本發(fā)明專利技術(shù)涉及鋁銅復(fù)合型材制備技術(shù)領(lǐng)域，公開一種易加工的鋁銅復(fù)合型材及其制備方法和應(yīng)用，其制備方法包括的步驟如下：1）鋁型材制備，擠壓、切斷得到內(nèi)部具有多個內(nèi)腔的擠壓型材，2）銅條組裝，在擠壓型材的內(nèi)腔中組裝銅條，3）高溫加熱，將組裝好的型材升溫到200℃，4）離線拉伸，對高溫材料進行離線拉伸，5）快速降溫，拉伸后快速降溫，6）端頭處理，加工完成后對端頭進行鋸切和CNC加工，露出內(nèi)部銅基體作為導(dǎo)電接觸位置。本發(fā)明專利技術(shù)采用鋁型材作為基材，通過擠壓、加溫、拉伸等工藝，使得銅鋁緊密貼合，提高了導(dǎo)電性能，降低了加工成本，利于散熱，使得導(dǎo)電排的制造和應(yīng)用更加經(jīng)濟實惠。
1、導(dǎo)電排是電子元器件中不可或缺的組成部分，其主要作用是提供電流傳輸?shù)耐ǖ馈鹘y(tǒng)的導(dǎo)電排主要由銅或銅合金制成，由于銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和機械性能，因此被廣泛應(yīng)用于各種電子元器件中。然而，銅的密度較高，價格昂貴，這限制了其在某些應(yīng)用場合的使用。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，為了降低導(dǎo)電排的重量和成本，一些研究人員提出了采用鋁或鋁合金來制造導(dǎo)電排。由于鋁的密度遠小于銅，價格也遠低于銅，因此使用鋁或鋁合金可以顯著降低導(dǎo)電排的重量和成本。然而，鋁的導(dǎo)電性能較銅差，如1060或1070合金的導(dǎo)電率只有純銅的60%，這意味著要達到與銅相同的導(dǎo)電效果，鋁導(dǎo)線的截面積需要更大。為了解決這個問題，一些研究人員提供了銅包覆鋁的方案，但這種加工方式雖然導(dǎo)電性能好，但是加工成本較高，而且結(jié)構(gòu)形狀比較受限。現(xiàn)有的銅包鋁技術(shù)可參見公開號為cn102468017a、cn102543306a、cn102682926a的中國專利技術(shù)專利文獻。
3、盡管現(xiàn)有技術(shù)在一定程度上解決了導(dǎo)電排的重量和成本問題，但仍存在一些問題和限制。首先，如果使用純鋁導(dǎo)電排，由于鋁的機械性能較低且蠕變速度較快，這意味著在持續(xù)受力的情況下，純鋁材料容易發(fā)生緩慢的永久形變，導(dǎo)致連接處可能隨時間推移而松動。而如果使用外銅內(nèi)鋁的結(jié)構(gòu)，由于現(xiàn)有的銅鋁復(fù)合加工工藝復(fù)雜，成本較高，這限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，如何在保證導(dǎo)電性能的同時，降低加工成本，提高加工效率，是當(dāng)前技術(shù)面臨的主要問題。
/>技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種易加工的鋁包銅復(fù)合型材及其制備方法和應(yīng)用，為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個技術(shù)問題，至少提供一種有益選擇或創(chuàng)造條件。
2、為達到以上目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案。
3、一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其制備步驟如下：1）鋁型材制備，使用1060合金或者1070合金擠壓成所需形狀，擠壓完成后切斷，得到的擠壓型材內(nèi)部具有多個內(nèi)腔結(jié)構(gòu)；2）銅條組裝，在擠壓型材的內(nèi)腔中組裝銅條，并使銅條與擠壓型材內(nèi)腔緊密貼合；3）高溫加熱，將組裝好的擠壓型材加熱升溫到200±20℃；4）離線拉伸，對高溫加熱后的擠壓型材進行離線拉伸，利用鋁型材的拉拔變形將銅鋁結(jié)合在一起；5）快速降溫，對拉伸后擠壓型材快速降溫，降溫速率大于50℃/min；6）端頭處理，快速降溫后對擠壓型材端頭進行鋸切和cnc加工，露出內(nèi)部銅基體作為導(dǎo)電接觸位置。
4、更為優(yōu)選的是，在步驟1）鋁型材制備中，得到的擠壓型材外表面具有擠壓成型的散熱結(jié)構(gòu)。
5、更為優(yōu)選的是，所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法還包括散熱結(jié)構(gòu)加工步驟，快速降溫后在擠壓型材外表面加工散熱結(jié)構(gòu)。
6、更為優(yōu)選的是，所述高溫加熱通過加熱爐來實現(xiàn)，對應(yīng)所述加熱爐設(shè)有傳動輥筒，利用所述傳動輥筒將組裝好銅條的擠壓型材送入所述加溫爐內(nèi)進行升溫、并在升溫后從所述加熱爐中輸出。
7、更為優(yōu)選的是，在所述加熱爐的輸入端設(shè)有第一傳動皮帶，所述第一傳動皮帶的輸出端與所述傳動輥筒連接，利用所述第一傳動皮帶將組裝好銅條的擠壓型材送至所述傳動輥筒，所述銅條組裝在所述第一傳動皮帶上完成。
8、更為優(yōu)選的是，在所述加熱爐的輸出端設(shè)有第二傳動皮帶，所述第二傳動皮帶的輸入端與所述傳動輥筒連接，利用所述第二傳動皮帶將加熱后的擠壓型材輸送至拉伸區(qū)域，在所述拉伸區(qū)域設(shè)有拉伸機，利用所述拉伸機對高溫加熱后的擠壓型材進行離線拉伸，外面鋁型材通過拉拔變形與內(nèi)部的銅條緊密結(jié)合在一起。
9、更為優(yōu)選的是，對應(yīng)所述第二皮帶設(shè)有冷卻區(qū)域，對應(yīng)所述冷卻區(qū)域設(shè)有風(fēng)扇，利用所述第二傳動皮帶將拉伸后的擠壓型材輸送到所述冷卻區(qū)域，利用所述風(fēng)扇進行拉伸后的快速降溫。
10、更為優(yōu)選的是，在所述第二傳動皮帶的輸出端連接有第二傳動輥筒，擠壓型材冷卻完成后從所述第二傳動皮帶輸出到所述第二輥筒、并在所述第二輥筒的傳動下送入鋸床進行頭尾鋸切，鋸切后材料通過機械手送入cnc內(nèi)進行端頭加工，露出內(nèi)部銅基體作為導(dǎo)電接觸位置。
11、另一方面，本專利技術(shù)還提供如上所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法所制得的鋁銅復(fù)合型材。
12、另一方面，本專利技術(shù)還提供如上所述的鋁銅復(fù)合型材在導(dǎo)電排、電子元器件制造上的應(yīng)用。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)主要解決了以下技術(shù)問題。
14、1）解決了鋁的導(dǎo)電性能較銅差的問題，通過在鋁型材內(nèi)部附加銅條，使得導(dǎo)電以內(nèi)部純銅條為主，外部包覆的鋁為輔，從而提高了導(dǎo)電性能。
15、2）解決了鋁的機械性能較低且蠕變速度較快的問題，通過內(nèi)部的銅條作為連接，可以避免純鋁連接這方面問題點，提高了導(dǎo)電排的機械性能和穩(wěn)定性。
16、3）解決了傳統(tǒng)導(dǎo)電排形狀設(shè)計單一的問題，可以通過外部的擠壓型材結(jié)構(gòu)進行各種結(jié)構(gòu)設(shè)計，甚至可以設(shè)計外部散熱齒結(jié)構(gòu)提升散熱性能，使整體結(jié)構(gòu)設(shè)計更加靈活。
17、4）解決了現(xiàn)有的銅鋁復(fù)合加工工藝復(fù)雜，成本較高的問題，同時通過本專利技術(shù)的加工方式，簡化了加工步驟，降低了加工成本，提高了加工效率，使得導(dǎo)電排的制造和應(yīng)用更加經(jīng)濟實惠。
18、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有如下的優(yōu)點及有益效果。
19、一、本專利技術(shù)采用鋁型材作為基材，通過擠壓、加溫、拉伸等工藝，使得銅鋁緊密貼合，提高了導(dǎo)電性能。同時，采用外包鋁結(jié)構(gòu)，鋁材用量相對較大，由于鋁的密度遠小于銅，價格也遠低于銅，因此本專利技術(shù)的導(dǎo)電排在重量及成本上有明顯優(yōu)勢。
20、二、本專利技術(shù)的加工工藝更加簡單，鋁包銅加工工藝方式和傳統(tǒng)的銅包鋁完全不一樣，利用擠壓型材的截面多樣性變化及鋁的高塑性來進行變形加工，替代傳統(tǒng)的需要高溫融化的工藝方式，可以大幅降低傳統(tǒng)銅鋁復(fù)合的加工成本，更具備替代傳統(tǒng)銅排的經(jīng)濟效益；這一點與現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜的銅鋁復(fù)合加工工藝形成鮮明對比，本專利技術(shù)的加工成本更低，適合大規(guī)模應(yīng)用。
21、三、本專利技術(shù)制得的導(dǎo)電排，通過其內(nèi)部的純銅條作為連接，避免了純鋁連接可能隨時間推移而松動的缺點。同時，由于銅和鋁的熱膨脹系數(shù)不同，拉伸后快速降溫可使得銅鋁緊密貼合，而不會像傳統(tǒng)的銅包鋁那樣在銅鋁之間出現(xiàn)間隙，確保導(dǎo)電性能。
22、四、本專利技術(shù)制得的導(dǎo)電排具有良好的機械性能，由于內(nèi)部的銅條作為連接，可以避免純鋁材料在持續(xù)受力下的緩慢永久形變，提高了導(dǎo)電排的使用壽命。
23、五、本專利技術(shù)制得的導(dǎo)電排具有良好的散熱性能，由于鋁的比熱容大，可以減少導(dǎo)電排中電流過大出現(xiàn)的溫度升高，提高了導(dǎo)電排的安全性和可靠性。總的來說，本專利技術(shù)相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有導(dǎo)電性能好、加工成本低、使用壽命長、散熱性能好等優(yōu)點，具有很高的實用價值。
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【技術(shù)保護點】
1.一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，制備步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，在步驟1）鋁型材制備中，得到的擠壓型材外表面具有擠壓成型的散熱結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，還包括散熱結(jié)構(gòu)加工步驟，快速降溫后在擠壓型材外表面加工散熱結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，所述高溫加熱通過加熱爐來實現(xiàn)，對應(yīng)所述加熱爐設(shè)有傳動輥筒，利用所述傳動輥筒將組裝好銅條的擠壓型材送入所述加溫爐內(nèi)進行升溫、并在升溫后從所述加熱爐中輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，在所述加熱爐的輸入端設(shè)有第一傳動皮帶，所述第一傳動皮帶的輸出端與所述傳動輥筒連接，利用所述第一傳動皮帶將組裝好銅條的擠壓型材送至所述傳動輥筒，所述銅條組裝在所述第一傳動皮帶上完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，在所述加熱爐的輸出端設(shè)有第二傳動皮帶，所述第二傳動皮帶的輸入端與所述傳動輥筒連接，利用所述第二傳動皮帶將加熱后的擠壓型材輸送至拉伸區(qū)域，在所述拉伸區(qū)域設(shè)有拉伸機，利用所述拉伸機對高溫加熱后的擠壓型材進行離線拉伸，外面鋁型材通過拉拔變形與內(nèi)部的銅條緊密結(jié)合在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，對應(yīng)所述第二皮帶設(shè)有冷卻區(qū)域，對應(yīng)所述冷卻區(qū)域設(shè)有風(fēng)扇，利用所述第二傳動皮帶將拉伸后的擠壓型材輸送到所述冷卻區(qū)域，利用所述風(fēng)扇進行拉伸后的快速降溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，在所述第二傳動皮帶的輸出端連接有第二傳動輥筒，擠壓型材冷卻完成后從所述第二傳動皮帶輸出到所述第二輥筒、并在所述第二輥筒的傳動下送入鋸床進行頭尾鋸切，鋸切后材料通過機械手送入CNC內(nèi)進行端頭加工，露出內(nèi)部銅基體作為導(dǎo)電接觸位置。
9.如權(quán)利要求1-8中任意一項所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法所制得的鋁銅復(fù)合型材。
10.如權(quán)利要求9所述的鋁銅復(fù)合型材在導(dǎo)電排、電子元器件制造上的應(yīng)用。
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，制備步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，在步驟1）鋁型材制備中，得到的擠壓型材外表面具有擠壓成型的散熱結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，還包括散熱結(jié)構(gòu)加工步驟，快速降溫后在擠壓型材外表面加工散熱結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，所述高溫加熱通過加熱爐來實現(xiàn)，對應(yīng)所述加熱爐設(shè)有傳動輥筒，利用所述傳動輥筒將組裝好銅條的擠壓型材送入所述加溫爐內(nèi)進行升溫、并在升溫后從所述加熱爐中輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，在所述加熱爐的輸入端設(shè)有第一傳動皮帶，所述第一傳動皮帶的輸出端與所述傳動輥筒連接，利用所述第一傳動皮帶將組裝好銅條的擠壓型材送至所述傳動輥筒，所述銅條組裝在所述第一傳動皮帶上完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種易加工的鋁銅復(fù)合型材制備方法，其特征在于，在所述加熱爐的輸出端設(shè)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周晶哲，譚興元，何欽富，王康帥，
申請(專利權(quán))人：廣東齊力澳美高新材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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