铜包铝线生产工艺

1、 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 bay 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 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

2、散层 铝 预处理包覆焊接 过程拉伸 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 (%)，min 20电阻率 （mm2/m），max a280110120.02780 a495115100.02780 a6110

3、13080.02780 电工圆铝杆 gb/t 3954-2001 u 预处理 v目的 v铝杆加工 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（%） t2 pagbi2sb2as2fe cu （min） -0.0010.0020.0020.00599.90 nipbsnszno -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 (%)，min 20电阻率 （ mm2/m），max t2240350.01760 u 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

4、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 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 2 1-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，

5、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，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

6、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% 5.08105.0794.7710.15411.76 1.89101.8931.7790.05711.68 2.05152.0551.8810.08716.22 0.5015

7、0.5050.4630.02115.94 3.00203.0102.6900.16020.13 1.02201.0170.9090.05420.07 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1001202030 v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

8、 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 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

9、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11230.0 0.02676 0.02503 有11219.50.02518 10a2.896 无10529.5 0.02743 0.02567 有10216.00.02580 v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) 10209501000 950750780 780400420 600150200 v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、