一种铜铝复合板的连续复合成形方法及其复合成形装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铜铝复合板的连续复合成形方法，该方法通过一套装置先将铝坯成形为板状结构并使其在封闭状态下产生塑性变形成为铝板基材，再与两块铜板先后轧合形成在铝板基材两面复合铜板的三层复合板结构，最后经矫直机构进一步压接与矫直成为复合板材或带材；该装置包括一对相对转动设置挤压配合的挤压辊和第一轧合辊，挤压辊与第一轧合辊之间形成第一轧合区，在挤压辊外圆周面上靠近第一轧合区的入口处设有铝材成型模，该铝材成型模靠近第一轧合区入口处设有铝材变形区；在第一轧合辊的外周面上对应第一轧合区的出口设置有导向块，导向块朝向第一轧合辊的内壁面与第一轧合辊的外周面之间等距配合构成导向通道，在靠近导向通道出口处转动设置有第二轧合辊，第二轧合辊与第一轧合辊之间设有第二轧合区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合材料的连续挤压与压接复合成形技术，特别涉及一种铜铝复 合板材的制造方法及其配套成形装置。
技术介绍
金属铜具有良好的导电、导热、耐腐和抑菌性能，因而被广泛应用，但我国的铜资 源比较短缺，价格较高。而我国铝资源比较丰富，铝的密度较低，价格便宜，在许多领域已成 为良好的代铜材料。然而铝的导电、导热性能不如铜，焊接、灭弧、耐磨等性能也较差，因此 在某些场合，如开关、散热片、过渡板等产品领域，以铝直接替代铜是困难的。目前，一种结 合了铜的高稳定性和铝的低成本优点的铝铜复合材料逐渐替代了纯铜或纯铝材料，铝铜复 合材料以其特殊的综合性能，已广泛地应用于电力、传热、军工、电子计算机、电器元件、航 空航天领域、汽车等各个领域。30多年来，科技人员已对铝铜复合材料的生产工艺进行了较多的研究。1966年英 国学者研究出将带有惰性气体的液态铝或其合金喷射到铜金属表面，然后将金属铝与上述 覆有铝的铜金属在热状态下复合，从而得到铝铜复合材料的复合工艺，但这种工艺制得的 复合材料中铝与金属铜基体的结合较差，复合金属的强度较低；1981年日本学者研究出通 过冷轧将镍箔覆盖在铝材上，然后将上述铝材退火，再与经退火的铜材通过冷轧，退火后得 到中间夹层为镍的铝铜复合材料的复合工艺，但采用轧制与退火复合工艺，其工艺复杂，提 高了产品的生产成本，且冷轧道次的压下率较高，对轧制设备的承载能力要求较高，设备笨 重，造价较高；1989年我国学者研究出将铜带与铝箔一起加热至200°C，并轧制而得到覆有 铝箔的铜带，再将此带与铝带热轧，得到铝铜复合材料的复合工艺，但采用冷、热轧复合工 艺由于铜的氧化着色温度较低(180°C )，因此铜带的加热温度不可能很高，这就弱化了轧 前加热而带来的复合效果，因而需要二次加热，工艺操作复杂，产品成本较高。目前比较成熟的制备方法是，对铝芯外面和铜管内面进行清除氧化膜，将铝芯压 入铜管内，通过拉伸或轧制使铜管与铝芯间固相结合，并形成所需外形尺寸的双金属材料。 产品表面光亮无缺陷，但其工艺复杂，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过连续挤压焊接组合工艺制备铝铜复合材料的连续 复合成形方法。该连续复合成形方法的技术方案是一种铜铝复合板的连续复合成形方法，该方 法通过一套装置先将铝坯成形为板状结构并使其在封闭状态下产生塑性变形成为铝板基 材，再与两块铜板先后轧合形成在铝板基材两面复合铜板的三层复合板结构，最后经矫直 机构进一步压接与矫直成为复合板材或带材；所述的装置包括一对相对转动设置挤压配合 的挤压辊和第一轧合辊，挤压辊与第一轧合辊之间形成第一轧合区，在挤压辊外圆周面上 靠近第一轧合区的入口处设有铝材成型模，该铝材成型模上设有与所述挤压辊外圆周面相对间隔设置的内凹柱面，在该内凹柱面靠近第一轧合区入口处具有一段与挤压辊的外周面 之间的间距沿送料方向逐渐缩小的弯弧段，该弯弧段与挤压辊外圆周面之间构成使铝材产 生塑性变形的变形区；在第一轧合辊的外周面上对应第一轧合区的出口设置有与第一轧合 辊外圆周面相对间隔设置的导向块，导向块朝向第一轧合辊的内壁面与第一轧合辊的外周 面之间等距配合构成导向通道，在靠近导向通道出口 处转动设置有第二轧合辊，第二轧合 辊与第一轧合辊之间设有第二轧合区。本专利技术的另一个目的是提供一种通过连续挤压焊接组合工艺制备铝铜复合材料 的连续复合成形装置，以解决现有技术中生产铜铝复合板工艺复杂、成本较高的问题。为实现上述目的，本专利技术的铜铝复合板的连续复合成形装置所采用的技术方案 是一种连续复合成形装置，包括一对相对转动设置挤压配合的挤压辊和第一轧合辊，挤压 辊与第一轧合辊之间形成第一轧合区，在挤压辊外圆周面上靠近第一轧合区的入口处设有 铝材成型模，该铝材成型模上设有与所述挤压辊外圆周面相对间隔设置的内凹柱面，在该 内凹柱面靠近第一轧合区入口处具有一段与挤压辊的外周面之间的间距沿送料方向逐渐 缩小的弯弧段，该弯弧段与挤压辊外圆周面之间构成使铝材产生塑性变形的变形区；在第 一轧合辊的外周面上对应第一轧合区的出口设置有与第一轧合辊外圆周面相对间隔设置 的导向块，导向块朝向第一轧合辊的内壁面与第一轧合辊的外周面之间等距配合构成导向 通道，在靠近导向通道出口处转动设置有第二轧合辊，第二轧合辊与第一轧合辊之间设有 第二轧合区。在所述铝材成型模的内凹柱面上远离第一轧合区的入口处还设有一段与所述挤 压辊外圆周面等距配合的圆弧段，该圆弧段与挤压辊外圆周面之间构成初步咬合区，初步 咬合区与变形区该组成铝板基材成形模腔。在所述第二轧合区的出口处设置还有矫直装置，该矫直装置包括两相对间隔设置 的夹板，其中一个夹板靠近第一轧合辊的外周面，另一夹板靠近第二轧合辊的外周面，两夹 板之间形成供复合板通过的压接矫直腔，所述的压接矫直腔沿所述第一轧合辊与第二轧合 辊之间的中心连线的垂线方向延伸。 在所述挤压辊轴向的两端分别径向环设有挡沿，所述铝材成型模沿挤压辊轴向的 两端及第一轧合辊的两端分别与挤压辊两端的挡沿间隙配合。在所述复合成形装置与第一轧合辊之间设置有第一靴块，复合成形装置与第一靴 块紧密贴合，第一靴块朝向第一轧合辊的端面为与第一轧合辊的外圆周面等距配合的弧 面，在第一靴块与第一轧合辊之间构成沿第一轧合辊外圆周面周向延伸、用于铜板输入的第一导向槽。在所述第一轧合辊靠近第一导向槽的入口处设置有与第一轧合辊夹持配合用于 夹送第一铜板的第一导轮，在第一铜板的送料方向上靠近第一导轮并列设置有用于清除第 一铜板轧合表面杂质及氧化物的第一清理辊。在所述挤压辊的外圆周面上靠近铝材成型模转动设置有同轴向的压实辊，该压实 辊与挤压辊挤压配合，压实辊的两端分别与所述挡沿间隙配合。在所述导向块与第二轧合辊之间设置有第二靴块，第二靴块朝向第二轧合辊的端 面为与第二轧合辊外圆周面等距配合的弧面，在第二靴块与第二轧合辊之间构成沿第二轧 合辊外圆周面周向延伸的第二导向槽。在靠近所述第二导向槽的入口处设置有与第二轧合辊夹持配合用于夹送第二铜 板的第二导轮，在第二铜板的送料方向上并列设置有用于清除第二铜板轧合表面杂质及氧 化物的第二清理辊。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点 ①、本专利技术通过连续挤压可以不间断实现铝板与铜板的复合生产，生产效率大为提高。②、本专利技术将铜材通过轧制和塑性变形形成合格的铝板基材，简化了生产工艺，降 低了生产成本，进一步的提高了生产效率。③、本专利技术采用铝坯轧制及变形过程中自身产生的热量为铝坯及铜板实现预热和 轧合温度，无需另外连接加热系统，降低了设备的能耗，从而降低了生产成本。④、本专利技术采用将铝板基材与铜板通过轧合机构压接在一起，通过铝板基材轧制 过程中产生的热量实现铝板基材与铜板的扩散焊接，其结合强度高，外观质量好。⑤、本专利技术的挤压成形装置的结构简单，操作方便，其不仅可以用于纯铝、铝合金 与纯铜、铜合金的复合板材成形，其也可以用于其它金属材料如镍、不锈钢与铜、铝及其合 金等材料的复合板的成形。附图说明图1为本专利技术的连续复合成形装置具体实施例的结构示意图。 具体实施例方式本专利技术的连续复合成形装置的具体实施例如图1所示(图中箭头方向为辊子的转 动方向)，其包括一对挤压配合的挤压辊2和第一轧合辊8，挤压辊2轴向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜铝复合板的连续复合成形方法，其特征在于，该方法通过一套装置先将铝坯成形为板状结构并使其在封闭状态下产生塑性变形成为铝板基材，再与两块铜板先后轧合形成在铝板基材两面复合铜板的三层复合板结构，最后经矫直机构进一步压接与矫直成为复合板材或带材；所述的装置包括一对相对转动设置挤压配合的挤压辊和第一轧合辊，挤压辊与第一轧合辊之间形成第一轧合区，在挤压辊外圆周面上靠近第一轧合区的入口处设有铝材成型模，该铝材成型模上设有与所述挤压辊外圆周面相对间隔设置的内凹柱面，在该内凹柱面靠近第一轧合区入口处具有一段与挤压辊的外周面之间的间距沿送料方向逐渐缩小的弯弧段，该弯弧段与挤压辊外圆周面之间构成使铝板基材产生塑性变形的变形区；在第一轧合辊的外周面上对应第一轧合区的出口设置有与第一轧合辊外圆周面相对间隔设置的导向块，导向块朝向第一轧合辊的内壁面与第一轧合辊的外周面之间等距配合构成导向通道，在靠近导向通道出口处转动设置有第二轧合辊，第二轧合辊与第一轧合辊之间设有第二轧合区。

【技术特征摘要】
一种铜铝复合板的连续复合成形方法，其特征在于，该方法通过一套装置先将铝坯成形为板状结构并使其在封闭状态下产生塑性变形成为铝板基材，再与两块铜板先后轧合形成在铝板基材两面复合铜板的三层复合板结构，最后经矫直机构进一步压接与矫直成为复合板材或带材；所述的装置包括一对相对转动设置挤压配合的挤压辊和第一轧合辊，挤压辊与第一轧合辊之间形成第一轧合区，在挤压辊外圆周面上靠近第一轧合区的入口处设有铝材成型模，该铝材成型模上设有与所述挤压辊外圆周面相对间隔设置的内凹柱面，在该内凹柱面靠近第一轧合区入口处具有一段与挤压辊的外周面之间的间距沿送料方向逐渐缩小的弯弧段，该弯弧段与挤压辊外圆周面之间构成使铝板基材产生塑性变形的变形区；在第一轧合辊的外周面上对应第一轧合区的出口设置有与第一轧合辊外圆周面相对间隔设置的导向块，导向块朝向第一轧合辊的内壁面与第一轧合辊的外周面之间等距配合构成导向通道，在靠近导向通道出口处转动设置有第二轧合辊，第二轧合辊与第一轧合辊之间设有第二轧合区。2.一种连续复合成形装置，其特征在于，包括一对相对转动设置挤压配合的挤压辊和 第一轧合辊，挤压辊与第一轧合辊之间形成第一轧合区，在挤压辊外圆周面上靠近第一轧 合区的入口处设有铝材成型模，该铝材成型模上设有与所述挤压辊外圆周面相对间隔设置 的内凹柱面，在该内凹柱面靠近第一轧合区入口处具有一段与挤压辊的外周面之间的间距 沿送料方向逐渐缩小的弯弧段，该弯弧段与挤压辊外圆周面之间构成使铝材产生塑性变形 的变形区；在第一轧合辊的外周面上对应第一轧合区的出口设置有与第一轧合辊外圆周面 相对间隔设置的导向块，导向块朝向第一轧合辊的内壁面与第一轧合辊的外周面之间等距 配合构成导向通道，在靠近导向通道出口处转动设置有第二轧合辊，第二轧合辊与第一轧 合辊之间设有第二轧合区。3.根据权利要求2所述的连续复合成形装置，其特征在于，在所述铝材成型模的内凹 柱面上远离第一轧合区的入口处还设有一段与所述挤压辊外圆周面等距配合的圆弧段，该 圆弧段与挤压辊外圆周面之间构成初步咬合区，初步咬合区与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永顺，杨茜，虞跨海，郭俊卿，于华，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]