線徑0.9mm以上硬態(tài)銅包鋁的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬復(fù)合線材的生產(chǎn)工藝，特別是一種銅包鋁的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]銅包鋁線是以鋁桿作為芯線，同心的包覆銅層，使其在拉拔過程中實現(xiàn)冶金結(jié)合，而得到性能穩(wěn)定的雙金屬復(fù)合導(dǎo)體。銅包鋁同時具備銅的良好導(dǎo)電性和鋁的重量輕的優(yōu)點，是同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體及電氣設(shè)備中電線電纜的首選材料；另外由于它具有良好的延展性和可加工性，因而可以進一步深加工成各種規(guī)格的裸線及鍍錫線、漆包線等；銅包鋁線作為編織屏蔽線被廣泛用于通信、控制系統(tǒng)、電器設(shè)備、自動裝置等領(lǐng)域，是純銅線的良好替代品。銅包鋁保持了導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等純銅線原有的優(yōu)點，同時具備了重量輕、便于運輸和施工等優(yōu)點，其密度僅為純銅線的37%?40%，其長度是同等質(zhì)量、同等直徑的純銅線長度的2.5-2.7倍，這將大大降低生產(chǎn)成本，因此使用銅包鋁線來替代純銅線，具有明顯的經(jīng)濟效益。
[0003]目前已實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的銅包鋁生產(chǎn)方法主要有電鍍法和包覆焊接法。電鍍法是采用化學(xué)電解方法在鋁芯線表面鍍上銅層，該方法工藝簡單，行線速度快，便于大批量生產(chǎn)，其存在的不足是只適合生產(chǎn)銅含量較低，一般< 8%，鍍層較薄的銅包鋁，且在生產(chǎn)過程中存在產(chǎn)品的銅層粗糙、同心度不良和環(huán)境污染等缺點。包覆焊接法是以經(jīng)刮削、車削或者刨刮等表面處理的鋁桿及清洗處理后的銅帶為材料，采用包覆焊接、然后經(jīng)拉拔和熱處理后制備所需的銅包鋁線，其生產(chǎn)過程包括:材料預(yù)處理一包覆焊接一單拉一退火一單拉一連拉一退火。上述包覆焊接法制備銅包鋁的方法存在以下問題:一、對鋁桿表面要求高，拉桿表面應(yīng)清潔、光滑圓整、尺寸均勻等缺陷；二、生產(chǎn)線長度長，對廠房要求高；三、生產(chǎn)過程中拉絲工序多，產(chǎn)品表面損傷多，且產(chǎn)生的打孔露鋁等缺陷無法及時發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)效率低，報廢率大。另外，上述專利中也未充分公開包覆焊接后的后續(xù)拉拔和熱處理過程，但后續(xù)拉拔和熱處理過程對銅包鋁的結(jié)合力、抗拉強度及延伸率等質(zhì)量性能有很大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有銅包鋁生產(chǎn)工藝中存在的問題，公開一種生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)效率高，銅層厚度可以精確控制且厚度均勻，產(chǎn)品表面光潔度好，結(jié)合力、抗拉強度及延伸率好的線徑0.9mm以上硬態(tài)銅包鋁的生產(chǎn)工藝。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案。
[0006]線徑0.9mm以上硬態(tài)銅包鋁的生產(chǎn)工藝，依次包括下列步驟:
[0007](I)鋁桿預(yù)處理:先將線徑為15mm的鋁桿拉拔至線徑12.5_13.8mm ;再用5% -7%的氫氧化鈉水溶液對鋁桿進行堿洗，去除鋁桿表面潤滑劑及氧化物；堿洗溫度在350C _45°C之間，堿洗時間在15-25分鐘之間；然后水洗，水洗溫度15°C _25°C之間，去除鋁桿表面附著的堿液；并將招桿表面殘留的水分烘干；
[0008](2)包覆焊接，對預(yù)處理后的鋁桿進行打磨，同時銅刷正向打磨將銅帶刷毛，清除鋁桿與銅帶表面油污和氧化膜，增加鋁桿與銅帶表面的粗糙度，提高鋁桿與銅帶的結(jié)合力；將銅帶和鋁桿同時送入覆合箱中，覆合箱中的垂直成型輪和水平成型輪使銅帶均勻的包覆在鋁桿表面，在覆合箱中由進氣口通入氬氣，使兩種金屬材料在覆合過程中不被氧化；進入焊接區(qū)，焊接區(qū)焊槍處用氬氣作為保護氣，用鎢極脈沖氬弧焊將金屬材料的焊縫連續(xù)不斷地焊接起來，焊接后進入冷卻區(qū)，冷卻區(qū)通入氬氣作為保護氣，最后將包覆好的銅包鋁收線；包覆完成后，銅包招線經(jīng)為15_，銅包招的銅層體積比為8% -20% ；
[0009](3)連拉，將包覆好的銅包鋁直接送入連拉設(shè)備進行拉拔，連拉設(shè)備上安裝風(fēng)冷和水冷兩種冷卻裝置，控制銅包鋁表面溫度不超過50攝氏度；第一道連拉工序?qū)~包鋁線徑拉至9.2mm,每道模具按0.40mm等差遞減；第二道連拉工序?qū)~包鋁線徑拉至5.1-5.6mm,每道模具按0.30mm等差遞減；第三道工序?qū)~包鋁線徑拉至3.2-4.7mm，每道模具按0.20mm等差遞減；第四道工序?qū)~包鋁線徑拉拔至1.8-2.7mm，每道模具按0.20mm等差遞減；第一、第二道工序采用粘稠度為800-1000mm2/s的拉絲油作為拉絲潤滑液，第三、第四道工序采用濃度多6%的乳化液作為拉絲潤滑液，拉絲潤滑液溫度在20-60°C之間；
[0010](4)水箱拉絲，將連拉后的銅包鋁轉(zhuǎn)移至水箱拉絲機進行拉絲，線徑拉至
0.91-1.7mm，每道模具按照8-12%減面率進行拉拔，采用濃度多6%的乳化液作為拉絲潤滑液；
[0011](5)拋光探傷，對退火后的銅包鋁通過模具進行拋光，拋光過程中采用濃度多6%乳化液作為拉絲潤滑液，并用在線探傷裝置對銅包鋁線材表面進行在線檢測，檢測銅包鋁漏鋁點或者刮傷；
[0012](6)防氧化并干燥，將拋光后的銅包鋁進行防氧化處理；
[0013](7)收線包裝。
[0014]作為優(yōu)選，第一、第二道工序采用820拉絲油或KJ-6100金屬拉絲油作為拉絲潤滑液，820拉絲油粘稠度較高，適用溫度在30-60°C，適合夏天生產(chǎn)時使用；KJ-6100金屬拉絲油粘稠度較高，適用溫度在20-50°C，適合冬天生產(chǎn)時使用。
[0015]采用上述技術(shù)方案的線徑0.9mm以上硬態(tài)銅包鋁的生產(chǎn)工藝，其有益效果如下:
1、銅帶刷毛時，銅刷應(yīng)正向打磨，因為反向打磨時摩擦力大，表面溫度高，會出現(xiàn)銅帶表面氧化情況，影響銅層與鋁界面的結(jié)合力；另外，反向打磨時，銅帶表面為條狀紋絡(luò)，而正向打磨時，銅帶表面為均勻的點狀紋絡(luò)，點狀紋絡(luò)有利于提高銅層與鋁之間的接觸面積，后續(xù)拉拔過程中，有利于雙金屬間的相互擴散，提高其結(jié)合力；2、本發(fā)明經(jīng)工藝優(yōu)化，銅帶和鋁桿經(jīng)包覆焊接后，直接進入數(shù)道連拉工序，單拉過程一般采用上落式收線，在上牽引力的作用下表面容易擠傷，而連拉過程采用下落時收線，可有效避免擠傷問題；另外這種大跨度的連拉工序同時經(jīng)過數(shù)個模具，總壓縮率較大時，拉絲過程也一次完成，銅包鋁一致性好，因此能減少導(dǎo)體結(jié)構(gòu)回波損耗SR問題的出現(xiàn)；再者采用連拉工藝，可減少單拉工序多，換機頻率高的問題，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省生產(chǎn)成本，同時有利于減少銅包鋁換機過程中表面碰傷等情況，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量；3、后道拉絲及拋光過程中采用濃度多6%的乳化液作為拉絲潤滑液，可以得到表面清潔的銅包鋁，因此可省去后道洗線工序，降低成本及表面碰傷的概率；4、通過線探傷工序，有效的防止了表面露鋁等有缺陷的產(chǎn)品進入后道工序或流入客戶處；5、拋光后經(jīng)防氧化并干燥處理的銅包鋁產(chǎn)品表面光亮，放置數(shù)月也不會出現(xiàn)氧化發(fā)黑情況的產(chǎn)生。
【具體實施方式】
[0016]線徑0.9mm以上硬態(tài)銅包鋁的生產(chǎn)工藝，依次包括下列步驟:
[0017](I)鋁桿預(yù)處理:先將線徑為15mm的鋁桿拉拔至線徑12.5_13.8mm ;再用5% -7%的氫氧化鈉水溶液對鋁桿進行堿洗，去除鋁桿表面潤滑劑及氧化物；堿洗溫度在350C _45°C之間，堿洗時間在15-25分鐘之間；然后水洗，水洗溫度15°C _25°C之間，去除鋁桿表面附著的堿液；并將鋁桿表面殘留的水分烘干，為下道包覆工序提供干燥的鋁桿；
[0018](2)包覆焊接，對預(yù)處理