一种铜铝复合导电箔及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种铜铝复合导电箔及其制造方法，涉及铜铝复合导电箔制造领域，采用的方案是：包括铝层和铜层，所述铜层由铜粉经过粉末热轧制成型，铜粉包含质量分数为5％～10％的锡铋合金粉和90％～95％的纯铜粉，锡铋合金粉中的锡元素质量百分比为60％～80％。本发明专利技术通过使用粉末热轧制工艺能够避免多次轧制成型，降低了工艺难度，添加锡铋合金能够提升粉末热轧过程中的流动性，进而提升产品品质。质。质。

【技术实现步骤摘要】
一种铜铝复合导电箔及其制造方法


[0001]本专利技术涉及铜铝复合导电箔制造领域，尤其涉及一种铜铝复合导电箔及其制造方法。

技术介绍

[0002]铜铝复合电箔可专业用以取代铜排，铝排。广泛运用于。自动化技术，冶金工业，高低压电器，建筑业及铸造行业；铜铝复合电箔具有优良的导电性能和稳定性，在电气成套机器设备领域中大部分可以立即替代纯铜排；铜铝复合电箔重量与纯铜排先比明显降低，铜铝复合电箔的相对密度仅为纯铜排的42％～45％；铜铝复合电箔抗压强度高；以上这些优点使得铜铝复合导电箔具有广泛的应用。
[0003]铜铝复合电箔能够通过铜铝复合板多次轧制、铜粉喷涂、磁控溅射或者电镀技术获得。
[0004]但是以上技术均存在相应的技术问题，通过铜铝复合板多次轧制获得电箔的工艺中，现有技术中的铜铝复合板是将铜板、铝板进行轧制成的，压下率高通常在60％以上，这就要求原材料和成品都比较厚，因此当需要轧制成复合箔时，需要大幅面轧制设备对其进行多道轧制，对轧制设备的辊缝、轧辊的压力、机械强度要求非常苛刻，制造成本较高，产品品质较低；通过铜粉喷涂获得电箔的工艺中，喷涂过程中大量的铜粉被弹回，对铜粉的利用率极低，磁控溅射需要的形成条件比较严格，目前难以批量生产，电镀工艺对环境不够友好、需要复杂的废水处理工序。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术中问题，本专利技术提供了一种铜铝复合导电箔及其制造方法，能够降低铜铝复合导电箔的制造难度，降低生产成本，提升产品质量。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种铜铝复合导电箔，包括铝层和铜层，所述铜层由铜粉经过粉末热轧制成型，铜粉包含质量分数为5％～10％的锡铋合金粉和90％～95％的纯铜粉，锡铋合金粉中的锡元素质量百分比为60％～80％。
[0007]进一步的，所述铝层的厚度大于所述铜层的厚度，所述铝层的厚度为40μm～500μm，所述铜层的厚度为20μm
‑
200μm。
[0008]进一步的，纯铜粉包含一级铜粉和二级铜粉，一级铜粉的粉末直径为d1，1μm≤d1≤5μm，二级铜粉粉末直径为d2，5μm＜d2≤10μm，一级铜粉与二级铜粉的质量比为1～2:1。
[0009]本方案还提供了一种铜铝复合导电箔的制造方法，用于制造上述的铜铝复合导电箔，包括以下步骤：
[0010]S01：将铝箔先置于碱性溶液中浸泡；
[0011]S02：将铝箔再置于酸性溶液中浸泡中和；
[0012]S03：烘干铝箔；
[0013]S04：在加热炉中将铝箔加热至400℃～600℃；
[0014]S05：进行粉末热轧制形成铜铝复合导电箔，采用的粉末为铜粉，铜粉包含质量分数为5％～10％的锡铋合金粉和90％～95％的纯铜粉，锡铋合金粉中锡元素的质量百分比为60％～80％；
[0015]S06：热轧后的铜铝复合导电箔经过冷却辊冷却。通过使用粉末热轧制的方法代替铜铝复合板的多次轧制，降低了工艺难度，同时通过添加锡铋合金粉(在热轧时为熔融状态)能够去掉了铜粉中的空气同时使铜粉在热轧过程中具有较好的流动性，减少了铜粉颗粒间的空隙，使铜层的结构更加致密，热轧还降低了铝箔的硬度，有利于铜粉在轧制时嵌入铝层形成交错的物理结合，有益于界面层原子间的相互渗透，从而提高了铜铝复合导电箔成品导电性和剥离强度，提升了产品质量。
[0016]进一步的，在S03中，使用清刷机对烘干后的铝箔表面进行处理，清刷机的钢丝刷上的钢丝直径为0.3mm～0.5mm，清理后铝箔表面粗糙度Ra1.6～Ra3.2。通过使用清刷机能够去除铝箔表面的氧化层同时还使得铝箔表面具较高的粗糙度，形成了凹凸不平表面的表面，增大了与铜粉的接触面积，轧制时更容易形成相互嵌入的机械啮合。
[0017]进一步的，在S05中，粉末热轧制使用的热压辊辊面温度320℃～380℃，成品箔厚度为h，两热压辊的间隙为2h～2.5h。
[0018]进一步的，在S05中，纯铜粉包含一级铜粉和二级铜粉，一级铜粉的粉末直径为d1，1μm≤d1≤5μm，二级铜粉粉末直径为d2，5μm＜d2≤10μm，一级铜粉与二级铜粉的质量比为1～2:1。通过直径较大的二级铜粉实现结构连接，通过直径较小的一级铜粉进行间隙填充，能够进一步提升成品中铜层的致密性，使成品具有良好的导电性。
[0019]进一步的，还包括S07：冷却后的铜铝复合导电箔在12小时内进行退火处理，退火工艺为在550℃～580℃下保温10min～15min，然后随炉冷却至280℃～320℃后自然冷却。通过退火处理使铝箔和铜粉发生冶金结合，铜铝金属原子在高温下越过结合面相互扩散进入相邻金属基体，诱导晶界迁移，在结合面上形成原子键连接和新的排列，将结合面由物理结合状态过渡为冶金结合状态，进一步提升成品的剥离强度，同时通过550℃～580℃下保温10min～15min可实现高温短时退火工艺，避免铜铝的复合界面形成一层硬而脆金属间化合物造成铜铝界面裂开。
[0020]进一步的，还包括S08：对退火后的铜铝复合导电箔进行冷轧，成品箔厚度为h，两辊的间隙为h
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25μm～h
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5μm，冷轧后，使用清刷机对铜层进行表面处理，清刷机钢丝刷的钢丝直径为0.1mm～0.3mm。通过冷轧，首先能够进一步使铜铝复合导电箔变薄达到使用要求，还能碾压铜铝结合界面处的金属间化合物，降低铜铝界面裂开几率，最后，通过冷轧进一步挤出铜粉中的气体，使铜层更加密实，通过清刷机刷去铜层表面的氧化膜，降低了电阻率。
[0021]进一步的，在S05中，粉末热轧制过程在在一氧化碳
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氩气气氛下进行，一氧化碳的体积分数为10％，在S07中，退火工艺在一氧化碳
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氩气气氛下进行，一氧化碳的体积分数为10％。通过氩气气氛有可以隔绝氧气，限制铜在高温时的氧化反应，同时CO气体的添加，能够促使发生金属氧化物的还原反应进一步阻滞铜的氧化。
[0022]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
[0023]本方案提供了一种铜铝复合导电箔及其制造方法，通过使用粉末热轧制的方法代替铜铝复合板的多次轧制，降低了工艺难度，同时通过添加锡铋合金粉(在热轧时为熔融状态)能够去掉了铜粉中的空气同时使铜粉在热轧过程中具有较好的流动性，减少了铜粉颗
粒间的空隙，使铜层的结构更加致密，热轧还降低了铝箔的硬度，有利于铜粉在轧制时嵌入铝层形成交错的物理结合，有益于界面层原子间的相互渗透，从而提高了铜铝复合导电箔成品导电性和剥离强度，提升了产品质量；通过使用清刷机能够去除铝箔表面的氧化层同时还使得铝箔表面具较高的粗糙度，形成了凹凸不平表面的表面，增大了与铜粉的接触面积，轧制时更容易形成相互嵌入的机械啮合；通过直径较大的二级铜粉实现结构连接，通过直径较小的一级铜粉进行间隙填充，能够进一步提升成品中铜层的致密性，使成品具有良好的导电性；通过退火处理使铝箔和铜粉发生冶金结合，铜铝金属原子在高温下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜铝复合导电箔，包括铝层(2)和铜层(1)，其特征在于，铜层(1)由铜粉经过粉末热轧制成型，铜粉包含质量分数为5％～10％的锡铋合金粉和90％～95％的纯铜粉，锡铋合金粉中的锡元素质量百分比为60％～80％。2.如权利要求1所述的铜铝复合导电箔，其特征在于，铝层(2)的厚度大于铜层(1)的厚度，铝层(2)的厚度为40μm～500μm，铜层(1)的厚度为20μm
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200μm。3.如权利要求1所述的铜铝复合导电箔及其制造方法，其特征在于，纯铜粉包含一级铜粉和二级铜粉，一级铜粉的粉末直径为d1，1μm≤d1≤5μm，二级铜粉粉末直径为d2，5μm＜d2≤10μm，一级铜粉与二级铜粉的质量比为1～2:1。4.一种铜铝复合导电箔的制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1至3中任一项所述的铜铝复合导电箔，包括以下步骤：S01：将铝箔先置于碱性溶液中浸泡；S02：将铝箔再置于酸性溶液中浸泡中和；S03：烘干铝箔；S04：在加热炉中将铝箔加热至400℃～600℃；S05：进行粉末热轧制形成铜铝复合导电箔，采用的粉末为铜粉，铜粉包含质量分数为5％～10％的锡铋合金粉和90％～95％的纯铜粉，锡铋合金粉中锡元素的质量百分比为60％～80％；S06：热轧后的铜铝复合导电箔经过冷却辊冷却。5.如权利要求4所述的铜铝复合导电箔制造方法，其特征在于，在S03中，使用清刷机对烘干后的铝箔表面进行处理，清刷机的钢丝刷上的钢丝直径为0.3mm～0.5mm，清...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶红霞，郝学斌，葛方舟，刘圣杰，
申请(专利权)人：中国重汽集团泰安五岳专用汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：