一种铜包钢复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铜包钢复合材料的制备方法，包括以下步骤：将铜管的内表面和钢棒的外表面进行除锈、去毛边、除油和清洗处理；将铜管套设在钢棒的外部，得到双金属坯料；将双金属坯料进行拉拔处理，使铜管产生塑性变形，并使铜管与钢棒相互贴合；将双金属坯料进行抽真空处理，使铜管与所述钢棒间隙的空气排出；将双金属坯料的两端利用焊接工艺密封，形成密闭空间，得到铜包钢坯料；将铜包钢坯料进行加热、热轧成型加工处理，得到铜包钢复合材料。本发明专利技术提供的方法，采用真空套装、热轧成型等工序，使铜管和钢棒在真空环境下相互结合制备铜包钢复合材料，具有结合强度高、成材率高、产能高、铜层厚度可调整、生产效率高、抗腐蚀能力强等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属复合材料
，特别涉及一种铜包钢复合材料的制备方法。
技术介绍
铜包钢复合材料是在钢的表面包覆铜层的双金属材料。包覆材料铜具有优良的导电性、导热性和耐腐蚀性，且内层材料钢具有高强度的优点，使得由铜层包覆在钢的外表面制成的铜包钢复合材料具有导电率高、电阻小、耐腐蚀性好和强度高等特点，因此，铜包钢复合材料被广泛应用于架空通信线路，大跨越或腐蚀严重地区的电力线路，电气化铁路、轨道交通线路接触网架空线路，电力电缆屏蔽线路等领域。目前，市面上的铜包钢复合材料的生产方法多采用电镀方法、包覆方法、热浸镀法或水平连铸等方法；电镀方法是将铜均匀地镀到钢的表面，虽然采用电镀方法可使生产成本降低，但所镀的铜层较薄，铜与钢的结合能力较差，还会产生废弃物污染环境；采用包覆方法成本高、铜与钢的结合困难；采用热浸镀法和水平连铸法虽然产品质量好，但产能较低，生产效率低，成本高。因此，采用现有的铜包钢复合材料的制备方法，生产出的铜包钢复合材料存在结合强度差、成本高、生产效率低、成材率低等缺点。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种铜包钢复合材料的制备方法，以解决采用现有的制备方法，生产出的铜包钢复合材料存在结合强度差、成本高、生产效率低、成材率低等缺点的问题。根据本专利技术的实施例，提供了一种铜包钢复合材料的制备方法，包括以下步骤：选用铜管和钢棒为原料，将所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行除锈、去毛边、除油和清洗处理；将所述铜管套设在所述钢棒的外部，得到双金属坯料；将所述双金属坯料进行拉拔处理，使得所述铜管产生塑性变形，使得变形后的所述铜管与所述钢棒相互贴合；将经过所述拉拔处理后的所述双金属坯料进行抽真空处理，使得所述铜管与所述钢棒间隙的空气排出；将所述双金属坯料的两端利用焊接工艺密封，形成密闭空间，得到铜包钢坯料；将所述铜包钢坯料进行加热、热轧成型加工处理，得到铜包钢复合材料。优选地，所述将经过所述拉拔处理后的所述双金属坯料进行抽真空处理，使得所述铜管与所述钢棒间隙的空气排出的过程，所述抽真空处理的抽真空设备为真空泵，所述抽真空处理的时间为5min～30min。优选地，所述将所述铜包钢坯料进行加热、热轧成型加工处理，得到铜包钢复合材料的过程中，所述加热的设备为加热炉，所述加热的温度为600℃～950℃，所述加热的时间为9小时～11小时。优选地，所述铜管的材料为铜金属材料或铜合金材料；所述钢棒的材料为低碳钢材料或低合金钢材料。优选地，所述将所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行除锈、去毛边、除油和清洗处理的过程，包括：先对所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行机械加工，去除所述铜管和所述钢棒表面的毛边、废屑和氧化层；再对所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行化学清洗，去除所述铜管和所述钢棒表面的锈斑、油污和有机物污垢；其中，所述机械加工的设备为车床或磨床，所述化学清洗的方法为酸清洗。优选地，所述将所述铜管套设在所述钢棒的外部，得到双金属坯料的过程，包括：采用压力机压入法将所述铜管套设在所述钢棒的外部；其中，所述压力机的工作压力为50吨～200吨。优选地，所述将所述双金属坯料进行拉拔处理，使得所述铜管产生塑性变形，使得变形后的所述铜管与所述钢棒相互贴合的过程，包括：使用拉拔设备对所述双金属坯料的铜管进行拉拔处理，使所述铜管产生塑性变形与所述钢棒相互贴合；其中，所述拉拔设备的拉力为20吨～200吨。优选地，所述将经过所述拉拔处理后的所述双金属坯料进行抽真空处理，使得所述铜管与所述钢棒间隙的空气排出的过程，包括：使用真空泵，将经过所述拉拔处理后的所述双金属坯料进行抽真空处理，将所述双金属坯料的所述铜管与所述钢棒间隙的空气排出；其中，所述抽真空处理的时间为5min～30min。优选地，所述将所述双金属坯料的两端利用焊接工艺密封，形成密闭空间，得到铜包钢坯料的过程，包括：将所述双金属坯料放置于真空环境下，采用电子束焊的焊接工艺，将所述双金属坯料的两端端面以及所述铜管的内壁与所述钢棒的外壁相接触的位置分别进行焊接密封，形成密闭空间，得到铜包钢坯料。优选地，所述将所述铜包钢坯料进行加热、热轧成型加工处理，得到铜包钢复合材料的过程，包括：先将所述铜包钢坯料放入加热炉中进行加热处理，所述加热的温度为600℃～950℃，所述加热的时间为9小时～11小时；再选择不同孔型的轧辊，利用热轧成型工艺将经过加热处理的所述铜包钢坯料进行轧制成型处理，得到具有不同直径尺寸和不同横截面形状的铜包钢复合材料。由以上技术方案可知，本专利技术实施例提供了一种铜包钢复合材料的制备方法，包括以下步骤：选用铜管和钢棒为原料，将所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行除锈、去毛边、除油和清洗处理；将所述铜管套设在所述钢棒的外部，得到双金属坯料；将所述双金属坯料进行拉拔处理，使得所述铜管产生塑性变形，使得变形后的所述铜管与所述钢棒相互贴合；将经过所述拉拔处理后的所述双金属坯料进行抽真空处理，使得所述铜管与所述钢棒间隙的空气排出；将所述双金属坯料的两端利用焊接工艺密封，形成密闭空间，得到铜包钢坯料；将所述铜包钢坯料进行加热、热轧成型加工处理，得到铜包钢复合材料。本专利技术提供的方法，采用真空套装、热轧成型等工序，使铜管和钢棒在真空环境下相互结合制备铜包钢复合材料；将钢棒装入铜管中后进行抽真空处理，使得铜管与钢棒的间隙始终保持真空环境，这可保证铜管与钢棒的结合面在加热、复合的过程中不会被氧化和污染，不会产生氧化层；在真空环境下加热可使铜管与钢棒的结合面始终保持光滑干净的状态，使得铜管与钢棒的结合效果好、结合深度大；在热轧成型工艺的过程中连续加压，可使铜管和钢棒实现冶金结合的效果，结合强度高，且可根据需要轧制成不同形状和尺寸的产品，热轧成型工艺可使铜包钢坯料易发生形变，使得轧制过程更加容易；铜包钢复合材料中铜层的厚度可根据需要调整，防止因铜层过薄而导致铜层易被破坏，降低抗腐蚀能力。因此，采用本专利技术提供的方法，制得的铜包钢复合材料具有结合强度高、成材率高、产能高、铜层厚度可调整、生产效率高、抗腐蚀能力强等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的铜包钢复合材料的制备方法的流程图；图2为本专利技术一种实施例提供的铜包钢坯料的剖视图；图3为本专利技术又一种实施例提供的铜包钢坯料的剖视图；图4为本专利技术一种实施例提供的铜包钢复合材料的结构示意图；图5为本专利技术另一种实施例提供的铜包钢复合材料的结构示意图；图6为本专利技术另一种实施例提供的铜包钢复合材料的剖视图。图示说明：其中，1-铜层，2-钢层，3-铜管，4-钢棒。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例提供了一种铜包钢复合材料的制备方法，具体包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜包钢复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选用铜管和钢棒为原料，将所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行除锈、去毛边、除油和清洗处理；将所述铜管套设在所述钢棒的外部，得到双金属坯料；将所述双金属坯料进行拉拔处理，使得所述铜管产生塑性变形，使得变形后的所述铜管与所述钢棒相互贴合；将经过所述拉拔处理后的所述双金属坯料进行抽真空处理，使得所述铜管与所述钢棒间隙的空气排出；将所述双金属坯料的两端利用焊接工艺密封，形成密闭空间，得到铜包钢坯料；将所述铜包钢坯料进行加热、热轧成型加工处理，得到铜包钢复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种铜包钢复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选用铜管和钢棒为原料，将所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行除锈、去毛边、除油和清洗处理；将所述铜管套设在所述钢棒的外部，得到双金属坯料；将所述双金属坯料进行拉拔处理，使得所述铜管产生塑性变形，使得变形后的所述铜管与所述钢棒相互贴合；将经过所述拉拔处理后的所述双金属坯料进行抽真空处理，使得所述铜管与所述钢棒间隙的空气排出；将所述双金属坯料的两端利用焊接工艺密封，形成密闭空间，得到铜包钢坯料；将所述铜包钢坯料进行加热、热轧成型加工处理，得到铜包钢复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将经过所述拉拔处理后的所述双金属坯料进行抽真空处理，使得所述铜管与所述钢棒间隙的空气排出的过程，所述抽真空处理的抽真空设备为真空泵，所述抽真空处理的时间为5min～30min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述铜包钢坯料进行加热、热轧成型加工处理，得到铜包钢复合材料的过程中，所述加热的设备为加热炉，所述加热的温度为600℃～950℃，所述加热的时间为9小时～11小时。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜管的材料为铜金属材料或铜合金材料；所述钢棒的材料为低碳钢材料或低合金钢材料。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行除锈、去毛边、除油和清洗处理的过程，包括：先对所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行机械加工，去除所述铜管和所述钢棒表面的毛边、废屑和氧化层；再对所述铜管的内表面和所述钢棒的外表面进行化学清洗，去除所述铜管和所述钢棒表面的锈斑、油污和有机物污垢；其中，所述机械加工的设备为车床或磨床，所述化学清洗的方法为酸清洗。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：向勇，李聚良，李存良，曾麟芳，胡勇，
申请(专利权)人：湖南三泰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43