一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110340317A(43)申请公布日2019.10.18(21)申请号201910734988.7(22)申请日2019.08.09(71)申请人河南科技大学地址471000河南省洛阳市涧西区西苑路48号(72)发明人陈瑶董雪丹刘哲王爱琴柳培谢敬佩(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120代理人罗民健(51)Int.Cl.B22D11/06(2006.01)B22D19/16(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法(57)摘要一种制备超细晶铜铝复合薄板的带异步铸轧方法，采用异步铸轧的方法将铝合金液和铜板带冶金结合制成晶粒细小、厚度为1~3mm的复合薄板带，铜带厚度占比为15~25%，铝基体晶粒尺寸0.5~3.0μm；铜铝之间界面层厚度0.4~0.6μm；步骤如下：将电解低钛铝合金锭熔化成680~700℃的铝合金液，注入布流铸嘴；将铜板带进行去脂、脱油、打磨，经上辊轮进入铸轧机，设置上轧辊的异步转速，并将上、下辊轮预热至160~200℃；将半熔态的铝合金液在布流铸嘴边界处与铜板带开始接触，利用上、下轧辊的粗糙度不同、双辊异步铸轧的速度差，制得晶粒细小、冶金结合良好的铜铝复合薄板带；本发明利用异步铸轧法制备的铜铝复合薄板带铝基体晶粒细小，界面层厚度均匀，结合强度高。CN110340317ACN110340317A权利要求书1/1页1.一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法，其特征在于，原料为半熔态的铝合金液和铜板带，采用异步铸轧的方法将铝合金液和铜板带冶金结合制成晶粒细小的复合薄板带，所述复合薄板带的厚度为1~3mm，其中，铜带厚度占比为15~25%，铝基体晶粒尺寸0.5~3.0μm；铜铝之间界面层厚度0.4~0.6μm；具体步骤如下：（1）将电解低钛铝合金锭熔化成铝合金液，然后将温度为680~700℃铝合金液经滤网浇注入布流铸嘴；（2）将铜板带进行去脂、脱油，之后再通过打磨辊进行打磨，并经上辊轮进入铸轧机，铸轧复合前，设置上轧辊的异步转速，并将上、下辊轮预热至160~200℃；（3）半熔态的铝合金液在布流铸嘴边界处与铜板带开始接触，通过控制调节水流量使上、下轧辊本体温度保持在160~200℃，随着上下轧辊的转动经过铸轧区，利用上、下轧辊的粗糙度不同、双辊异步铸轧的速度差，使铜板带与铝合金熔体之间产生摩擦剪切力，可在铜铝复合过程的铸轧区的前端营造铝合金熔体的扰动、在铸轧后端产生搓轧和变形协同效应，进一步去除铜板带表面的氧化膜，并将铝表面刚刚凝固的、含有氧化膜的晶粒破碎压进入铝基层中，制得晶粒细小、冶金结合良好的铜铝复合薄板带。2.根据权利要求1所述的一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法，其特征在于，所述铜板带为T2铜板带。3.根据权利要求1所述的一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法，其特征在于，上、下轧辊均为水冷辊轮，异步铸轧复合时上、下轧辊的异速比为1:1.05~1:1.35。4.根据权利要求1所述的一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法，其特征在于，铸轧区的长度为100~130mm，走带速度为3.0~5.0m/min。5.根据权利要求1所述的一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法，其特征在于，与铜板带接触的上轧辊的表面粗糙度为Ra0.8~1.6μm，下轧辊的粗糙度为Ra0.4~0.6μm。2CN110340317A说明书1/5页一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法技术领域[0001]本发明涉及金属材料加工领域，更具体地说，涉及一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法。背景技术[0002]由于铜的高强度、高导电率、导热性好和铝的质轻、易加工、耐腐蚀、散热快等特性，使得铜铝层状复合材料在导热散热、电力电气、通讯屏蔽行业广泛应用，达到了“以铝节铜”的目的，缓解了铜资源匮乏的现状，完全符合资源利用最大化、性能最优化的发展理念。铜铝层状复合材料的主要制备工艺包括爆炸复合法、模铸法、冷轧+扩散复合法、充芯连铸复合法、铸轧法等，爆炸复合法和模铸法适宜制备厚的复合板，且复合板尺寸也受限制，不能制备带材；冷轧+扩散复合法所生产的复合板带较厚，且铝层晶粒粗大，综合性能低；充芯连铸复合法适合于制备铜包铝复合棒材，不能直接制备铜铝层状复合材料；目前，采用铸轧法生产铜铝复合板带也存在一些缺点：铜、铝表面氧化物难以完全去除，分布在铜铝界面，阻碍了界面原子的扩散的弊端，通过增大覆层铝的厚度来保证复合板的结合强度，所制备的复合板厚度较厚，所制备的铜铝复合板厚度为5~20mm，且晶粒粗大；因此，本发明提出一种制备超细晶铜铝复合薄板带的异步铸轧方法，利用液态金属的