一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，该方法为：一、在不锈钢棒的两端均车加工出螺纹，对不锈钢棒两端均进行开槽加工，形成环形凹槽；二、对紫铜管和不锈钢棒进行表面处理；三、在不锈钢棒表面镀银，得到表面具有镀层的不锈钢棒，在环形凹槽内点焊银铜焊料带材；四、将不锈钢棒插入紫铜管内，得到复合体，对复合体进行旋锻加工处理；五、对复合体进行真空钎焊处理，得到泄漏率不高于5×10-11Pa·m3/s的铜包不锈钢金属复合棒。本发明专利技术结合了螺纹复合、旋锻加工复合和钎焊复合的工艺优点，适用范围大，具有复合效果好，原料损耗小，能耗小，无环境污染，结合力强且泄漏率低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法
本专利技术属于金属复合材料制备
，具体涉及一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法。
技术介绍
铜包不锈钢金属复合棒的外层材料是铜，内层材料是不锈钢，铜与不锈钢间要求结合良好，泄漏率低，该材料具有铜的优良耐腐蚀性能及导电性能，又具有不锈钢良好的强度和刚度，应用广阔，常用在电力地网及接防雷地工程的复合接地装置中，或电镀行业中用以制备阴极棒以及用于冶金设备等行业中。目前，制备铜包不锈钢复合棒的主要工艺有包覆法、铸轧法、电镀法和包套挤压法等，其中，电镀法的污染大、能耗高，且铜层厚度有限，包套挤压法的成本高，原料损耗大，而采用包覆法和铸轧法制备的复合管的复合层泄漏率高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，该方法制备的铜包不锈钢金属复合棒的复合界面结合性能良好，泄漏率不高于5×10-11Pa·m3/s。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在不锈钢棒的两端均车加工出螺纹，然后对所述不锈钢棒两端靠近螺纹处均进行开槽加工，形成环形凹槽；所述不锈钢棒的横截面为圆形；步骤二、对紫铜管和步骤一中开槽加工后的不锈钢棒均进行表面处理；步骤三、在步骤二中表面处理后的不锈钢棒表面镀银，得到表面具有镀层的不锈钢棒，然后在所述环形凹槽内点焊银铜焊料带材；步骤四、将步骤三中点焊银铜焊料带材后的不锈钢棒插入步骤二中表面处理后的紫铜管内，得到复合体，然后采用旋锻机对所述复合体进行旋锻加工处理；步骤五、将步骤四中旋锻加工处理后的复合体置于真空钎焊炉中进行真空钎焊处理，随炉冷却后得到泄漏率不高于5×10-11Pa·m3/s的铜包不锈钢金属复合棒；所述真空钎焊处理的温度为800℃～950℃，真空度不低于1×10-2Pa，保温时间为10min～20min。上述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤二中所述紫铜管为T1紫铜管或T2紫铜管。上述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤二中所述紫铜管的内径比不锈钢棒车加工前的直径大0.5mm～1mm，紫铜管的壁厚为1mm～25mm。上述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤一中所述螺纹的长度为30mm～100mm，螺纹的螺牙高度为0.5mm～2mm；所述环形凹槽的宽度为5mm～15mm，环形凹槽的深度为0.5mm～2mm。上述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤二中所述表面处理的具体过程为：打磨去除不锈钢棒和紫铜管表面的氧化皮，将去除氧化皮后的不锈钢棒和紫铜管置于质量浓度为5g/L～10g/L的氢氧化钠溶液中，在温度为70℃～80℃的条件下碱洗5min～10min，接着将碱洗后的不锈钢棒和紫铜管置于质量浓度为1.3％～2.3％的稀盐酸中，在室温条件下酸洗5min～6min，再经过热水漂洗后烘干；所述烘干的温度为80℃～100℃，时间为20min～30min。上述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤三中所述镀层的厚度为5μm～10μm。上述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤三中所述银铜焊料的厚度为0.5mm～1mm，所述银铜焊料的宽度不大于所述环形凹槽的宽度。上述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤四中所述旋锻加工处理的道次加工率为15％～25％。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术首先通过在不锈钢棒的两端车加工出螺纹，再利用旋锻加工处理使不锈钢棒与紫铜管紧密复合的同时实现两者端头的螺纹结合，其次，通过在不锈钢棒表面镀银，增加真空钎焊时银铜焊料与不锈钢棒的结合力，使制备的铜包不锈钢金属复合棒的复合界面结合性能良好，泄漏率低于5×10-11Pa·m3/s。2、本专利技术制备铜包不锈钢金属复合棒的方法结合了螺纹复合、旋锻加工复合和钎焊复合的工艺优点，可制备直径为10mm～130mm的复合棒，适用范围大，该方法具有复合效果好，原料损耗小，能耗小，无环境污染，结合力强且泄漏率低的优点。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术不锈钢棒开槽加工后的结构示意图。图2为本专利技术铜包不锈钢金属复合棒的结构示意图。附图标记说明:1—不锈钢棒；2—螺纹；3—环形凹槽；4—紫铜管；5—密封圈。具体实施方式实施例1本实施例制备的铜包不锈钢金属复合棒的结构如图2所示，包括以下步骤：步骤一、在不锈钢棒1的两端均车加工出螺纹2，然后对所述不锈钢棒1两端靠近螺纹2处均进行开槽加工，形成环形凹槽3(如图1所示)；所述不锈钢棒的横截面为圆形，所述不锈钢棒1为尺寸为的304不锈钢棒；所述螺纹2的长度为70mm，螺纹2的螺牙高度为1mm；所述环形凹槽3的宽度为15mm，环形凹槽3的深度为2mm。步骤二、对紫铜管4和步骤一中开槽加工后的不锈钢棒1均进行表面处理；所述紫铜管4为T2紫铜管；所述紫铜管4的内径为30mm，壁厚为10mm，长度为600mm；所述表面处理的具体过程为：打磨去除不锈钢棒1和紫铜管4表面的氧化皮，将去除氧化皮后的不锈钢棒1和紫铜管4置于质量浓度为10g/L的氢氧化钠溶液中，在温度为80℃的条件下碱洗8min，接着将碱洗后的不锈钢棒1和紫铜管4置于质量浓度为2.3％的稀盐酸中，在25℃室温条件下酸洗5min，再经过热水漂洗后烘干；所述烘干的温度为100℃，时间为30min。步骤三、在步骤二中表面处理后的不锈钢棒1表面镀银，得到表面具有镀层的不锈钢棒1，然后在所述环形凹槽3内点焊银铜焊料带材；所述镀层的厚度为8μm；所述银铜焊料带材的厚度为0.5mm，宽度为12mm；步骤四、将步骤三中点焊银铜焊料带材后的不锈钢棒1插入步骤二中表面处理后的紫铜管4内，得到复合体，然后采用旋锻机对所述复合体进行旋锻加工处理；所述旋锻加工处理的具体过程为：先以道次加工率19％旋锻加工1道次，再以道次加工率21％旋锻加工1道次，得到横截面直径为40mm的复合体；步骤五、将步骤四中旋锻加工处理后的复合体置于真空钎焊炉中进行真空钎焊处理，随炉冷却后得到泄漏率不高于5×10-11Pa·m3/s的铜包不锈钢金属复合棒；所述真空钎焊处理的温度为900℃，真空度不低于1×10-2Pa，保温时间为15min；所述真空钎焊处理后银铜焊料带材在环形凹槽3处形成密封圈5。实施例2本实施例制备的铜包不锈钢金属复合棒的结构如图2所示，包括以下步骤：步骤一、在不锈钢棒1的两端均车加工出螺纹2，然后对所述不锈钢棒1两端靠近螺纹2处均进行开槽加工，形成环形凹槽3(如图1所示)；所述不锈钢棒的横截面为圆形，所述不锈钢棒1为尺寸为的316不锈钢棒；所述螺纹2的长度为50mm，螺纹2的螺牙高度为0.8mm；所述环形凹槽3的宽度为6mm，环形凹槽3的深度为1.5mm。步骤二、对紫铜管4和步骤一中开槽加工后的不锈钢棒1均进行表面处理；所述紫铜管4为T2紫铜管；所述紫铜管4的内径为10mm，壁厚为3mm，长度为500mm；所述表面处理的具体过程为：打磨去除不锈钢棒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在不锈钢棒(1)的两端均车加工出螺纹(2)，然后对所述不锈钢棒(1)两端靠近螺纹(2)处均进行开槽加工，形成环形凹槽(3)；所述不锈钢棒(1)的横截面为圆形；步骤二、对紫铜管(4)和步骤一中开槽加工后的不锈钢棒(1)均进行表面处理；步骤三、在步骤二中表面处理后的不锈钢棒(1)表面镀银，得到表面具有镀层的不锈钢棒(1)，然后在所述环形凹槽(3)内点焊银铜焊料带材；步骤四、将步骤三中点焊银铜焊料带材后的不锈钢棒(1)插入步骤二中表面处理后的紫铜管(4)内，得到复合体，然后采用旋锻机对所述复合体进行旋锻加工处理；步骤五、将步骤四中旋锻加工处理后的复合体置于真空钎焊炉中进行真空钎焊处理，随炉冷却后得到泄漏率不高于5×10‑11Pa·m3/s的铜包不锈钢金属复合棒；所述真空钎焊处理的温度为800℃～950℃，真空度不低于1×10‑2Pa，保温时间为10min～20min。

【技术特征摘要】
1.一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在不锈钢棒(1)的两端均车加工出螺纹(2)，然后对所述不锈钢棒(1)两端靠近螺纹(2)处均进行开槽加工，形成环形凹槽(3)；所述不锈钢棒(1)的横截面为圆形；步骤二、对紫铜管(4)和步骤一中开槽加工后的不锈钢棒(1)均进行表面处理；步骤三、在步骤二中表面处理后的不锈钢棒(1)表面镀银，得到表面具有镀层的不锈钢棒(1)，然后在所述环形凹槽(3)内点焊银铜焊料带材；步骤四、将步骤三中点焊银铜焊料带材后的不锈钢棒(1)插入步骤二中表面处理后的紫铜管(4)内，得到复合体，然后采用旋锻机对所述复合体进行旋锻加工处理；步骤五、将步骤四中旋锻加工处理后的复合体置于真空钎焊炉中进行真空钎焊处理，随炉冷却后得到泄漏率不高于5×10-11Pa·m3/s的铜包不锈钢金属复合棒；所述真空钎焊处理的温度为800℃～950℃，真空度不低于1×10-2Pa，保温时间为10min～20min。2.按照权利要求1所述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤二中所述紫铜管(4)为T1紫铜管或T2紫铜管。3.按照权利要求1所述的一种低泄漏率铜包不锈钢金属复合棒的制备方法，其特征在于，步骤二中所述紫铜管(4)的内径比不锈钢棒(1)车加工前的直径大0.5mm～1mm，紫铜管(4)的壁厚为1mm～25mm。4.按照权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王轶，马光，操齐高，贾志华，郑晶，张科，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61