓獲得線坯，利用高靜水壓力和大加工變形率作用實(shí)現(xiàn)銅、鋁之間的冶金結(jié)合陣。
[0006]包覆焊接法成形工藝容易造成銅鋁界面間結(jié)合質(zhì)量較差，從而影響銅包鋁線的導(dǎo)電性能;靜液擠壓法需要專用設(shè)備靜液擠壓機(jī)，而且生產(chǎn)效率相對(duì)較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種銅包鋁線成形工藝，該發(fā)明在對(duì)銅管結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用低壓鑄造或壓力鑄造工藝將鋁液壓鑄到銅管內(nèi)進(jìn)行復(fù)合，形成復(fù)合線坯，然后再進(jìn)行擠壓獲得銅包鋁線，以使銅鋁界面達(dá)到最佳冶金結(jié)入口 ο
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
(I)根據(jù)擠壓模的形狀和尺寸，將包覆材料銅預(yù)制成壁厚均勻的銅管，所述銅管的內(nèi)表面形狀為:a普通銅管，b內(nèi)壁帶矩形凸筋的銅管，c截面形狀為帶扇形孔的網(wǎng)狀銅管，d內(nèi)壁帶燕尾槽或T形槽的銅管，e.內(nèi)壁帶T形槽的銅管;f.內(nèi)壁帶螺旋線形凸筋的銅管。
[0009](2)將銅管預(yù)熱到200?350°C，采用低壓鑄造或壓力鑄造工藝向銅管內(nèi)壓鑄鋁液，壓鑄溫度在470?750 °C。
[0010](3)待金屬液凝固后，在擠壓機(jī)上直接進(jìn)行擠壓加工，擠壓比在5:1?20:1之間，獲得符合尺寸要求的銅包鋁線。
[0011 ]本發(fā)明的有益效果是，使用本發(fā)明的成形工藝加工出的銅包鋁線，銅鋁界面結(jié)合良好，提高了銅包鋁線的導(dǎo)電率，降低傳輸過程中的能量損失。
【附圖說明】
[0012]圖1是普通銅管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是內(nèi)壁帶矩形凸筋的銅管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是截面形狀為帶扇形孔的網(wǎng)狀銅管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是內(nèi)壁帶燕尾槽的銅管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是內(nèi)壁帶T形槽的銅管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是內(nèi)壁帶螺旋線形凸筋的銅管結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]a.將銅管加工成外徑為Φ100、內(nèi)徑為Φ90，內(nèi)壁帶矩形凸筋的銅管(見圖2)，筋高度為5mm，寬度為1mm0
[0014]b.將銅管加熱到250°C，采用低壓鑄造工藝向銅管內(nèi)壓鑄鋁液，壓鑄溫度為700Γ。
[0015]c.待金屬液凝固后，放入擠壓機(jī)的模具中擠壓成形，擠壓比為10: I，擠壓出銅包鋁線。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁線成形工藝，其特征是: (1)根據(jù)擠壓模的形狀和尺寸，將包覆材料銅預(yù)制成壁厚均勻的銅管； (2)將銅管預(yù)熱到200?350°C，采用低壓鑄造或壓力鑄造工藝向銅管內(nèi)壓鑄鋁液，壓鑄溫度在470?750 °C ； (3)待金屬液凝固后，在擠壓機(jī)上直接進(jìn)行擠壓加工，擠壓比為5:1?20: 1，獲得符合尺寸要求的銅包鋁線。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋁線成形工藝，其特征是：(1)根據(jù)擠壓模的形狀和尺寸，將包覆材料銅預(yù)制成壁厚均勻的銅管；(2)將銅管預(yù)熱到200～350℃，采用低壓鑄造或壓力鑄造工藝向銅管內(nèi)壓鑄鋁液，壓鑄溫度在470～750℃；(3)待金屬液凝固后，在擠壓機(jī)上直接進(jìn)行擠壓加工，擠壓比為5∶1～20∶1，獲得符合尺寸要求的銅包鋁線。所述銅管的形狀為：a.普通銅管；b.內(nèi)壁帶矩形凸筋的銅管；c.截面形狀為帶扇形孔的網(wǎng)狀銅管；d.內(nèi)壁帶燕尾槽；e.內(nèi)壁帶T形槽的銅管；f.內(nèi)壁帶螺旋線形凸筋的銅管。這種銅包鋁線成形新工藝，解決了銅包鋁線界面難于牢固結(jié)合問題，所加工出的銅包鋁線可實(shí)現(xiàn)良好的界面冶金結(jié)合，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。
【IPC分類】H01B13/00, B21C37/04
【公開號(hào)】CN105562454
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610078617
【發(fā)明人】朱亞生
【申請(qǐng)人】上海泓笙鋁線材有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日