复合传导部件及其制造方法技术

制造复合传导的部件的方法，包括如下步骤：提供至少两个金属材料的坯体，所述坯体由相异的金属材料组成；将所述坯体以彼此边接边或部分重叠的关系放置，通过卷边或焊接使所述坯体彼此固态接合，以便形成复合本体，沿着接头在复合本体的整个宽度轧制所述复合本体以降低其厚度，和跨过接头切割经过轧制的复合本体以生产至少两个复合传导部件，每个包含所述至少两个坯体的金属材料且在所述至少两种相异的金属材料之间有接头。通过该方法生产复合传导部件，其包括第一金属材料的至少第一部分和第二金属材料的至少第二部分，所述第一和第二金属材料彼此相异。包括该复合传导部件的电连接件或导体或用于热传导的器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造复合传导部件的方法，由该方法生产的复合传导部件，和由该复合材料制成的电触点或连接件。本专利技术还涉及包括该复合材料带材的电和热器件。
技术介绍
有许多工业应用在其中需要铜对铝的接合。例如，在其中要将铝导体连接于铜导体的设备中传导电流的情况中，通常使用一侧包含铜合金而另一侧包含铝合金的连接件。在这种连接件中，连接件的铜侧与铜导体匹配或结合，而连接件的铝侧与铝导体匹配或结合。连接件的铜部分和铝部分通常通过固态焊接方法接合，例如摩擦焊接或热压焊接，参见例如CA 1016255 (Al)和GB 1331468。其它固态焊接技术诸如爆炸焊接或冷轧接合也产生良好的铝一铜接头。在电力输送中，使用大的连接件，因此焊接材料的相对成本不那么重 要。然而，在电力输送和其它应用如汽车应用中都期望用铝导体替换铜导体。在这种情况中，需要大量的铝-铜连接件。此外，在由许多单独的蓄电池单元组成的锂离子蓄电池中，需要铜板和铝板之间的电连接。这种蓄电池是重要的，特别是对于电动车辆而言。由两种相异的金属组成的电连接件典型地是通过接合小块的相异的金属材料来制造的。通过摩擦焊接(对于铝-铜电连接件而言是最常用的技术)，每个连接件需要单独的焊接操作。同样，对于热传导应用，将铜和铝组合起来的器件是重要的，并且已经在TW429191中有所提及，其中借助摩擦焊接将铜盘连接于挤出的铝散热片，以便使材料在要被冷却或加热的场所的直接附近产生最大可能的热传导。在上述提及的摩擦和爆炸焊接的焊接工艺中，需要使要被结合的部分自己移动，这是不利的且是成本高的，并且对于大型部件来说有时是不可能的。热压焊接或扩散焊接因需要将所要结合的部分加热而也有类似的缺点。在太高温度进行的热压焊接或扩散焊接以及熔焊方法不适合于将铝与铜接合，因为在接头处形成大量的脆性金属间相并使其机械性质变差。还可以通过摩擦搅拌焊接来结合相异的金属如铜和铝，这在例如EP 0615480中有所描述。然而，这种摩擦搅拌焊接是不利的，在于它们经常包含缺陷如砂眼并且总是包含少量的金属间相，二者都可以降低接头的静态机械强度。还预期缺陷和金属间相都严重地降低疲劳强度，因为它们起到使应力局部集中的作用并由此缩短出现疲劳裂纹的时间。另夕卜，用于铝-铜的摩擦搅拌焊接的焊接工具目前由于工具的污染而具有短的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供制造复合传导部件的方法，所述复合传导部件克服了现有技术的缺点并可以廉价的方式形成电或热传导体。这是通过本专利技术的方法实现的，本专利技术提供一种可以获得具有改善的接合品质的复合材料的方法，并且可以实现高品质复合传导部件的有效制造。本专利技术的制造复合传导的部件的方法包括如下步骤提供至少两个金属材料的坯体，所述坯体由相异的金属材料组成；将所述坯体以彼此边接边或部分重叠的关系放置，通过轧制或焊接使所述坯体彼此固态接合，以便形成复合本体，沿着接头在复合本体的整个宽度轧制所述复合本体以降低其厚度，和跨过接头切割经过轧制的复合本体以生产至少两个复合传导部件，每个包含所述至少两个坯体的金属材料且在所述至少两种不同的金属材料之间具有接头。该方法允许接合由在高温下彼此结合时倾向于形成脆性化合物的金属材料制成的坯体。特别感兴趣的情况是，所述至少两个坯体分别由铜或铜合金和铝或铝合金组成，并且优选在轧制之前通过摩擦搅拌焊接接合。可以沿着每个坯体的纵边提供延长部，所述延长部的厚度小于坯体的厚度，且坯体处于匹配重叠关系以便形成搭接接头。如果需要，该方法可以包括如下步骤生产第一复合本体和第二复合本体，和将所述第二复合本体置于所述第一复合本体上；和轧制所述第一和第二复合本体以降低其厚度。有利地，将复合本体置于重叠位置，使得接头互相错位(displacement)。还可以于在轧制之前将复合本体与金属或金属合金的板材或坯体组合。轧制步骤可以包括进行热轧随后进行冷轧，或者分两个步骤进行冷轧，在两个冷轧步骤之间进行退火。 本专利技术还涉及包含第一金属材料的第一部分和第二金属材料的第二部分的复合传导部件，所述第一和第二金属材料彼此相异，其中所述部件是通过上述方法生产的。所述第一和第二部分可由在高温将彼此结合时表现出强烈的形成脆性化合物倾向的金属材料制成，例如至少一个部分由铜或其合金制成，且至少一个其它部分由铝或其一种合金制成。本专利技术还涉及包括上述复合传导部件的电连接件，涉及包括所述复合传导部件的电导体，和涉及包括所述复合传导部件的用于传热的器件。附图简述图I示出了在跨过接头进行轧制之后被彼此焊接在一起的两种相异材料的片材。图2示出了通过本专利技术的方法获得的由两种相异的金属材料组成的复合传导部件。图3示出了轧制之前的复合材料，其中两个复合本体已经被叠置为在接头处相互错位。图4示出了具有适合于形成搭接接头的延长部并以重叠关系布置的两个坯体。图5示出了适合于形成搭接接头的延长部且以重叠关系布置的两个坯体，其中延长部具有啮合匹配形状。图6示出了在焊接之后但在轧制之前的铝板和铜板之间的摩擦搅拌焊接接头的光学显微图。图7示出了图6的接头在将接头冷轧之后的光学显微图。专利技术详述本专利技术提供了生产通过将至少两个相异的金属材料的坯体接合形成的复合传导部件的方法。本专利技术还提供了通过上述方法生产的复合材料，以及包括根据本专利技术方法生产的复合传导部件的电导体、电接头、和用于传热的器件。所述方法包括以下步骤a)提供至少两个金属材料的坯体，所述坯体由相异的金属材料组成，b)将所述坯体以彼此边接边或部分重叠的关系放置，c)通过轧制或焊接将所述坯体彼此固态接合，以形成复合本体，d)沿着接头在复合本体的整个宽度上轧制所述复合本体以降低其厚度，e)跨过接头切割经过轧制的复合本体以生产至少两个复合部件，每个包含所述至少两个坯体的金属材料且在所述至少两种不同的金属材料之间具有由至少两种不同的金属材料组成的接头。图I示出了焊接于铝2的铜片材1，其然后被跨过接头进行轧制。箭头指示用于形成铜铝复合带材的切割的位置。图2示出了本专利技术的由两种相异的金属材料组成的复合传导部件。将所述坯体放置为彼此相邻，使得它们可以通过形成对接接头而边接边地结合，或者可以将它们部分重叠放置使得形成搭接接头。在形成搭接接头的情况中，优选每个坯体具有沿着其纵边的延长部，所述延长部的厚度小于坯体的厚度，且坯体在步骤b)中处于匹配重叠关系，如图4和5所示。通过提供彼此相反(inversely)对应的延长部,形成单平面叠接接头，这在通过轧制接合坯体时是有利的。各坯体的延长部的厚度可相同或不同。通过提供具有啮合匹配形状的延长部，例如如图5中所示的那种，坯体可以被临时保持在一 起，由此促进通过轧制或焊接进行接头的接合。上述方法尤其适合于接合在高温下彼此接合时表现出形成脆性化合物倾向的相异金属材料制成的坯体，例如铜或铜合金的坯体与铝或铝合金的坯体的接合。坯体在形式上可以为方坯或板材或带材。在一些应用中，可以在接合之前将坯体轧制。坯体也可以是方坯或厚板的形式。在使用厚的坯体时，接头在轧制之前的长度会相对较短。从经济的角度而言这是有利的，特别是在通过焊接接合坯体时，因为焊接是相对昂贵的过程。然后将坯体轧制到最终厚度，由此拉长焊接接头。已经发现焊接接头的轧制产生更结实的接头。此外，在不经焊接通过轧制接合坯体时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.16 SE 0950966-2;2010.03.16 US 61/314,1921.制造复合传导部件的方法，包括以下步骤 a)提供至少两个金属材料的坯体，所述坯体由相异的金属材料组成， b)将所述坯体以彼此边接边或部分重叠的关系放置， c)通过轧制或焊接将所述坯体彼此固态接合，以形成复合本体， d)沿着接头在复合本体的整个宽度轧制所述复合本体以降低其厚度， e)跨过接头切割经过轧制的复合本体以生产至少两个复合传导部件，每个包含所述至少两个坯体的金属材料且在所述至少两种不同的金属材料之间具有接头。2.权利要求I的方法，其中所述至少两个坯体由相异的金属材料组成，所述相异的金 属材料在高温彼此接合时表现出形成脆性化合物强烈倾向。3.权利要求2的方法，其中所述至少两个坯体分别由铜或铜合金和铝或铝合金组成。4.权利要求1-3中任一项的方法，其中在步骤c)中通过摩擦搅拌焊接来接合坯体。5.权利要求1-4中任一项的方法，其中每个坯体具有沿着其纵边提供的延长部，所述延长部的厚度小于坯体的厚度，且坯体在步骤b)中处于匹配重叠关系以便形成搭接接头。6.权利要求1-5中任一项的方法，包括通过执行上述的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡赫，
申请(专利权)人：SAPA股份公司，
类型：发明
国别省市：