線徑0.9mm以上硬態銅包鋁的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種金屬復合線材的生產工藝，特別是一種銅包鋁的生產工藝。
【背景技術】
[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冶金結合，而得到性能穩定的雙金屬復合導體。銅包鋁同時具備銅的良好導電性和鋁的重量輕的優點，是同軸電纜內導體及電氣設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、電器設備、自動裝置等領域，是純銅線的良好替代品。銅包鋁保持了導電性、導磁性等純銅線原有的優點，同時具備了重量輕、便于運輸和施工等優點，其密度僅為純銅線的37%?40%，其長度是同等質量、同等直徑的純銅線長度的2.5-2.7倍，這將大大降低生產成本，因此使用銅包鋁線來替代純銅線，具有明顯的經濟效益。
[0003]目前已實現規模生產的銅包鋁生產方法主要有電鍍法和包覆焊接法。電鍍法是采用化學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，其存在的不足是只適合生產銅含量較低，一般< 8%，鍍層較薄的銅包鋁，且在生產過程中存在產品的銅層粗糙、同心度不良和環境污染等缺點。包覆焊接法是以經刮削、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、然后經拉拔和熱處理后制備所需的銅包鋁線，其生產過程包括:材料預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，拉桿表面應清潔、光滑圓整、尺寸均勻等缺陷；二、生產線長度長，對廠房要求高；三、生產過程中拉絲工序多，產品表面損傷多，且產生的打孔露鋁等缺陷無法及時發現，生產效率低，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拉拔和熱處理過程，但后續拉拔和熱處理過程對銅包鋁的結合力、抗拉強度及延伸率等質量性能有很大的影響。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決現有銅包鋁生產工藝中存在的問題，公開一種生產設備簡單，生產效率高，銅層厚度可以精確控制且厚度均勻，產品表面光潔度好，結合力、抗拉強度及延伸率好的線徑0.9mm以上硬態銅包鋁的生產工藝。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明采用下述的技術方案。
[0006]線徑0.9mm以上硬態銅包鋁的生產工藝，依次包括下列步驟:
[0007](I)鋁桿預處理: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，焊接區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不斷地焊接起來，焊接后進入冷卻區，冷卻區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備進行拉拔，連拉設備上安裝風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；第一道連拉工序將銅包鋁線徑拉至9.2mm,每道模具按0.40mm等差遞減；第二道連拉工序將銅包鋁線徑拉至5.1-5.6mm,每道模具按0.30mm等差遞減；第三道工序將銅包鋁線徑拉至3.2-4.7mm，每道模具按0.20mm等差遞減；第四道工序將銅包鋁線徑拉拔至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，適合冬天生產時使用。
[0015]采用上述技術方案的線徑0.9mm以上硬態銅包鋁的生產工藝，其有益效果如下:
1、銅帶刷毛時，銅刷應正向打磨，因為反向打磨時摩擦力大，表面溫度高，會出現銅帶表面氧化情況，影響銅層與鋁界面的結合力；另外，反向打磨時，銅帶表面為條狀紋絡，而正向打磨時，銅帶表面為均勻的點狀紋絡，點狀紋絡有利于提高銅層與鋁之間的接觸面積，后續拉拔過程中，有利于雙金屬間的相互擴散，提高其結合力；2、本發明經工藝優化，銅帶和鋁桿經包覆焊接后，直接進入數道連拉工序，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過數個模具，總壓縮率較大時，拉絲過程也一次完成，銅包鋁一致性好，因此能減少導體結構回波損耗SR問題的出現；再者采用連拉工藝，可減少單拉工序多，換機頻率高的問題，提高生產效率，節省生產成本，同時有利于減少銅包鋁換機過程中表面碰傷等情況，從而保證產品質量；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品進入后道工序或流入客戶處；5、拋光后經防氧化并干燥處理的銅包鋁產品表面光亮，放置數月也不會出現氧化發黑情況的產生。
【具體實施方式】
[0016]線徑0.9mm以上硬態銅包鋁的生產工藝，依次包括下列步驟:
[0017](I)鋁桿預處理: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，對預處理