求高手赐教铜包铝或铜包钢工艺原理?其材料的用途在哪些方面????

一 前言

双金属复合线是在金属芯线外表面同心地包复另一种金属层（如铜层），使两种金属在界面形成原子间结合而成为一个整体金属线材，在保证使用性能的前提下，同时具有两种金属的优点。

国外工业发达国家自六、七十年代已开始广泛使用铜包铝、铜包钢等双金属复合线材。美国、日本等国已形成规模巨大的产业，我国自六十年代末，为了节约铜的资源及降低电线电缆的生产成本，曾尝试以纯铝线代替纯铜线，由于铝的物理特性并非特别优异，所以由单一的纯铝代替纯铜导线存在诸多弊端。例如电能损耗大、信号在传输过程中衰减幅度大等等。而随后不久又恢复到“纯铜时代”。自七十年代我国开始研制生产双金属复合线材的设备及工艺，中科院沈阳金属研究所、上海电缆研究所、天津电缆厂、北京有色金属研究总院等单位曾分别采用不同方法进行试制，但其设备及工艺有一定的局限性，一直没能批量生产。

直到九十年代末，我国以“包复焊接装置”专利技术为代表的加工工艺方法，才使得我国双金属复合线材能够批量投向市场。通过研发阶段，转化为现实生产力，进入规模化生产阶段，成功地实现了“替代铜线”、“替代进口”两项跨越，尤其在通信电缆内导体领域的使用，满足了用户的需要，为我国节约了大量稀缺的铜资源。

二 双金属复合线材种类

1.铝包钢

铝包钢是以钢线为芯线材料,外层均匀的包复铝层的一种复合材料。该产品在我国发展较早，主要通过连续挤压方法生产。产品优点在于抗拉强度高于电工铝线，导电率设计范围为14－40％。制作成绞线与钢芯铝绞线相比热稳定性优良，耐蚀性好，在架空高压输电线网时，可实现大跨度铺设，尤其在高海拔、多冰雪、多海岛地区应用十分广泛。

2.铜包钢

铜包钢是以钢线为芯线材料，其外层同心的背复一层铜层的复合材料，具有铜的优良导电性和钢材的高强度优点。在通信电缆行业中替代纯铜导线得以广泛应用；在电子元器件引线和军用被覆线等领域也由于其优越性能得到广泛应用。

3.铜包铝

铜包铝线是CATV同轴电缆纯铜线内导体的“更新换代”产品，在高频传输领域，其性能优于纯铜导线。而同样重量下，铜包铝的长度是纯铜线的2.7倍。由于重量轻，运输安装方便，还可降低敷设成本。铜包铝线替代纯铜线使用在高频电缆、移动通信电缆内导体、电力线、电焊机线、汽车电池线和漆包线等领域。

4.铜包铝镁合金

由于铜包铝线在制作细线时，部分使用领域受到强度低，后续加工使用困难的因素影响，这时，通过合金铝杆代替纯铝杆，并调整合金元素含量满足用户使用要求，这一领域一般对双金属线材的电阻要求不是很严格。经常使用于线缆屏蔽网编制线、电脑周边线等领域。

镀银铜包钢、镀锡铜包铝等

该产品用于替代纯铜镀银线和纯铜镀锡线。虽电解铜价格持续上涨，以纯铜为原料的各类镀线开始寻找替代产品，因各使用领域对产品性能的要求不同而出现一些新的双金属复合导线。

三 双金属复合线材的加工方法

双金属复合线材的加工方法目前主要有双带轧压法、静液挤压法、电镀法、热浸涂法、包复焊接法、连铸法、套管法等。

3.1 双带轧压法

该法主要用于铜包铝、铜包钢线的制造，是用二条铜带和一根芯线，成型包复后，以孔型将它们轧制成一体。因为有相当的变形量，故结合良好。该方法技术成熟，但设备投资较大。

3.2 静液挤压法

该方法的基本原理是利用摩擦力作为动力进行挤压。在连续挤压工艺方法的基础上，使挤出的复层金属可直接或间接地包复在芯线上，并与芯线同时从模口中挤出，形成复合产品。该方法具有工艺简单、生产效率高、产品质量好等优点，但设备投资较大。

3.3 热浸涂法

热浸涂法是一种液－固相复合工艺，将低熔点的凃层金属融化成液相，熔点较高的芯线以固相形式存在。调整芯线的速度运行，以获得合适的包复层厚度。此法简便易行，较容易实现。包复层的厚度可以控制，生产灵活性大，目前在我国镀锡铜线应用比较广泛。

3.4 电镀法

   该方法是应用电解电镀原理，芯线作阴极，包复层金属作阳极，目前主要用于铜包钢细线的生产。另外，镀镍铜线、镀银铜线等特种复合线材也主要采用该种工艺。该方法包复层同心度一般，镀层厚度受到一定限制，有时镀层成分不纯，但生产成本低。

四 包复法工艺研究与制备开发

1         设备及工艺简介

为了使铜层和芯线在拉拔过程中能形成冶金结合，首先应对原材料（铜带和铝镁芯线）进行彻底的前处理，除去表面的油脂和氧化层。然后将铜带1和芯线2同时送入复合箱3中，铜带在多对垂直成型轮和水平滚动成型轮的孔型作用下，沿纵向逐步形成圆管状并将铝镁芯线包复其中，然后进入焊接区用氩弧焊矩将圆管的纵缝连续不断地焊接起来，形成线坯，缠绕在卷盘上。随后，将线坯送入拉丝机中，进行多道次拉丝模拉拔。线坯在拉拔过程中，获得所需线径的导线，通过拉伸使铜、铝界面产生压力，实现冶金结合。最后，通过热处理赋予铜包铝线所需的力学和电学性能。

2、设备研发关键点：

   (0首先要保证在焊前对母材的氧化皮和各类油渍的清洗和处理；

   保证金属带材具有稳定可靠的成型控制技术和稳定的焊接质量；

   设备具有连续生产的控制中心和应急情况下的中心处理功能；

   具备生产过程中在线检测功能，自动辩别线材质量；

   通过后续拉伸或轧制工艺实现双金属固相结合；

五双金属复合线材发展趋势

近年来,由于电解铜期货价格的持续上涨,国内以铜为主要原料的行业受到了极大的冲击,急需一种既能保证产品使用性能,又能降低生产成本的原材料代替纯铜。所以这就为双金属复合线材的开发带来了广阔的空间。双金属复合线材具有节省铜资源，改善生态环境，降低生产成本，提高产品使用性能，与纯铜相比具有很高的附加值等优点。可以预料，随着我国电线电缆行业、军工设备、铁路运输事业的发展，以及人们对双金属复合线材认识的逐步提高，双金属复合导线必将成为供不应求的热门产品，具有巨大的市场前景。

受益匪浅，非常感谢！

谢谢了，向楼主学习