发明内容

本发明的目的是提供一种可伐合金和无氧铜复合材料的生产方法，利用真空爆炸焊接方法使复合材料利用炸药爆炸时产生的高压脉冲载荷消除界面应力从而达到异种材料的冶金结合，具有结合强度大的优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可伐合金和无氧铜复合材料的生产方法，包括以下步骤：

（1）原材料前处理：用激光器清洗可伐合金板和无氧铜板表面，使其表面清洁、无油污、无氧化层、平滑、无缺陷、无凹凸；

（2）真空爆炸焊接：将可伐合金板置于沙土地基上，于可伐合金板周围布置支撑，将无氧铜铺设于可伐合金板上部的支撑上并于支撑外侧将可伐合金板和无氧铜板用密封材料密封一周，同时在密封材料上预留抽排气孔并抽真空后，在无氧铜板上铺设炸药并预埋雷管起爆既得复合材料板坯，在爆炸焊接时，将无氧铜和可伐合金之间的间距空间抽取真空，中间空间抽取真空，可以有效隔离空气中的氧气，避免在爆炸焊接过程中，铜材表面金属射流与氧气发生反应生成脆性氧化铜。而且避免界面近乎绝热压缩气体产生的高温造成铜材表面熔化现象，提高界面结合强度和稳定性，有利于确保后期轧制后板材的界面结合强度，规避轧制和焊接过程中界面分离的风险，然后再进行爆炸焊接。本发明采用板间间距局部抽取真空方法，工艺简单，成本低，并且可连续生产，效率高；

（3）热处理：将复合材料板坯于550~650℃条件下进行消应力退火，爆炸焊接后的可伐合金和无氧铜复合材料结合面会出现应力，采用热处理使其应力消除，热处理方法为消应力退火；

（4）热轧：将热处理以后的复合材料板坯于300~400℃条件下进行多道次轧制，将板坯热轧至预定厚度的中间坯，每道次轧制比控制在70~80%，将爆炸焊接后的可伐合金和无氧铜复合胚料进行轧制，轧制采用热轧，根据需要厚度实行多道次轧制，将板坯热轧至预定厚度；

（5）扩散退火：将中间坯于500 ~600℃下进行扩散退火，为了消除轧制过程中产生的残余应力，避免板材表面产生裂纹，轧制过程中对可伐合金和无氧铜复合材料进行扩散退火；

（6）冷轧：将扩散退火以后的中间坯进行小变形多道次轧制，每道次轧制比控制在80%~90%，至轧制比≥ 50%，最终得到目标厚度的目标复合材料，防止一次性变形过大导致板材开裂，将退火后的复合材料进行多次小变形冷轧，最终达到目标厚度；

（7）终退火并精整：将冷轧后的目标复合材料于400 ~500℃退火，退火时间为1~2小时，对目标复合材料进行厚度、平整度和粗糙度调整，确保厚度误差±0.1，平整度2mm/m，粗糙度Ra≤3.2。

进一步的，所述步骤（1）中原材料可伐合金板和无氧铜板的厚度是目标可伐合金板和无氧铜板厚度的5倍，且原材料可伐合金板厚度2.5~10mm，无氧铜板厚度2.5~5mm，目标可伐合金板厚度为0.5~2mm，目标无氧铜板厚度0.5~1mm，激光清洗高效、快捷，对基体的热负荷和机械负荷小，不损伤基体。

进一步的，所述步骤（2）中可伐合金板和无氧铜板之间的距离为5-6mm，炸药的铺设厚度为8-10倍板厚（板厚为爆炸焊接前铜板的初始厚度）炸药爆速为1800-2000m/s，炸药猛度为7-9mm，为了保证焊接质量，去除结合面的脆性氧化物，采用特殊真空爆炸焊接方法，在两种金属之间设置间距，并抽取真空。其间距要根据不同厚度，设计不同间距。

进一步的，所述步骤（4）中中间坯的厚度为3mm。

本发明具有的优点是：

1.如果采用直接爆炸焊接方法，由于无氧铜厚度较薄，爆炸时产生的冲击力容易损伤铜板，会产生较多废品，更无法规模化生产，若采用直接冷轧或者热轧的方法，所生产出来的无氧铜复合材料的结合强度不够，容易分离，达不到再加工（主要是爆炸要求），本申请的厚板爆炸焊接完全能解决上述问题；

2.本发明采用厚板爆炸焊接，后期轧制成薄板应用于电子元件领域，电子元件所用铜材厚度一般为0.5-1mm，铜板薄，爆炸焊接时，不能支撑表面覆盖的炸药，在爆炸过程中，炸药爆炸产生的能量直接作用于铜板表面，极易造成铜板撕裂，废品率高，二是真空爆炸焊接，真空爆炸焊可以有效隔离空气中的氧气，避免在爆炸焊接过程中，铜材表面金属射流与氧气发生反应，生成脆性氧化铜，而且避免界面近乎绝热压缩气体产生的高温造成铜材表面熔化现象，提高界面结合强度和稳定性。而且，炸药爆炸产生的能量不用克服空气阻力作功，界面无气体湍流扰动的影响，有利于两者贴合均匀， 爆炸焊接具有压力焊、熔化焊、扩散焊三种焊接特征，真空爆炸焊接杜绝了界面氧化铜的生成，减弱界面由于熔化产生空隙，通过界面金相可以看出，铜/可伐合金复合板界面存在极少量的熔化物，这些熔化物在后期轧制过程，界面的延长使其分散并消失，真空爆炸焊接界面焊接应力也在后期热处理过程中进行消除。