【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜铝复合材料，具体地，涉及一种超厚复层铜铝复合材料的制备方法及加工设备。
技术介绍
1、铜铝复合材料作为一种优良的电连接材料，因其具有导电性能好、能经受振动受热等复杂工装、质量轻等特点，广泛应用于新能源电池、储能电池等领域。随着锂电池电芯电流越来越大，与极耳焊接时，需要的铜层的厚度越来越高。但是现有技术制备的铜铝复合材料中铜层的厚度一般在2mm以下，不易批量生产铜层厚度较厚、铜层比例较大(20％以上)的铜铝复合板带。
2、传统冷复合方式制备的铜铝复合材料，在复合界面的结合强度不高，易出现分层或孔洞等缺陷。
3、经检索，申请公开号为cn111282991a的中国专利技术专利，将700～780℃的铝液与经过软态热处理的铜板通过轧辊进行无氧高压连续铸轧，得到厚铜层比例的铜铝复合板带。但是此专利需要先采用熔炼炉将铝熔化成液态，再将铝液置于铜板上进行复合，采用炉子熔化复合，只能针对单一物料，更换新形状和尺寸，都需要更换新一系列工装和设备，非常复杂，耗时长，不适合批量化生产。
4、申请公开号为cn113857245a的中国专利技术专利，公开一种铜铝复合材料领域的铜铝复合金属板带的制备工艺，该工艺包括以下步骤：预处理加热：铜带复合前预热；碱洗脱脂：将铜带进行碱洗脱脂，并加铜带预加热至230-400℃；升温加热：将铝料加热，在线调节温度至620-670℃，得到处于半熔化半固体状态的铝料；无氧铸轧：在保护气环境中将半熔态的铝料与铜带打磨过的表面接触，进行无氧连续铸轧，得到铜铝复合板带坯料；二次精轧
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种超厚复层铜铝复合材料的制备方法及加工设备，采用无氧铸轧、大变形轧制、热处理相结合方式，使得复合材料发生晶粒再结晶，既释放了轧制后材料内部的应力，又提高了界面结合强度,从而解决现有技术更换物料复杂、耗时长、界面结合强度不足等问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种超厚复层铜铝复合材料的制备方法，包括：
3、提供铝材，将所述铝材加热至半熔化状态，得到半熔态铝材；
4、提供铜材，将所述半熔态铝材贴在所述铜材表面；
5、将所述半熔态铝材压实在所述铜材上，得到压实的材料；
6、对所述压实的材料进行轧制复合；
7、经过退火处理，得到超厚复层铜铝复合材料。
8、可选地，将所述铝材加热至半熔化状态，包括：在保护气氛下，将铝材加热至300℃～650℃，达到半熔化状态。
9、可选地，将所述半熔态铝材贴在所述铜材表面，包括：在保护气氛下，通过控制半熔态铝材的传送方向，使得半熔状态铝材的一个表面与铜材的表面相接触。
10、可选地，将所述半熔态铝材压实在所述铜材上，包括：在保护气氛下，利用轧辊将半熔状铝材紧密压实在铜材表面，轧辊压力为1000kn～10000kn。
11、可选地，对所述压实的材料进行轧制复合，包括：在保护气氛下，将压实的材料进行轧制，牵引速度为0.1～20m/s，总变形量在20～60％。
12、可选地，所述经过退火处理，得到超厚复层铜铝复合材料，包括：退火处理在保护气氛下进行，退火温度为220℃～500℃，退火时间为1h～6h。
13、根据本专利技术的另一方面，提供一种超厚复层铜铝复合材料的加工设备，用于实现上述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，所述加工设备包括：
14、箱体，作为所述设备的外壳，所述箱体的一端开设有铝进料口和铜进料口，另一端开设有出料口，所述箱体的一侧壁设有玻璃窗口；
15、气氛装置，固定于所述箱体的侧壁外表面，所述气氛装置和所述玻璃窗口分别位于相对的两侧壁上，所述气氛装置向所述箱体内部充入保护性气体；
16、加热装置，设于所述箱体的内部且靠近所述铝进料口，所述加热装置包括多个感应加热线圈，用于加热铝材至设定温度；
17、测温装置，设于所述箱体的外部，所述测温装置透过所述玻璃窗口测量铝材设定位置的温度，所述测温装置与加热装置连接，所述加热装置根据所述测温装置的结果调节输出电流和功率；
18、导位轮，设于所述箱体的内部且靠近所述加热装置，所述导位轮用于对铝材传送方向进行导向，使得半熔态铝材的一个表面与铜材的表面相接触；
19、至少两个压紧轮，位于所述箱体内部，所述导位轮位于所述加热装置和所述压紧轮之间，所述压紧轮分别紧靠铝材和铜材，用于将半熔态铝材紧密压实在铜材上；
20、轧机，设于所述箱体内部且靠近所述出料口，所述压紧轮将压实的材料传送至所述轧机，所述轧机对压实的材料进行轧制复合。
21、可选地，所述感应加热线圈缠绕于铝材表面，缠绕的形状与铝材横截面形状相匹配，所述感应加热线圈的横截面尺寸为铝材横截面尺寸的1.5～3倍。
22、可选地，所述加热装置包括至少3个感应加热线圈。
23、可选地，靠近铝材的所述压紧轮外表面涂覆有陶瓷材料或套装有陶瓷套。
24、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：
25、1、本专利技术通过加热铝材至半熔状态，得到半凝固铝，然后半凝固铝与铜复合时，铜铝界面发生微熔，从而形成良好冶金结合，使得复层厚度不受加热装置的限制，再经过大变形轧制复合与热处理，使得复合材料发生晶粒再结晶，既释放了轧制后材料内部的应力，进一步提高了材料复合界面的结合强度。本专利技术将半凝固铜铝复合方法与大变形轧制复合、和热处理相结合，从而获得结合强度良好、复层厚度超厚的铜铝复合材料。
26、2、本专利技术通过测温装置与加热装置协同作用，根据所测铝材特定位置的温度，自动控制输出电流和功率，从而使铝材升温至设定温度，达到半熔化状态，实现了生产工艺的实时控制，能够保障产品质量的稳定性和可靠性。
27、3、与传统的无氧高压连续铸轧液态铝和固态铜的方式不同，本专利技术的加工设备无需使用熔炼炉，避免了安装和更换都不方便的问题。本专利技术采用了多组感应加热线圈对物料加热，安装简单方便，耗时短，可以实现根据物料的快速切换，从而有效提高生产效率，有利于批量化生产。
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1.一种超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，将所述铝材加热至半熔化状态，包括：在保护气氛下，将铝材加热至300℃～650℃，达到半熔化状态。
3.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，将所述半熔态铝材贴在所述铜材表面，包括：在保护气氛下，通过控制半熔态铝材的传送方向，使得半熔状态铝材的一个表面与铜材的表面相接触。
4.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，将所述半熔态铝材压实在所述铜材上，包括：在保护气氛下，利用轧辊将半熔状铝材紧密压实在铜材表面，轧辊压力为1000kN～10000kN。
5.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，对所述压实的材料进行轧制复合，包括：在保护气氛下，将压实的材料进行轧制，牵引速度为0.1～20m/s，总变形量在20～60％。
6.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，所述经过退火处理，得到超厚复层铜铝复合材
7.一种超厚复层铜铝复合材料的加工设备，用于实现权利要求1-6任一项所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的超厚复层铜铝复合材料的加工设备，其特征在于，所述感应加热线圈缠绕于铝材表面，缠绕的形状与铝材横截面形状相匹配，所述感应加热线圈的横截面尺寸为铝材横截面尺寸的1.5～3倍。
9.根据权利要求7所述的超厚复层铜铝复合材料的加工设备，其特征在于，所述加热装置包括至少3个感应加热线圈。
10.根据权利要求7所述的超厚复层铜铝复合材料的加工设备，其特征在于，靠近铝材的所述压紧轮外表面涂覆有陶瓷材料或套装有陶瓷套。
...【技术特征摘要】
1.一种超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，将所述铝材加热至半熔化状态，包括：在保护气氛下，将铝材加热至300℃～650℃，达到半熔化状态。
3.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，将所述半熔态铝材贴在所述铜材表面，包括：在保护气氛下，通过控制半熔态铝材的传送方向，使得半熔状态铝材的一个表面与铜材的表面相接触。
4.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，将所述半熔态铝材压实在所述铜材上，包括：在保护气氛下，利用轧辊将半熔状铝材紧密压实在铜材表面，轧辊压力为1000kn～10000kn。
5.根据权利要求1所述的超厚复层铜铝复合材料的制备方法，其特征在于，对所述压实的材料进行轧制复合，包括：在保护气氛下，将压实的材料进行轧制，牵引速度为0.1～20m/...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆成法，张舟磊，陈晓统，王蕾，陶玉祥，
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：
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