双金属复合材料是两种不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段结合而成的一种多相材料。目前,双金属复合线主要包含铜包铝线、铜包钢线和铝包钢线,而且铜包铝线是线缆行业中应用最广泛的双金属复合线材。它同时具有铝的密度小和铜的良好导电性的特点。铜包铝线的表层为铜导体,对具有“趋肤效应”的高频信号传输是良好的载体。正是由于高频信号的电流“趋肤效应”,采用铜包铝复合线作为传输导线或作为内导体的同轴电缆,不仅具有高的信号传输特性,而且具有质量轻、生产成本低等优点,特别在节约日益增长的铜资源需求上有着重大的实际意义。　　 目前,在我国生产铜包铝线的主要方法是包覆拉拔法,因为这种方法工艺比较简单,操作起来比较方便,生产速度快,铜和铝结合良好,产品质量优良。但是与包覆拉拔法所对应的金属结合理论及材料组织与性能的研究比较薄弱,不利于其质量的提高和技术的改进。　　 本课题研究了包覆拉拔过程中铜包铝线中Cu-Al界面结合机理和退火工艺对铜包铝线组织与性能的影响,从而确定其最佳退火工艺。　　 Cu-Al双金属固相结合前处于分离表面,其电子结构具有定域性,为了实现结合而施加的能量包括两部分:使双原子接近到引力作用距离的原子间结合能；使表面态的价电子恢复为离域性的激活能。包覆拉拔前的铜带和铝芯线经过刷洗加工形成较大的表面粗糙度,使拉拔过程中的塑性变形的第一阶段的凸起处的无定向变形量加大,打碎残留的氧化膜或新形成的薄氧化膜提供洁净的接触表面,减小界面间的相对滑移。随拉拔道次增加总变形量加大,界面锯齿状高度减小,界面锯齿状形貌起着镶嵌作用,大大降低了双金属间的相对滑移。塑性变形可以增大双金属的结合面积,铜包铝线在包覆拉拔过程中的塑性变形可以分成无定向变形和整体定向变形两个阶段。　　 室温拉拔的铜包铝线经过多道次拉拔,产生了加工硬化现象,抗拉强度随着形变量的增大而增大,延伸率随着形变量增加而减小。通过对室温拉拔的铜包铝线进行退火,加速原子间重新排列和减少铜包铝线内部晶格缺陷,可以消除拉拔过程中产生的加工硬化现象,消除内应力,软化组织,提高细线的力学性能和电学性能。从力学性能的角度,使得铜包铝线延伸率上升到最大值,抗拉强度降到最小值,便于后续拉拔工艺,使其力学性能达到最佳配合。保温时间为一定的情形下,温度较低使得铜包铝线组织处于回复阶段,加工硬化现象开始消除,扩散层厚度由于铜铝原子相互扩散较慢,形成一层薄薄的扩散层,当处于最佳退火温度时,其组织再结晶过程已经完成,晶粒排列比较均匀,Cu-Al界面形成合适的扩散层,其厚度值达到了最佳值,这时铜包铝线的力学性能也达到了最佳配合。温度过高,导致其晶粒组织异常粗大,Cu-Al界面产生了大量硬而脆的金属间化合物,使得铜包铝线性能急剧下降,Cu-Al界面形成了非常厚的扩散层；在退火温度一定的情形下,保温时间过低,Cu-Al界面铜铝原子没有来得及发生扩散,铜包铝线的力学性能没有太多变化。当处于最佳保温时间时,铜包铝线此时再结晶过程已经完成,晶粒排列均匀,力学性能达到最好的配合,并且在Cu-Al界面处形成合适的扩散层。当保温时间过高时,Cu-Al界面处也会产生大量金属间化合物,使得扩散层厚度增加明显,从而导致铜包铝线性能下降幅度很大。相比于保温时间对铜包铝线力学性能的影响,退火温度对其性能与组织的影响占主要因素,而保温时间占次要因素。总体来说,电阻率经过退火后变化并不是很大,退火主要是为了提高铜包铝线的延伸率,降低其抗拉强度。退火工艺中,退火温度过高或者保温时间过长,都会使得Cu-Al界面扩散层中产生大量的金属脆性化合物,如Al2-Cu、Al2Cu3等,导致扩散层厚度非常厚,严重降低了铜包铝线的性能。合适的扩散层厚度对于铜包铝线的组织与性能有着重要的影响。　　 对于为Φ2.05mm的铜包铝线,最佳退火工艺为350℃×30min,它的延伸率为32.8％,抗拉强度为103.4MPa,电阻率为0.02434Ω·mm2／m；对于为Φ1.06mm的铜包铝线,最佳退火工艺为310℃×60min,其中延伸率为25.2％,抗拉强度为115.9MPa,电阻率为0.02441Ω·mm2／m；对于为Φ0.50mm的铜包铝线,最佳退火工艺为310℃×50min,其中延伸率为25.3％,抗拉强度为120.5MPa,电阻率为0.02562Ω·mm2／m。