專利名稱：：爆炸焊接/軋制銅鋁復合導電排的制作方法
技術領域：
：本發明涉及的是一種利用炸藥爆炸所產生的能量作為能源，使被焊接的T2和鋁棒表面形成牢固的固相結合的銅鋁復合導電材料。屬于電力設備行業和爆炸焊接綜合
技術領域：
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背景技術：
：銅鋁復合導電排不僅具有銅的導電性好，導熱率高、接觸電阻低、外表美觀等優點，而且還具有鋁的輕質、耐磨、經濟等優點。目前，國內銅鋁復合導電材料的生產加工方法主要有軋制復合法、擠壓-拉拔法、火焰釬焊法等。軋制復合法生產的銅鋁復合導電材料在熱處理工藝中存在兩種缺陷一是銅鋁原子的熱運動和擴散使機體金屬由點結合變為面結合，從而使結合強度變差，也使復合軋制時的殘余應力得到消除；二是隨著溫度的增加銅鋁都產生了再結晶，且復合界面加厚，并有硬而脆的金屬間化合物生成，導致結合強度和彎曲性能等急劇惡化。擠壓-拉拔法生產的銅鋁復合導電材料在擠壓過程中金屬流動不均勻時，容易造成擠壓管材沿長度方向內外層壁厚不均勻；容易產生外形波浪、界面呈竹節狀甚至硬層及破裂現象。火焰釬焊法生產的銅鋁復合導電材料由于熱輸入量大，變形量很難控制，因而界面結合強度不高，質量差，機械化程度低，勞動條件差。綜上所述，用以上方法大批量生產銅鋁復合材料還有壽命短等問題須待解決。而本發明用爆炸焊接加軋制這門特種焊接方法則可以解決以上問題。目前，尚未有采用爆炸焊接加軋制技術生產的爆炸焊接加軋制銅鋁復合導電排的文獻報道，采用爆炸焊接加軋制技術生產的爆炸焊接加軋制銅鋁復合導電排有以下幾個關鍵技術需要攻克。1、銅復層較薄，超薄金屬復合材料爆炸焊接加軋制裝藥參數的優化與控制。2、銅為有色金屬，表面容易出現燒蝕、穿孔等缺陷。3、由于炸藥的稀疏波效應，采用立式裝藥，藥厚密度難控制。
發明內容本專利的是先將鋁棒與銅管爆炸復合后，在進行一系列的爆后處理，最后再用油壓機和特制型模將復合棒沖壓成一定形狀及規格。本發明的技術方案爆炸焊接加軋制銅鋁復合導電排，其生產方法包括爆前處理、爆炸焊接、沖壓成型等工藝。一、爆前處理1、銅管采用專用工具對內圓打磨、拋光。鋁棒采用布輪打磨、拋光外圓，使兩待結合面露出新鮮的金屬層。2、設計了一木質底座，將鋁棒放置在中間，將銅管套在鋁棒上并四周留有一樣的間隙，在銅管底部放有小木塊，控制好銅管與木底座的間隙，有利于排氣。二、爆炸焊接工藝1、爆炸焊接炸藥的配方。為了保護銅管不被過燒，要選用非常規低爆速炸藥。通過多次試驗，采用的炸藥爆速為20002500m/s為最佳。本發明采用乳化炸藥為主原料，并添加20%食鹽、5%珍珠巖、7%鋸粉等物質。2、采用從上到下藥量逐步遞減的倒梯式方法裝藥，使炸藥均勻分布，保障復合率。3、采用新的保護層技術，復管表面保護層為二層油氈，爆炸焊接加軋制后，表面缺陷有明顯改善。三、沖壓成型-將爆后處理完畢的銅鋁復合導電棒，采用特制的工裝夾具，安放在特制的型模中，沖壓成特定的形狀及規格。爆炸焊接加軋制銅鋁復合導電排，其結構包括采用質地輕并且具有優良導電、導熱性能的鋁棒作為輥芯，與位于其圓周表面的優質導電材料銅管冶金而強固的結合在一起。使用的包覆層銅管的主要化學成分組成為(以質量分數的百分比計)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>鋁棒主要化學成分組成為(以質量分數的百分比計):<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發明的優點1、牢固的銅鋁原子間結合兩種不同金屬材料之間在各種環境溫度中達到永久性的原子間結合。2、良好的導電性銅鋁體積比為20%的銅包鋁排電性能，與銅排相比其交流載流量是純銅的95%或以上。3、良好的力學性能具有良好的抗拉強度，可彎曲性和延伸率。4、復合界面結合強度高、壽命長、生產成本低、效率高、生產工藝簡單等。具體實施方式實施例1爆炸焊接加軋制銅鋁復合導電排的爆炸焊接加軋制。1、基復管材料規格及爆前準備。T2為復管，其具有極強的導電性和導熱性能，厚度為4mm，長650mm，內直徑70mm。基軸采用鋁棒，其直徑為66mm，長600mm。銅管采用專用工具對內圓打磨、拋光。鋁棒采用布輪打磨、拋光外圓，使兩待結合面露出新鮮的金屬層。2、爆炸焊接加軋制炸藥配方。本發明采用乳化炸藥為主原料，并添加并添加20%食鹽、5%珍珠巖、7%鋸粉等物質。其炸藥爆速約為20002500m/s。3、裝藥厚度和間隙的確定。銅管和鋁棒之間間隙為2mm。4、復管表面的保護措施復管表面防過燒保護層為兩層油氈。經檢測，本發明所述的爆炸焊接加軋制銅鋁復合導電排，其復合面剪切強度》80MPa，而且壽命長，可以根據生產需要加工成特定的形狀及規格，爆炸焊接加軋制銅鋁復合銅排成功地實現了節省純銅金屬，合理使用了導電金屬材料，平均節約銅金屬70°%，銅排重量減輕50%以上。該產品技術充分利用鋁的高性能導電能力、低成本的材料價格與銅的高物理穩定性、較低的接觸電阻復合為一體的新型導體材料。權利要求1、爆炸焊接加軋制銅鋁復合導電排，其特征是采用爆炸焊接加軋制、特殊低爆速炸藥配方技術、裝藥參數控制技術、表面保護技術。2、根據權利要求1所述的爆炸焊接加軋制技術，是先將銅復管與鋁棒通過爆炸焊接復合在一起，在通過特殊規格的磨具制成特殊的形狀的銅鋁復合導電排。3、根據權利要求1所述的特殊低爆速炸藥配方技術，其特征是使用乳化炸藥為主原料，并添加20%~25%食鹽、5%珍珠巖、7%鋸粉等物質，其炸藥爆速約為20002500m/s。4、根據權利要求1所述的裝藥參數控制技術，其特征是采用從上到下藥量逐步遞減的倒梯式方法裝藥，使炸藥均勻分布。5、根據權利要求1所述的獨有的表面保護技術，其特征是復管表面防過燒保護層為兩層油氈。全文摘要本發明采用特殊低爆速炸藥配方技術、裝藥參數控制技術、特種沖壓成型技術生產的爆炸焊接加軋制銅鋁復合導電排，完全可以替代純銅導電排，其結合強度高，生產成本低、生產工藝簡單。文檔編號H01B5/02GK101537570SQ200910026379公開日2009年9月23日申請日期2009年4月22日優先權日2009年4月22日發明者建馮,劉華君,史和慶,權孫,曹舒楊,楊文芬申請人:南京潤邦金屬復合材料有限公司