1。3 铜铝复合材料的复合技术

国内外对于铜铝复合材料的加工方法出现了多种，主要包含有液态复合与固态复合两大类。

液态复合采用的是直接浇入技术和热喷涂技术。直接浇入技术指的是把一种熔融状态的金属直接浇入到另一种金属的内壁或者是外壁，从而实现不同金属的复合。然而热喷涂技术指的则是把熔融状态的一种金属喷涂到另外一种金属的表面上，从而实现两者的结合。

固态复合法主要含有爆炸复合、轧制复合、挤压复合等等。

爆炸复合法指的是把准备好的复板放到基板的上面，并在复板的上面提前放置一层炸药，并且利用炸药爆炸时所产生的瞬时超高压与能量，实现金属层间的固态冶金的结合。由于加载压力与界面高温持续的时间非常短，所以复合区的厚度一般的范围在几十微米之内，可以有效的防止不同组元的金属之间发生化学反应，所以这种方法适用于大部分金属对之间的复合。

挤压复合法的基本原理是，一部分的金属挤出的方向及加压的方向相同，而另一部分金属挤出的方向及加压的方向相反，这是正挤、反挤的复合。这种方法主要应用于简单断面的材料，比如生产铜铝复合棒、管、线材等等，这尤其有利于铜和铝双金属的复合，这是由于铜和铝这两种金属的材质都比较软，比较容易实现挤压拉拔，而且对设备的要求也不高，并且工艺也较相对较简单[2]。

此外，还有其他的一些复合方法。比如：粉末冶金法，扩散焊接法等等。

粉末冶金法制备复合材料的应用范围较广，现已广泛应用于机械、航空、电子等领域。粉末冶金法的原理主要为烧结工艺。指的是将粉末混合后进行压制，在低于熔点的温度下烧结，使之结合。这种方法可以自由选择颗粒种类，大小，选择比较灵活，范围较广；但是对于大尺寸的零件就比较困难，而且成本高。

扩散焊接是把表面清洁的金属迭放在一起，然后加热到一定温度，同时加压，通过原子间互扩散使界面结合在一起扩散焊接分为无助剂异扩散焊接，有助剂扩散焊，过渡液相扩散焊接，相变超塑性扩散焊等扩散焊接没有金属宏观变形，接头很少有残余应力。

对于金属，能够通过挤压或者轧制的方法使得两种金属得以连接在一起，它有着特殊的意义[3],特别是对于被广泛使用的铜金属，这是因为铜金属优良的综合性能。由于铜的稀缺性，有许多使用铜的地方现在已经被铜铝的合金所取代。

铝和铜在温度高于120摄氏度时彼此有着较高的亲和力，并出现脆性、低强度的现象，在它们的界面会出现高电阻的金属间化合物[4]。因此，在固固复合过程中，如挤压、摩擦、冷轧等这些加工工艺可以用来制造铜和铝的复合材料[5][6]。本文使用的是冷轧工艺。

本文的铝包铜管是通过三辊行星轧机进行轧制的，从而可以代替冰箱和空调的铜管，这种是由铜的内层和耐腐蚀的铝合金包在外层的合金管适用于换热器。

1。4 三辊行星轧机工作机理

三辊行星轧机又被称为PSW (Planet Schrage Walzwerk)轧机，它是上个世纪70年代的时候发展起来的一种较大压下量的管棒轧机。它的操作比较简便，因此它是棒、管材加工的理想设备。最初它是由德国的施罗曼一西马克公司研制成功的，用于轧制钢棒材，后来应用到轧制钢管材上。在90年代初，芬兰的公司将这种型机应用到了铜管材生产的铸轧法中，并且成功地轧制出了完全再结晶的细晶铜管材，这使得“水平连铸一行星轧制”的工艺成为现今典型的铜管铸轧生产线[7]。