1。6 选题的意义

铜的导热能力比铜好，同时铝的散热能力比铜好，两者相辅相成，做成散热材料十分合适。铝铜复合管就是从这个角度开发的一种新型管材。它集中了铜的导热性能和铝的散热性能，从而具有优良的热传导性能。因铝铜复合具有如后特点：结合区温度大于120摄氏度时，就会出现铜-铝化合物，且中间化合物厚度随退火时间增长而增大[15]。这种脆性化合物具有危害性，会降低铝铜管的导热系数和电导率，应避免过多的中间化合物生成。从而固-固复合也就是轧制复合成为目前研究的一个重要方向。它既保证了双层材料的冶金结合，又使复合层的厚度保证在微米级的范围。

采用三辊行星轧制铜铝复合管是一种新型固-固复合铝铜复合管材的方法，它采用大变形量产生的热量进行退火，使管坯的铸态结晶组织转化为再结晶组织，起到细化晶粒的作用。同时因轧制时间不长，结合区处于中间化合物生成温度区间时间较短，从而既可以形成铝铜界面的冶金结合，又保证了冶金结合层厚度在微米级（通常只有几微米）。从而使生产出来的铜铝管材具有良好的机械性能和换热性能，后续加工也不会出现缺陷，可完美替代铜及其合金管材，大大降低生产成本。

1。7 本课题的主要研究内容

（1）了解三辊行星轧机的工作原理及轧制工艺流程；

（2）了解轧制铜铝复合材料时铜铝复合层形成机理；

（3）通过微观组织结构的观察对铝包铜管的组织进行分析研究；

（4）通过拉伸测试对铝包铜管的力学性能进行研究。

第二章实验内容

2。1 实验材料

本试验的铝包铜管含有铜内层和铝外层，其中  31  试样内管的铜合金材料是 C12200(TP2) ，外管铝合金材料的型号是3003。其主要化学成分见表2-1、表2-2。

表2-1 TP2铜管的化学成分

牌号 化学成分(%)

TP2 Cu P O

≥99。85 0。012~0。050 ≤0。01

表2-2 牌号为3003铝合金主要化学成分

牌号 化学成分(wt%)

3003 Al Si Fe Cu Mn Zn 其他

96。75-97。4 0。6 0。7 0。0。-0。20 1。0-1。5 0。10 0。15

2。2 铝包铜管的制备工艺

本文所研究的铝包铜管是由三辊行星轧机轧制生产的，轧机的流程则是：盘管校直——穿管——三辊行星轧制——一次直拉——一次拉拔退火——二次拉拔退火。

而它的特点是在每一次轧制的时候，材料横截面的收缩率都很大，轧制速度较快，温度也会升高。

若要轧制形成铝包铜管，就需要将两管清理干净，将铝管的内表面打磨，除去其氧化膜。而将铜管的外表面也打磨好时，便可以导入轧机进行轧制了。注意

需要调整和固定铝管与铜管，使两者处于同心位置。

在轧制之前，我们需要调整一些参数；比如轧机的转速，冷却液流量，管坯送进量等等。保证它的变形区温度为300℃，出口轧制速度是9m/s。单道次次轧制时，管材的收缩率接近90%，然后管材将放置入冷却槽中降温。而此时的铝包铜管的外直径是27mm，厚度为2mm。