一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧‑深冷轧制复合制备方法，第一步：分别加热铜带和铝带到300℃‑450℃；第二步：将加热后的铜带和铝带按照铜/铝/铜的次序叠合，进行热轧；第三步：将热轧的铜/铝/铜复合带材冷却至室温；第四步：对室温的铜/铝/铜复合带材进行深冷处理，冷却温度为‑190℃～‑100℃；第五步：对深冷处理的铜/铝/铜复合带材进行深冷轧制，获得高性能的超细晶铜/铝/铜复合带材产品。本发明专利技术利用铜、铝金属的物理加工属性，采用热加工方法实现铜铝金属界面焊合，利用深冷轧制实现材料机械性能大幅提高，最终制备出高性能的铜/铝/铜层状复合带材。
A Continuous Hot Rolling-Deep Cold Rolling Composite Method for High Performance Ultrafine Grained Copper/Aluminum/Copper Composite Strip
A method of continuous hot rolling and deep cold rolling composite preparation of high performance ultra-fine grain copper/aluminium/copper composite strip is presented. The first step is to heat copper strip and aluminium strip to 300 1089 The copper composite strip is subjected to cryogenic treatment, and the cooling temperature is 190 ~100. Step 5: The copper/aluminium/copper composite strip is subjected to cryogenic rolling to obtain superfine grain copper/aluminium/copper composite strip with high performance. The invention utilizes physical processing properties of copper and aluminium metals, realizes interfacial welding of copper and aluminium metals by hot working method, and greatly improves mechanical properties of materials by deep cold rolling, and finally produces high performance copper/aluminium/copper laminated composite strip.
【技术实现步骤摘要】
一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷轧制复合制备方法
本专利技术属于金属材料轧制
，特别涉及一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷轧制复合制备方法。
技术介绍
层状金属材料复合材料制备过程中，可以结合不同金属材料的优点于一体，因而受到人们的重视。目前，人们开发了大量的层状复合金属材料，比如钛合金/不锈钢、镁/铝、铜/铝层状复合材料。铜具有非常好的导电性能，但是密度比较高，价格比较贵。铝合金材料的导电性能低于铜合金，但是密度相对于铜合金而言低非常多，同时具有非常明显的价格优势。因而，制备高性能的铜/铝层状复合材料具有非常重要的科研与经济意义。过去，人们开发了冷轧复合轧制方法、爆破复合方法以及铸轧方法进行生产。这些方法制备的复合材料，材料的微观组织比较粗大，机械性能相对而言较低。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷轧制复合制备方法，利用铜、铝金属的物理加工属性，采用热加工方法实现铜铝金属界面焊合，利用深冷轧制实现材料机械性能大幅提高，最终制备出高性能的铜/铝/铜层状复合带材。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷轧制复合制备方法，包括如下步骤：第一步：分别加热铜带和铝带到300℃-450℃；第二步：将加热后的铜带和铝带按照铜/铝/铜的次序叠合，进行热轧；第三步：将热轧的铜/铝/铜复合带材冷却至室温；第四步：对室温的铜/铝/铜复合带材进行深冷处理，冷却温度为-190℃～-100℃；第五步：对深冷处理的铜/铝/铜复合带材进行深冷轧制，获得高性能的超细晶铜/铝/铜复合带材产品。所述铜带材料为纯铜或铜合金，原料厚度为0.5-1.5mm，所述铝带材料为纯铝或铝合金，原料厚度为1.0mm-3.0mm，铜带和铝带宽度相同，为100mm-1200mm。所述铜带和铝带分别放置到原料卷曲机组上，开启表面清洗机，对铜带和铝带表面进行清理，清除表面氧化物和污染物，然后再进行加热。所述加热是在氩气保护的加热炉中进行。所述热轧的轧制压下率为40％～60％。所述第三步中，对所述热轧的铜/铝/铜复合带材空冷，冷却至室温。所述深冷轧制前，利用氮气冷却喷枪对深冷轧机机组轧辊表面进行冷却。所述深冷轧制的道次压下率为20％～35％。所述深冷轧制的深冷机组由3到7台深冷轧机组成，经过深冷轧制后，轧制产品压下量达到60％～90％。所述第五步中，将深冷轧制的铜/铝/铜复合带材进行卷曲。与现有技术相比，本专利技术适合以纯铜及铜合金与纯铝及铝合金为原材料，制备的铜/铝/铜复合带材比传统轧制制备的铜/铝/铜复合带材具有更优异的界面结合强度、更加优异的机械力学性能，实现复合带材轻量化制备，该复合带材在电力供应设备、汽车等行业具有工业应用前景。附图说明图1是本专利技术制备方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。铜和铝两种金属材料，在超低温下具有非常优异的塑性变形能力。并且，在超低温下塑性变形制备的超细晶铜具有非常优异的热稳定性。本专利技术利用中空电磁加热装置单独对铜带、铝带进行加热，加热后，马上进行轧制，实现铜/铝界面完美焊合，同时有效避免铜/铝界面处形成金属间化合物。然后，将热轧制备的铜/铝/铜复合带材进行深冷冷却，然后进行深冷轧制，一方面铜/铝界面焊合强度进步一增强，另外，铜、铝在深冷轧制过程中形成超细晶结构，最终制备出高性能的铜/铝/铜复合带材。如图1所示，本专利技术的详细流程如下：第一步：采用铜带1和铝带2为原料，铜带1的原料厚度为0.5-1.5mm，铝带2的原料厚度为1.0mm-3.0mm。铜带1和铝带2宽度相同，为100mm-1200mm。第二步：将两条铜带1分别放置到铜带卷取机一4和铜带卷取机二5上，将铝带2放置到铝带卷曲机3上，铝带卷曲机3位于铜带卷取机一4和铜带卷取机二5之间，铜带卷取机一4位于上方。第三步：开启第一表面清洗机6，对铜带卷取机一4上的铜带1的下表面进行清洗，开启第四表面清洗机9，对铜带卷取机二5上的铜带1的上表面进行清洗，开启第二表面清洗机7，对铝带2的上表面进行清洗，开启第三表面清洗机8，对铝带2的下表面进行清洗，清除表面氧化物和污染物。第四步：在第一导辊10、第二导辊11和第三导辊12的作用下，铝带2和两条铜带1被送至氩气保护的加热装置13中进行加热，加热到300℃-450℃，以防止表面氧化。然后利用第五导辊14和第六导辊15，实现铜/铝/铜的叠合。第五步：利用热轧轧机上工作辊16和热轧轧机下工作辊17，对叠合的铜/铝/铜进行热轧，轧制压下率为40％～60％，得到热轧的铜/铝/铜复合带材18。第六步：令热轧的铜/铝/铜复合带材18经过空冷导辊组19以进行空冷，直至冷却至室温，得到室温的铜/铝/铜复合带材20。第七步：令室温的铜/铝/铜复合带材20经过位深冷处理箱20中的深冷处理导辊组22，在氮气作用下进行冷却，直至温度被冷却为-190℃～-100℃，得到深冷处理的铜/铝/铜复合带材23。第八步：开启氮气冷却喷枪24，对深冷轧机机组的上轧辊25和下轧辊26表面进行冷却，深冷机组由3到7台深冷轧机组成。第九步：利用深冷机组对深冷处理的铜/铝/铜复合带材23进行深冷轧制，道次压下率为20％～35％。经过深冷轧制后，轧制产品压下量达到60％～90％。第十步：利用第七导辊27和产品卷曲机29，对深冷轧制的铜/铝/铜复合带材28进行卷曲，获得高性能的超细晶铜/铝/铜复合带材产品。以下是本专利技术的两个具体实施例。实施例1：0.5mm超细晶铜/铝/铜复合带材制备第一步：采用T2铜合金带材和AA1050铝合金带材为原料，铜带原料厚度为1.0mm，铝带厚度为1.0mm。铜带和铝带宽度相同，为200mm。第二步：将铜带和铝带分别放置到原料卷曲机组上。第三步：开启表面清洗机，对铜带和铝带表面进行清理，清除表面氧化物和污染物。第四步：开启氩气保护的加热炉，对铜带和铝带进行加热，防止铜带和铝带表面氧化，将铜带和铝带加热到350℃。第五步：对叠合的铜/铝/铜进行热轧，轧制压下率为50％。第六步：对热轧的铜/铝/铜复合带材进行空冷，冷却至室温。第七步：对室温的铜/铝/铜复合带材进行深冷处理，冷却温度为-190℃。第八步：开启氮气冷却喷枪，对深冷轧机机组轧辊表面进行冷却。第九步：对深冷处理的铜/铝/铜复合带材进行深冷轧制，道次压下率为20％。深冷机组由5台深冷轧机组成，经过深冷轧制后，制备出0.5mm的超细晶的铜/铝/铜复合带材。该超细晶铜/铝/铜复合带材的材料强度超过传统冷轧方法制备的铜/铝/铜复合带材的材料强度40％以上，并且具有良好的塑性，与此同时，铜与铝界面焊合质量优异，没有形成金属间化合物。实施例2：1mm超细晶铜/铝/铜复合带材制备第一步：采用紫铜带材和AA1060铝合金带材为原料，紫铜带材原料厚度为0.8mm，铝带厚度为3.0mm。铜带和铝带宽度相同，为300mm。第二步：将铜带和铝带分别放置到原料卷曲机组上。第三步：开启表面清洗机，对铜带和铝带表面进行清理，清除表面氧化物和污染物。第四步：开启氩气保护的加热炉，对铜带和铝带进行加热，防止铜带和铝带表面氧化，将铜带本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧‑深冷轧制复合制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：分别加热铜带和铝带到300℃‑450℃；第二步：将加热后的铜带和铝带按照铜/铝/铜的次序叠合，进行热轧；第三步：将热轧的铜/铝/铜复合带材冷却至室温；第四步：对室温的铜/铝/铜复合带材进行深冷处理，冷却温度为‑190℃～‑100℃；第五步：对深冷处理的铜/铝/铜复合带材进行深冷轧制，获得高性能的超细晶铜/铝/铜复合带材产品。
【技术特征摘要】
1.一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷轧制复合制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：分别加热铜带和铝带到300℃-450℃；第二步：将加热后的铜带和铝带按照铜/铝/铜的次序叠合，进行热轧；第三步：将热轧的铜/铝/铜复合带材冷却至室温；第四步：对室温的铜/铝/铜复合带材进行深冷处理，冷却温度为-190℃～-100℃；第五步：对深冷处理的铜/铝/铜复合带材进行深冷轧制，获得高性能的超细晶铜/铝/铜复合带材产品。2.根据权利要求1所述高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷轧制复合制备方法，其特征在于，所述铜带材料为纯铜或铜合金，原料厚度为0.5-1.5mm，所述铝带材料为纯铝或铝合金，原料厚度为1.0mm-3.0mm，铜带和铝带宽度相同，为100mm-1200mm。3.根据权利要求1所述高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷轧制复合制备方法，其特征在于，所述铜带和铝带分别放置到原料卷曲机组上，开启表面清洗机，对铜带和铝带表面进行清理，清除表面氧化物和污染物，然后再进行加热。4.根据权利要求1所述高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的连续热轧-深冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻海良，王琳，杜青林，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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