氣壓連結法

隨著加工技術的發展，氣壓連結法可以將具有優良電氣性能的銅包覆在低密度的鋁上形成銅包鋁複合線材，在降低成本的同時不降低性能。

基本介紹

• 中文名：氣壓連結法
• 套用領域：工業工程
• 結果：形成銅包鋁複合線材

背景

銅擁有優良的電氣性能；鋁的密度低、電導率高，所以銅鋁在電線電纜中有著廣泛的套用。然而我國的銅資源匱乏而且價格一直呈上升趨勢，鋁憑藉成本優勢理所應當的成為其替代品，在電線電纜行業以鋁代銅已經成為一種趨勢。隨著加工技術的發展，可以將具有優良電氣性能的銅包覆在低密度的鋁上形成銅包鋁複合線材，在降低成本的同時不降低性能。目前成熟的生產工藝主要有包覆焊接法、靜液擠壓法以及軋制複合法。本課題在自主開發的充芯連鑄法基礎上，在連鑄過程中添加對銅液的氮氣加壓裝置來生產更小直徑的銅包鋁棒坯，縮短加工工藝，通過直接進行拉拔以生產不同直徑的銅包鋁線材。

氣壓連結法的試驗方法

試驗採用氣壓連鑄工藝生產銅包鋁棒坯。目的是連鑄出外層銅管為12mm，芯部鋁為8mm的複合棒坯。將純鋁和純銅分別在鋁液坩堝和銅液坩堝中熔化，待達到設定溫度，對銅液坩堝進行氮氣加壓。等到銅液坩堝壓力和溫度穩定後啟動機器進行連鑄，此時銅液在水冷結晶器和二冷水的作用下凝固成殼。然後釋放鋁液並保持氮氣加壓，鋁液通過澆注管流入成形銅管，通過與銅管的冷卻而凝固，最終生產出銅包鋁連鑄複合棒坯。

影響因素

為了獲得表面良好的連鑄棒坯，設計模具時考慮了銅的固態收縮。由於連鑄速度變化會引起結晶器中銅的固/液界面的上升或下降，成形銅管在結晶器中收縮引起的摩擦力會很大程度上影響銅管的表面質量。所以從參數最佳化和操作性兩方面考慮選擇連鑄速度為50～80mm/min。