一种Cu/Al侧面复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种Cu/Al侧面复合材料及其制备方法，该方法包括：提供铜条和铝条，铜条的单边具有预设结构，铝条的两边具有与预设结构配对拼合的结构；将铜条和铝条进行横向拼接得到Cu/Al/Cu块；使用铜箔对Cu/Al/Cu块进行表面缠绕式包裹后进行加热、保温；采用带凹槽轧辊对Cu/Al/Cu块进行限位热轧复合，获得Cu/Al/Cu板带；对Cu/Al/Cu板带进行开坯热轧、多道次温轧、软化退火、成品精轧、成品分条，获得所需尺寸的Cu/Al侧面复合材料。本发明专利技术的Cu/Al侧面复合材料的铜铝面结合牢固。料的铜铝面结合牢固。料的铜铝面结合牢固。

【技术实现步骤摘要】
一种Cu/Al侧面复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铜铝复合材料
，具体地，涉及一种Cu/Al侧面复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]铜铝复合材料广泛应用于新能源、电力电气领域。在新能源电池领域，负极常用铜，正极常用铝；在电力电气领域，高压输送电多用钢芯铝线或者铝合金，而低压端通常为铜导线。由于铜铝金属物理搭接会造成电化学腐蚀问题，因此需要铜铝复合材料进行过渡连接。
[0003]目前国内外铜铝复合材料一般以层状面复合式或局部镶嵌式为主，由于铜铝复合结合面的强度易受到高温的影响而变弱，层状或局部镶嵌形式的铜铝复合材料在需要高温焊接的应用场景中存在界面剥离风险，另外在需要以纯铜、纯铝去连接的铜铝过渡连接场景中，此类材料也无法满足，这就需要铜铝侧面复合材料。在国外铜铝侧面复合材料采用专用设备轧制复合生产，目前此类设备及制造工艺在国内还未普及。在国内常见的铜铝侧面复合材料的生产方式为摩擦焊接、浇铸法等，此类生产方式效率低、成本高、产品质量风险控制难度大。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种Cu/Al侧面复合材料及其制备方法。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种Cu/Al侧面复合材料的制备方法，该方法包括：
[0006]提供铜条和铝条，所述铜条的单边具有预设结构，所述铝条的两边具有与所述预设结构配对拼合的结构；
[0007]将所述铜条和所述铝条以铜条
‑
铝条
‑
铜条的形式进行横向拼接，然后放入固定型腔中用液压机挤压使拼接缝隙胀紧，再对料块头尾进行辅助点焊，获得拼接好的Cu/Al/Cu块；
[0008]使用铜箔对所述Cu/Al/Cu块进行表面缠绕式包裹后，在保护气氛下进行加热并保温；
[0009]采用带凹槽轧辊对所述Cu/Al/Cu块进行限位热轧复合，获得Cu/Al/Cu板带；
[0010]对所述Cu/Al/Cu板带进行加热，并在保护气氛下保温，然后取出所述Cu/Al/Cu板带进行开坯热轧；
[0011]对所述Cu/Al/Cu板带进行多道次温轧，获得Cu/Al/Cu卷带；
[0012]将所述Cu/Al/Cu卷带在保护气氛下进行软化退火；
[0013]对所述Cu/Al/Cu卷带进行预设变形量的成品精轧；
[0014]将所述Cu/Al/Cu卷带进行成品分条，获得所需尺寸的Cu/Al侧面复合材料。
[0015]进一步地，所述铜条的单边具有预设结构，其中：预设结构为齿状或阶梯状。
[0016]进一步地，在将所述铜条和所述铝条以铜条
‑
铝条
‑
铜条的形式进行横向拼接之前，还包括：对所述铜条和所述铝条进行表面去油处理，并对所述铜条和所述铝条的拼接区表面进行打磨处理。
[0017]进一步地，将所述铜条和所述铝条以铜条
‑
铝条
‑
铜条的形式进行横向拼接，其中：
[0018]铜条和铝条的厚度为25
‑
30mm，拼接区的宽度为3
‑
6mm，拼接后的总宽度为100
‑
200mm，拼接后的的总长度为1000
‑
2000mm。
[0019]进一步地，所述使用铜箔对所述Cu/Al/Cu块进行表面缠绕式包裹后，在保护气氛下进行加热并保温，其中：铜箔的厚度为0.03
‑
0.05mm，加热温度为500℃
‑
600℃，保温时间为10
‑
20min，保护气氛为氢气。
[0020]进一步地，采用带凹槽轧辊对所述Cu/Al/Cu块进行限位热轧复合，其中：使用与拼接后的总宽度尺寸对应的凹槽辊，凹槽辊的深度为3mm，将所述Cu/Al/Cu块一道次直接热轧复合至厚度6
‑
6.5mm，轧制速度为30m/min。
[0021]进一步地，在对所述Cu/Al/Cu板带进行加热之前，还包括：对所述Cu/Al/Cu板带进行边缘去毛刺分切，并对所述Cu/Al/Cu板带的上表面和下表面进行铣面处理，以去除被轧制到材料表面的包裹用铜箔层以及热轧产生的表面氧化物。
[0022]进一步地，在对所述Cu/Al/Cu板带进行多道次温轧之前，还包括：对所述Cu/Al/Cu板带进行表面干抛处理，以去除材料表面的氧化物。
[0023]进一步地，所述对所述Cu/Al/Cu板带进行多道次温轧，其中：轧制温度为350
‑
450℃，轧制速度为0.5
‑
1.5m/min，轧制保护气氛采用氮气，轧制时材料头尾加辅助牵引带，使料带处于绷直状态，以单道次30％
‑
50％的压下量轧制到预定厚度。
[0024]进一步地，所述将所述Cu/Al/Cu卷带在保护气氛下进行软化退火，其中：退火温度为400
‑
500℃，速度为0.5
‑
1.5m/min。
[0025]进一步地，所述对所述Cu/Al/Cu卷带进行预设变形量的成品精轧，其中：冷轧变形量为15％
‑
20％，轧制张力为80
‑
100kg，轧制速度为15
‑
30m/min。
[0026]根据本专利技术的另一方面，提供一种Cu/Al侧面复合材料，该Cu/Al侧面复合材料采用上述的Cu/Al侧面复合材料的制备方法制备得到。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下至少之一的有益效果：
[0028]本专利技术通过具有相互配对拼合结构的铜铝侧面拼接形式，一方面能够增大结合区的铜铝接触面积，另一方面以Cu/Al/Cu的左右对称结构将铝固定在中间使材料间不易产生滑动错位，可以消除热轧复合时由于铜铝材料塑性变形差异大导致的结合区直接开叉问题，并且采用凹槽辊对Cu/Al/Cu块料进行横向空间限制，使轧制力有效作用到铜铝结合区上，本专利技术的方法可用于批量、经济地生产Cu/Al侧面复合材料，获得的Cu/Al侧面复合材料铜铝面结合牢固，在结合处以2倍材料厚度的折弯角进行90
°
折弯时不会出现结合面开裂；在铜铝结合方向做拉伸断裂试验时，断裂只出现在铝区域。
附图说明
[0029]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0030]图1为本专利技术实施例中齿状铜条、铝条的形状示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例中阶梯状铜条、铝条的形状示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例中齿状结构拼接示意图；
[0033]图4为本专利技术实施例中阶梯状结构拼接示意图；
[0034]图5为本专利技术实施例中凹槽辊的结构示意图；
[0035]图6为本专利技术实施例中的Cu/Al侧面复合材料在结合处90
°
折弯的结果示意图；
[0036]图7为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Cu/Al侧面复合材料的制备方法，其特征在于，包括：提供铜条和铝条，所述铜条的单边具有预设结构，所述铝条的两边具有与所述预设结构配对拼合的结构；将所述铜条和所述铝条以铜条
‑
铝条
‑
铜条的形式进行横向拼接，然后放入固定型腔中用液压机挤压使拼接缝隙胀紧，再对料块头尾进行辅助点焊，获得拼接好的Cu/Al/Cu块；使用铜箔对所述Cu/Al/Cu块进行表面缠绕式包裹后，在保护气氛下进行加热并保温；采用带凹槽轧辊对所述Cu/Al/Cu块进行限位热轧复合，获得Cu/Al/Cu板带；对所述Cu/Al/Cu板带进行加热，并在保护气氛下保温，然后取出所述Cu/Al/Cu板带进行开坯热轧；对所述Cu/Al/Cu板带进行多道次温轧，获得Cu/Al/Cu卷带；将所述Cu/Al/Cu卷带在保护气氛下进行软化退火；对所述Cu/Al/Cu卷带进行预设变形量的成品精轧；将所述Cu/Al/Cu卷带进行成品分条，获得所需尺寸的Cu/Al侧面复合材料。2.根据权利要求1所述的Cu/Al侧面复合材料的制备方法，其特征在于，所述铜条的单边具有预设结构，其中：预设结构为齿状或阶梯状。3.根据权利要求1所述的Cu/Al侧面复合材料的制备方法，其特征在于，在将所述铜条和所述铝条以铜条
‑
铝条
‑
铜条的形式进行横向拼接之前，还包括：对所述铜条和所述铝条进行表面去油处理，并对所述铜条和所述铝条的拼接区表面进行打磨处理。4.根据权利要求1所述的Cu/Al侧面复合材料的制备方法，其特征在于，将所述铜条和所述铝条以铜条
‑
铝条
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铜条的形式进行横向拼接，其中：铜条和铝条的厚度为25
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30mm，拼接区的宽度为3
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6mm，拼接后的总宽度为100
‑
200mm，拼接后的的总长度为1000
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2000mm。5.根据权利要求1所述的Cu/Al侧面复合材料的制备方法，其特征在于，所述使用铜箔对所述Cu/Al/Cu块进行表面缠绕式包裹后，在保护气氛下进行加热并保温，其中：铜箔的厚度为0.03
‑
0.05mm，加热温度为500℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：张舟磊，张宇星，陶玉祥，金洁，
申请(专利权)人：温州宏丰特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：