一種適用于邦迪管制造的環保型銅鋼復合板材的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明創造涉及銅鋼復合板材生產技術領域，特別涉及一種適用于邦迪管制造的環保型銅鋼復合板材。
【背景技術】
[0002]邦迪管，又稱雙層卷焊管。主要指鍍銅鋼板通過720°卷管后經釬焊形成的外徑在4.6-10.6mm的鋼管，廣泛應用于汽車中的燃油管路、制動管路等和家電行業中的冷凝管等。邦迪管因其具有耐高壓、耐腐蝕、抗振疲勞強度高等特點，還具有內表面光潔度高以及成本低等特點，是代替汽車、家電中銅管的理想管材。
[0003]目前，市場上大多數邦迪管是使用鍍銅鋼板卷制而成，鍍銅鋼板制造過程繁復，尤其在鋼板鍍銅過程中使用大量使用氰化物和各種酸類，對污水處理技術要求極高，不可避免的對環境造成污染及破壞。
[0004]銅鋼復合板是層狀金屬復合材料的一種，它是將銅板與鋼板經乳制技術復合而成，具有厚度均勻、表面質量高、工藝過程簡單、生產效率高且穩定等優點，另外，冷乳工藝生產過程只需用到少量潤滑油，極大地減少了對環境的污染，使之成為新型綠色環保制造過程的產物。因此，采用銅鋼復合板代替鍍銅鋼板制造邦迪管具有廣泛的應用前景。
[0005]但是，由于邦迪管需要使銅鋼復合板材經卷曲制成，且其銅層相對于鋼層具有更薄的厚度，因此對用于邦迪管的銅鋼復合板材在強度、結合力、應力變形等性能方面提出了更高的要求。現有的乳制技術僅能夠滿足較厚尺寸的銅板與鋼板的復合，且復合板僅在平面條件下進行應用，結合力和抗應力變形能力較差，難以滿足在邦迪管制備方面的應用。

【發明內容】

[0006]本發明創造為解決現有技術中的問題，提供了一種適用于邦迪管制造的環保型銅鋼復合板材，具有優良的強度、結合力和抗應力變形能力，能夠滿足其在邦迪管制造方面的應用。
[0007]本發明創造首先提供了一種適用于邦迪管制造的環保型銅鋼復合板材，所述銅鋼復合板材的各復合層依次為銅層、鋼層、銅層，各層厚度比為1:(50-150):1，各復合層之間結合界面為機械結合與擴散結合。
[0008]進一步，所述銅鋼復合板材中，結合界面的結合率不低于95%，以保證制成邦迪管后層間焊合質量較高，邦迪管具有良好的密封性及防泄漏能力。
[0009]本發明創造還提供了所述銅鋼復合板材的制造方法，包括下述步驟:
[0010]S1:表面打磨，分別對銅帶和鋼帶的待復合面進行打磨；優選的，打磨后使被打磨表面的粗糙度不小于Ra = 1.2-1.8 μ m，使待復合界面更易于結合的同時還可以保證結合界面的平整度，銅層更為均勻，有效防止制成邦迪管后孔洞的產生；更優選的，可以使用專利公開號為CN203973326U的打磨裝置進行打磨。通過表面打磨可以去除表面氧化物及潤滑油，使待復合面露出新鮮金屬表面，增強界面結合效果；
[0011]S2:表面預涂油，在打磨好的表面上涂覆冷乳乳化液，一方面可以避免復合乳制過程中銅帶與鋼帶的錯動，防止冷乳過程中帶材表面挫傷，另一方面也能夠控制變形區接觸弧表面上的摩擦力，降低乳制總壓力和能量消耗；優選的，可以使用專利公開號為CN203304313U的表面預涂油裝置進行表面預涂油；
[0012]S3:復合乳制，將打磨并經預涂油后的銅帶和鋼帶按照復合層順序排列后在密閉環境中進行乳制，形成銅鋼復合帶；優選的，所述復合乳制過程總壓下率不低于70% ;進一步，所述復合乳制同時將產生的油煙及時排出，能夠保持密閉空間的高度清潔，穩定界面結合強度；
[0013]S4:倒卷，將復合乳制后成卷的銅鋼復合帶倒卷，以便釋放表面的殘余應力，同時保證退火時銅鋼復合帶卷層與層之間不粘接；
[0014]S5:退火，將倒卷后的銅鋼復合帶進行退火處理，使銅帶和鋼帶之間的結合界面得到一定程度的擴撒；優選的，所述退火溫度450-500°C，保溫時間不低于3小時；進一步，所述退火處理后還包括繼續在650-700°C的溫度下至少保溫10小時的保溫步驟；再進一步，所述保溫步驟后還包括降溫至550-600°C后，空冷至250°C后水冷至常溫的冷卻步驟；采用上述優選的退火處理條件及保溫和冷卻步驟，能夠使制成的銅鋼復合板材具有良好的塑性，保證邦迪管制作過程中，連續卷管時不因為過硬而開裂，同時保證卷管后邦迪管達到所需的強度。
[0015]S6:精乳:將退火并降溫后的銅鋼復合帶乳制到目標板厚；優選的，所述精乳過程總壓下率不低于80%。
[0016]其中，所述步驟S2的冷乳乳化液優選為皂化值在0.lmgKOH/g以下的冷乳用乳制油，更優選為皂化值在0.05mgK0H/g以下的冷乳用乳制油；所述冷乳乳化液還優選為閃點在80°C (PM)以上、含硫量在0.05wt%以下的冷乳用乳制油；進一步，所述冷乳乳化液優選為Esso Somentor冷乳用乳制油。
[0017]其中，所述步驟S3的復合乳制過程可在8輥乳機中進行，所述步驟S6的精乳過程可在6輥可逆精乳機中進行。
[0018]本發明創造提供的銅鋼復合板材及制造方法，相比于鍍銅鋼板，銅鋼復合板的覆層厚度均勻，覆層材料及基層材料成分及各層厚度可自由調整；生產速度快、效率高，大幅降低了生產成本；其較少的污水處理也極大地保護了環境，響應了國家對環境保護的政策。本發明創造提供的銅鋼復合板材及制造方法，覆層為純銅，保證了制管后釬焊層的高強度和密封性；抗拉強度250MPa彡σ b彡300MPa，屈服強度180MPa彡σ s彡230MPa，保證了制管后的塑性及擴口能力；板型精度在±0.01mm以內，復合板的利用率達到95%以上；具有95%以上的界面結合率，保證了邦迪管在制管后的后續加工中結合面不開裂；本發明創造提供的銅鋼復合板材能夠完美替代鍍銅邦迪管，滿足雙層銅焊鋼管標準YB/T4164-2007的各項要求。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例提供的銅鋼復合板材的結構示意圖；
[0020]圖2為本發明實施例提供的銅鋼復合板材結合界面SEM-能譜照片；
[0021]圖3-4為使用本發明實施例提供的銅鋼復合板材制成的邦迪管截面照片。
[0022]其中，1-銅層；2-鋼層；3-銅層。
【具體實施方式】
[0023]下面通過結合附圖對本發明創造進行進一步說明。
[0024]實施例為用于一種汽車制動管路用邦迪管的銅鋼銅復合板的制備。
[0025]覆層材料使用一種板厚為0.7mm的純銅帶，基層材料使用一種板厚為6mm的熱乳鋼板。將熱處理到適合硬度并且完全釋放內應力后的銅帶與鋼帶送入打磨裝置(專利公開號:CN203304313U)中，對待復合面進行打磨，完全去除表面氧化物及潤滑油，使待復合面露出新鮮的金屬表面，表面粗糙度為Ra = 1.5 μ m，此時待復合面達到最適合復合的狀態。
[0026]將打磨好的銅帶與鋼帶送入表面預涂油裝置(專利公開號:CN203304313U)中，在打磨好的待復合面上涂覆Esso Somentor冷乳用乳制油，預防復合乳制過程中的錯動，并控制變形區接觸弧表面上的摩擦力。
[0027]將涂覆潤滑油后的銅帶及鋼帶送入最大寬幅為750mm，精度為±0.005mm的8輥乳機中，經復合乳制后獲得2.2_厚的銅鋼復合帶，總壓下率為71%，卷曲后形成銅鋼復合帶卷。加工全過程在密閉環境中進行，并且有吸塵裝置，使乳制過程中密閉空間保持高度清潔；復合乳制過程中有吸煙裝置，避免因大壓下量時產生的油煙影響結合界面的強度。
[0028]將復合乳制獲得的銅鋼復合帶倒卷釋放殘余應力后，450°C下保溫3h退火處理，然后升溫至650°C保溫10h，然后降溫至600°C，再空冷至250°C后水冷至常溫。
[0029]將冷卻后的銅鋼復合帶送入6輥可逆精乳機中，經精乳后獲得0.35mm的復合板帶，此精乳過程總壓下率為84.1 %。將精乳后的板帶收集成帶卷送入拉伸矯直機，拉矯后用收卷機收卷，在復合板帶層與層之間附上襯子，防止表面挫傷。
[0030]經上述工序制得的銅鋼復合板材結構如圖1所示，屈服強度為220MPa，抗拉強度為294MPa，板形精度為±0.01mm，具有較高的結合強度且結合率達到97%。此銅鋼復合板材在SEM下的界面狀況如圖2所示，中間的線為Fe元素含量分布、下方的線為Cu元素含量分布、上方的線為C元素含量分布，由圖可看出復合界面為機械結合與擴散結合，結合狀況良好，由此可得知復合板具有較高的界面結合強度。
[0031]采用上述過程生產的銅鋼銅復合板材生產出直徑為4.7mm的邦迪管，其截面圖如圖3-4所示，此銅鋼復合邦迪管，因覆銅層為純銅，且覆銅層均勻，所以釬焊層焊合效果極佳，釬焊層也比較均勻，已滿足汽車制動管的防泄漏效果(參照雙層銅焊鋼管標準YB/T4164-2007)，達到代替鍍銅邦迪管的效果。
[0032]以上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種適用于邦迪管制造的環保型銅鋼復合板材，所述銅鋼復合板材的各復合層依次為銅層、鋼層、銅層，各層厚度比為1:(50-150):1，各復合層之間結合界面為機械結合與擴散結合。2.根據權利要求1所述的一種適用于邦迪管制造的環保型銅鋼復合板材，其特征在于，所述銅鋼復合板材中，結合界面的結合率不低于95%。
【專利摘要】本實用新型創造提供一種適用于邦迪管制造的環保型銅鋼復合板材，經表面打磨、表面預涂油、復合軋制、倒卷、退火、精軋等過程，獲得銅層、鋼層、銅層，各層厚度比為1：(50-150)：1的銅鋼復合板材，具有優良的強度、結合力和抗應力變形能力，能夠滿足在邦迪管制造方面的應用。
【IPC分類】B32B15/01, B32B15/20, B32B15/18, B32B37/10
【公開號】CN205058718
【申請號】CN201520505229
【發明人】楊明緒, 苗喜元, 馮建航, 苗立元, 何繼寧, 蘇祥林
【申請人】天津市榮泰新型復合材料有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年7月13日