铜铝复合材料比较资料.pdf

铜铝连续铸造半熔态轧制复合材料与铜包铝材料铜铝连续铸造半熔态轧制复合材料与铜包铝材料 相比的技术特征相比的技术特征 1）铜铝复合导电排的分类：）铜铝复合导电排的分类：目前，用于导电排类的铜铝复合材料主要可分为两大类目前，用于导电排类的铜铝复合材料主要可分为两大类 一种叫铜包铝材料，另一种叫铜铝连续铸造半熔态轧制复合材料，简称一种叫铜包铝材料，另一种叫铜铝连续铸造半熔态轧制复合材料，简称铜铝复合材料铜铝复合材料 2）铜包铝合成的基本原理：）铜包铝合成的基本原理：通过压力将液态铝压入常温的铜管后压制合成或者铜管套通过压力将液态铝压入常温的铜管后压制合成或者铜管套 铝棒压制合成的材料叫铜包铝材料铝棒压制合成的材料叫铜包铝材料 3）铜包铝合成面的特征与结合强度：）铜包铝合成面的特征与结合强度：因铜包铝材料采用的是：①铝液直接接触充满常因铜包铝材料采用的是：①铝液直接接触充满常 温铜管后压制成型工艺故有热气和氧化微颗粒存在于合成的界面上；②将铜管内壁和铝温铜管后压制成型工艺故有热气和氧化微颗粒存在于合成的界面上；②将铜管内壁和铝 棒表面打毛，然后用铜管套棒表面打毛，然后用铜管套住铝棒后压制成型。

这两种工艺的铜包铝材料虽有全包铝的效住铝棒后压制成型这两种工艺的铜包铝材料虽有全包铝的效 果，但划断铜层时的复合面其结合强度大打折扣 （因它是机械高压结合） ；果，但划断铜层时的复合面其结合强度大打折扣 （因它是机械高压结合） ； 4）铜包铝氧化物生成与危害：）铜包铝氧化物生成与危害：由于铜包铝采用灌装工艺法形成的条材，势必会在铜铝由于铜包铝采用灌装工艺法形成的条材，势必会在铜铝 结合面处残留氧化铝和微气泡，这两种物质的存在，前者不导电、后者阻碍电流通过，在结合面处残留氧化铝和微气泡，这两种物质的存在，前者不导电、后者阻碍电流通过，在 特定的条件下发热，易发生电路故障引发事故，故存在电路运行的安全隐患特定的条件下发热，易发生电路故障引发事故，故存在电路运行的安全隐患 5）铜包铝的锻压加工性能：）铜包铝的锻压加工性能：因铜包铝是机械压制合成的材料，其结合面在外力大于固因铜包铝是机械压制合成的材料，其结合面在外力大于固 有结合面的剥离强度时会产生分层，如冲孔时的底面、剪切时的两侧面、折弯时两侧面及有结合面的剥离强度时会产生分层，如冲孔时的底面、剪切时的两侧面、折弯时两侧面及 外弧面、均外弧面、均会产生不同程度的缺陷，故导致电能参数性能及热性能指标的下降。

会产生不同程度的缺陷，故导致电能参数性能及热性能指标的下降 6）铜包铝的规格：）铜包铝的规格：铜包铝规格是用户指定板材的端面积由厂家来选择等同此面积的圆铜包铝规格是用户指定板材的端面积由厂家来选择等同此面积的圆 管配型而定的，故有规格种类受限，配型繁琐麻烦管配型而定的，故有规格种类受限，配型繁琐麻烦 7）铜包铝铜层厚度误差：）铜包铝铜层厚度误差：铜包铝生成的初形为圆柱体，再通过机械滚压成形条材，而铜包铝生成的初形为圆柱体，再通过机械滚压成形条材，而 轧滚通常为主动轮与被动轮传动，初滚压时为一条线，在逐步压成面时、因上下面铜层受轧滚通常为主动轮与被动轮传动，初滚压时为一条线，在逐步压成面时、因上下面铜层受 力不均，必然会导至铜层厚度有明显差异力不均，必然会导至铜层厚度有明显差异 8）铜铝复合材料复合原理：）铜铝复合材料复合原理： 铜层为板带、上下隔置、封置六米、铝为液态、铜为临铜层为板带、上下隔置、封置六米、铝为液态、铜为临 界温度、在高温高压无氧的条件下连续轧制、即形成铜铝复合界界温度、在高温高压无氧的条件下连续轧制、即形成铜铝复合界面，无铜包铝材料界面缺面，无铜包铝材料界面缺 陷，故可消除在电路运行中的安全隐患。

陷，故可消除在电路运行中的安全隐患 9）铜铝复合材料复合界面特征与结合强度：）铜铝复合材料复合界面特征与结合强度：由于采用合成法的工艺不同，界面效果自由于采用合成法的工艺不同，界面效果自 然也不同铜包铝材料界面结合强度：可用棚带包扎伤口的方式比喻，而然也不同铜包铝材料界面结合强度：可用棚带包扎伤口的方式比喻，而铜铝复合材料铜铝复合材料界界 面结合强度：可用皮和肉的关系比喻面结合强度：可用皮和肉的关系比喻 10）铜铝复合材料中气泡与氧化物的遏制：）铜铝复合材料中气泡与氧化物的遏制：本工艺的合成法是在高温、高压、无氧状本工艺的合成法是在高温、高压、无氧状 态下连续合成的产物，这一独特的创新工艺，从根本上解决了两种不同属性的有色金属在态下连续合成的产物，这一独特的创新工艺，从根本上解决了两种不同属性的有色金属在 过渡层之间产生的氧化和共晶间题过渡层之间产生的氧化和共晶间题 11） 《铜铝复合材料》综合技术指标对比表） 《铜铝复合材料》综合技术指标对比表 2、各种工艺铜铝过渡类产品的性能比较、各种工艺铜铝过渡类产品的性能比较 1.钎焊工艺 ①结合率较低：接触面积小，直接影响了产品的导电性能，在长时间 通电使用过程中容易产生高温，致使铜片脱落，产生停电事故； ②结合强度度较低： 直接影响了产品的机械性能， 在进行折弯、冲孔、 钻孔等深加工时容易出现分层现象。

2.闪光焊/摩擦焊工艺 ①焊接性能差：铜、铝(特别是铝)的焊接性能较差，由于两种金属物 理化学性能不同，加之铝的熔点远低于铜，因此，在焊接时其共晶组 参数名称参数名称 铜包铝合成材料铜包铝合成材料 铜铝复合材料铜铝复合材料 备注说明备注说明 结合面剥离强度 ≤5N/mm ≥12N/mm 结合面抗拉强度 90～130Mpa 90～159Mpa 结合面延伸率 0～10％ 0～35％ 结合面直流电阻 ≤ 0.02606Ω *mm/m ≤ 0.0245Ω *mm/m 结合面表面导电率 ≤ 90％ ≥98％ 结合面载流量 80～85％ 85～95％ 结合面额定电流温升 ≤75℃ ≤69.9℃ 结合面最小曲率半经 R＝4*板厚 R＝2＋板厚 结合面在外拉内压力 的作用下内外质量 外表面有裂纹 内表面有皱褶 无 无 结合面剪断表面质量 两侧面有脱层间隙 无 结合面冲孔底面质量 底面有被冲脱层线 无 结合面折弯侧面质量 两立面有裂纹或起邹 无 结合面铜层厚误差值 上下面铜层差 1/2 1/20 织达不到相互完全地融合，有些裂纹或裂缝甚至肉眼即可辨别，因而 其焊接面的焊接强度实际上大打折扣， 在剪切或弯曲试验时会出现裂 纹甚至断裂现象； ②安装使用受力状况：产品在安装和工作时既要承受导线拉力也要承 受剪力。

闪光焊和摩擦焊的焊接面积小，工作力矩作用于焊接面容易 造成应力集中， 从而造成产品的疲劳破坏 由于铝的机械强度低于铜， 因此一般表现为铝先产生物理断裂； ③长期通电（发热）影响：由于铜和铝的膨胀系数不一样，在高温作 用下，内部受力不均，导致产品断裂摩擦焊工艺的产品在使用过程 中当温度达到 240 ﾟ C 以上时极易出现断裂现象 3.爆炸焊工艺 利用爆炸焊工艺生产铜铝复合板时效率相当低，不能工业化生 产， 虽然在加工设备线夹时工艺比钎焊、 闪光焊、 摩擦焊的工时都少， 但是综合成本却非常高 4.铜铝连续铸造半熔态轧制复合工艺（洛阳铜一金属材料发展有限公 司专利技术） 利用该工艺生产的铜铝过渡类产品具有如下优点： ①综合成本最低，售价基本与钎焊工艺持平，但加工工序最少，产品 综合成品率最高，可以节约大量的工序、设备、人力、能耗等； ②结合强度接近爆炸复合，远高于闪光焊、摩擦焊等传统工艺，且铜 板与铝板之间没有氧化层和共晶层，300 度以下使用不分层，产品质 量稳定可靠； ③机械性能好，相对于钎焊、闪光焊、摩擦焊等加工工艺产品，更适 于进行折弯、冲孔（钻孔） 、剪切等深加工，且外观更加精美； ④导电率高，铜材采用国标 T2 材料，铝材达到国标 1060 以上，且铜 铝之间没有其它介质，实现了真正的无氧冶金结合，加之较高的结合 率，所以导电性能非常好； ⑤高结合强度和导电率、良好的机械性能、工业化规模生产等众多优 点使该产品在使用中的安全可靠性大大提高； ⑥产品经多次送检及实地检测，各项性能指标均稳定可靠，优于目前 已知的其它工艺生产的铜铝设备线夹； ⑦相比于闪光焊、摩擦焊的金具产品，用该材料生产的金具产品在具 有优良性能的同时为国家节约 80%以上的铜材； ⑧节能、环保、无污染，新工艺、新材料，符合国家“十二五”产业 化政策。