一 前言
雙金屬?gòu)?fù)合線是在金屬芯線外表面同心地包復(fù)另一種金屬層（如銅層），使兩種金屬在界面形成原子間結(jié)合而成為一個(gè)整體金屬線材，在保證使用性能的前提下，同時(shí)具有兩種金屬的優(yōu)點(diǎn)。
國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家自六、七十年代已開始廣泛使用銅包鋁、銅包鋼等雙金屬?gòu)?fù)合線材。美國(guó)、日本等國(guó)已形成規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè)，我國(guó)自六十年代末，為了節(jié)約銅的資源及降低電線電纜的生產(chǎn)成本，曾嘗試以純鋁線代替純銅線，由于鋁的物理特性并非特別優(yōu)異，所以由單一的純鋁代替純銅導(dǎo)線存在諸多弊端。例如電能損耗大、信號(hào)在傳輸過(guò)程中衰減幅度大等等。而隨后不久又恢復(fù)到“純銅時(shí)代”。自七十年代我國(guó)開始研制生產(chǎn)雙金屬?gòu)?fù)合線材的設(shè)備及工藝，中科院沈陽(yáng)金屬研究所、上海電纜研究所、天津電纜廠、北京有色金屬研究總院等單位曾分別采用不同方法進(jìn)行試制，但其設(shè)備及工藝有一定的局限性，一直沒(méi)能批量生產(chǎn)。
直到九十年代末，我國(guó)以“包復(fù)焊接裝置”專利技術(shù)為代表的加工工藝方法，才使得我國(guó)雙金屬?gòu)?fù)合線材能夠批量投向市場(chǎng)。通過(guò)研發(fā)階段，轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，進(jìn)入規(guī)�；a(chǎn)階段，成功地實(shí)現(xiàn)了“替代銅線”、“替代進(jìn)口”兩項(xiàng)跨越，尤其在通信電纜內(nèi)導(dǎo)體領(lǐng)域的使用，滿足了用戶的需要，為我國(guó)節(jié)約了大量稀缺的銅資源。
二 雙金屬?gòu)?fù)合線材種類
1.鋁包鋼
鋁包鋼是以鋼線為芯線材料,外層均勻的包復(fù)鋁層的一種復(fù)合材料。該產(chǎn)品在我國(guó)發(fā)展較早，主要通過(guò)連續(xù)擠壓方法生產(chǎn)。產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)在于抗拉強(qiáng)度高于電工鋁線，導(dǎo)電率設(shè)計(jì)范圍為14－40％。制作成絞線與鋼芯鋁絞線相比熱穩(wěn)定性優(yōu)良，耐蝕性好，在架空高壓輸電線網(wǎng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)大跨度鋪設(shè)，尤其在高海拔、多冰雪、多海島地區(qū)應(yīng)用十分廣泛。
2.銅包鋼
銅包鋼是以鋼線為芯線材料，其外層同心的背復(fù)一層銅層的復(fù)合材料，具有銅的優(yōu)良導(dǎo)電性和鋼材的高強(qiáng)度優(yōu)點(diǎn)。在通信電纜行業(yè)中替代純銅導(dǎo)線得以廣泛應(yīng)用；在電子元器件引線和軍用被覆線等領(lǐng)域也由于其優(yōu)越性能得到廣泛應(yīng)用。
3.銅包鋁
銅包鋁線是CATV同軸電纜純銅線內(nèi)導(dǎo)體的“更新?lián)Q代”產(chǎn)品，在高頻傳輸領(lǐng)域，其性能優(yōu)于純銅導(dǎo)線。而同樣重量下，銅包鋁的長(zhǎng)度是純銅線的2.7倍。由于重量輕，運(yùn)輸安裝方便，還可降低敷設(shè)成本。銅包鋁線替代純銅線使用在高頻電纜、移動(dòng)通信電纜內(nèi)導(dǎo)體、電力線、電焊機(jī)線、汽車電池線和漆包線等領(lǐng)域。
4.銅包鋁鎂合金
由于銅包鋁線在制作細(xì)線時(shí)，部分使用領(lǐng)域受到強(qiáng)度低，后續(xù)加工使用困難的因素影響，這時(shí)，通過(guò)合金鋁桿代替純鋁桿，并調(diào)整合金元素含量滿足用戶使用要求，這一領(lǐng)域一般對(duì)雙金屬線材的電阻要求不是很嚴(yán)格。經(jīng)常使用于線纜屏蔽網(wǎng)編制線、電腦周邊線等領(lǐng)域。
鍍銀銅包鋼、鍍錫銅包鋁等
該產(chǎn)品用于替代純銅鍍銀線和純銅鍍錫線。雖電解銅價(jià)格持續(xù)上漲，以純銅為原料的各類鍍線開始尋找替代產(chǎn)品，因各使用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品性能的要求不同而出現(xiàn)一些新的雙金屬?gòu)?fù)合導(dǎo)線。
三 雙金屬?gòu)?fù)合線材的加工方法
雙金屬?gòu)?fù)合線材的加工方法目前主要有雙帶軋壓法、靜液擠壓法、電鍍法、熱浸涂法、包復(fù)焊接法、連鑄法、套管法等。
3.1 雙帶軋壓法
該法主要用于銅包鋁、銅包鋼線的制造，是用二條銅帶和一根芯線，成型包復(fù)后，以孔型將它們軋制成一體。因?yàn)橛邢喈?dāng)?shù)淖冃瘟浚式Y(jié)合良好。該方法技術(shù)成熟，但設(shè)備投資較大。
3.2 靜液擠壓法
該方法的基本原理是利用摩擦力作為動(dòng)力進(jìn)行擠壓。在連續(xù)擠壓工藝方法的基礎(chǔ)上，使擠出的復(fù)層金屬可直接或間接地包復(fù)在芯線上，并與芯線同時(shí)從模口中擠出，形成復(fù)合產(chǎn)品。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備投資較大。
3.3 熱浸涂法
熱浸涂法是一種液－固相復(fù)合工藝，將低熔點(diǎn)的凃?qū)咏饘偃诨梢合�，熔點(diǎn)較高的芯線以固相形式存在。調(diào)整芯線的速度運(yùn)行，以獲得合適的包復(fù)層厚度。此法簡(jiǎn)便易行，較容易實(shí)現(xiàn)。包復(fù)層的厚度可以控制，生產(chǎn)靈活性大，目前在我國(guó)鍍錫銅線應(yīng)用比較廣泛。
3.4 電鍍法
該方法是應(yīng)用電解電鍍?cè)恚揪�作陰極，包復(fù)層金屬作陽(yáng)極，目前主要用于銅包鋼細(xì)線的生產(chǎn)。另外，鍍鎳銅線、鍍銀銅線等特種復(fù)合線材也主要采用該種工藝。該方法包復(fù)層同心度一般，鍍層厚度受到一定限制，有時(shí)鍍層成分不純，但生產(chǎn)成本低。
四 包復(fù)法工藝研究與制備開發(fā)
1 設(shè)備及工藝簡(jiǎn)介
為了使銅層和芯線在拉拔過(guò)程中能形成冶金結(jié)合，首先應(yīng)對(duì)原材料（銅帶和鋁鎂芯線）進(jìn)行徹底的前處理，除去表面的油脂和氧化層。然后將銅帶1和芯線2同時(shí)送入復(fù)合箱3中，銅帶在多對(duì)垂直成型輪和水平滾動(dòng)成型輪的孔型作用下，沿縱向逐步形成圓管狀并將鋁鎂芯線包復(fù)其中，然后進(jìn)入焊接區(qū)用氬弧焊矩將圓管的縱縫連續(xù)不斷地焊接起來(lái)，形成線坯，纏繞在卷盤上。隨后，將線坯送入拉絲機(jī)中，進(jìn)行多道次拉絲模拉拔。線坯在拉拔過(guò)程中，獲得所需線徑的導(dǎo)線，通過(guò)拉伸使銅、鋁界面產(chǎn)生壓力，實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。最后，通過(guò)熱處理賦予銅包鋁線所需的力學(xué)和電學(xué)性能。
2、設(shè)備研發(fā)關(guān)鍵點(diǎn)：
(0首先要保證在焊前對(duì)母材的氧化皮和各類油漬的清洗和處理；
保證金屬帶材具有穩(wěn)定可靠的成型控制技術(shù)和穩(wěn)定的焊接質(zhì)量；
設(shè)備具有連續(xù)生產(chǎn)的控制中心和應(yīng)急情況下的中心處理功能；
具備生產(chǎn)過(guò)程中在線檢測(cè)功能，自動(dòng)辯別線材質(zhì)量；
通過(guò)后續(xù)拉伸或軋制工藝實(shí)現(xiàn)雙金屬固相結(jié)合；
五雙金屬?gòu)?fù)合線材發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái),由于電解銅期貨價(jià)格的持續(xù)上漲,國(guó)內(nèi)以銅為主要原料的行業(yè)受到了極大的沖擊,急需一種既能保證產(chǎn)品使用性能,又能降低生產(chǎn)成本的原材料代替純銅。所以這就為雙金屬?gòu)?fù)合線材的開發(fā)帶來(lái)了廣闊的空間。雙金屬?gòu)?fù)合線材具有節(jié)省銅資源，改善生態(tài)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品使用性能，與純銅相比具有很高的附加值等優(yōu)點(diǎn)�？梢灶A(yù)料，隨著我國(guó)電線電纜行業(yè)、軍工設(shè)備、鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，以及人們對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合線材認(rèn)識(shí)的逐步提高，雙金屬?gòu)?fù)合導(dǎo)線必將成為供不應(yīng)求的熱門產(chǎn)品，具有巨大的市場(chǎng)前景。