铜包铝线铸造—挤压成形新工艺研究

【摘要】： 铜包铝复合线材(简称铜包铝线)是以铝为芯体,在其上包覆一层紫铜,使铜与铝界面实现结合,成为金属基芯的复合材料。广泛应用于通信、建筑、轻质电磁线和其他电线电缆导体等领域。具有质量轻、便于运输安装,节约稀有资源、降低成本的优点,同时提高了电缆使用的稳定性和可靠性。 本文在借鉴铜包铝复合线材挤压加工技术和理论的基础上,参考了大量国内外文献,采用DEFORM有限元分析软件,重点对包覆焊接—挤压法及低压压铸—冷挤压法制备的铜包铝线坯料的挤压工艺进行了有限元数值模拟对比,得出采用铸造—挤压法制备的铜包铝线的性能更优。 本文首先介绍了在进行铜包铝线挤压前需做的一些准备工作并就其相关的理论进行了研究,其中包括:铜包铝线挤压工艺方案的设计;挤压模具的设计及其特点分析;挤压参数的确定;对挤压制品的缺陷也进行了简要的分析。 本文重点是应用有限元分析软件DEFORM模拟了铜包铝线挤压加工工艺,总结其优越之处。在模拟结果分析部分主要分析:铜管厚度、挤压速度、摩擦条件对挤压制品质量的影响,挤压后铜皮的减薄率以及挤压过程中可能产生的缺陷等几个方面。 最后,针对铜包铝线的实际生产进行了生产试验研究,包括挤压过程分析、挤压力测定以及挤压前后的晶相组织分析等,并将试验结果与模拟结果进行对比分析,验证了铸造—挤压工艺制备铜包铝线的可行性和优越性。