山東電纜廠淺談電纜里的銅都一樣嗎
銅桿是電纜行業(yè)的主要原料,主要有兩種生產(chǎn)方式——連鑄連軋和上引連鑄。我國無氧銅桿基本采用上引連鑄法生產(chǎn)。金屬在感應電爐中熔化后,通過石墨模具進行上引連續(xù)鑄造,然后進行冷軋或冷加工。生產(chǎn)的無氧銅桿為鑄造組織,含氧量一般低于20ppm。由于制造工藝的不同,在組織結構、含氧量分布、雜質形式和分布等方面存在很大差異。山東電纜廠
一、拉制性能
銅桿的拉伸性能與雜質含量、氧含量和分布、工藝控制等諸多因素有關。以下從以上幾個方面分析了銅桿的拉伸性能。
1、熔化方法對S等雜質的影響
連鑄連軋銅桿的生產(chǎn)主要是通過氣體的燃燒熔化銅桿。在燃燒過程中,通過氧化和揮發(fā),可以在一定程度上減少部分雜質進入銅液,因此連鑄連軋法對原料的要求相對較低。無氧銅桿由于采用感應電爐熔化,電解銅表面的“銅綠”和“銅豆”基本融入銅液中。其中,熔化的S對無氧銅桿的塑性有很大的影響,會增加拉絲斷線率。
2、鑄造過程中雜質的進入
在生產(chǎn)過程中,連鑄連軋工藝需要通過保溫爐、溜槽和中間包裝輸送銅液,相對容易導致耐火材料剝落。在軋制過程中,需要通過軋輥導致鐵的脫落,這將導致銅桿的外部混合。熱軋中皮上和皮下氧化物的軋制會對低氧桿的拉絲產(chǎn)生不利影響。上引連鑄法生產(chǎn)工藝短,銅液通過聯(lián)體爐潛流完成,對耐火材料影響不大,結晶通過石墨模具進行,過程中可能產(chǎn)生的污染源少,雜質進入的機會少。
O、S、P是與銅一起產(chǎn)生化合物的元素。在熔體銅中,氧可以溶解一部分,但當銅冷凝時,氧幾乎不溶于銅。熔體中溶解的氧通過銅=氧化亞銅共晶沉淀,分布在晶粒邊界。銅-氧化亞銅共晶的出現(xiàn)顯著降低了銅的塑性。
硫可以溶解在熔銅中,但在室溫下,其溶解度幾乎降低到零,以硫化亞銅的形式出現(xiàn)在晶粒邊界,顯著降低了銅的塑性。
3、氧在低氧銅桿和無氧銅桿中的分布形式及其影響
氧含量對低氧銅桿的拉線性能有明顯影響。當氧含量增加到最佳值時,銅桿的斷線率最低。這是因為氧在與大多數(shù)雜質反應的過程中起著去除器的作用。適量的氧還有利于去除銅液中的氫,產(chǎn)生水蒸氣溢出,減少氣孔的形成。最佳的氧含量為拉線工藝提供了最佳條件。
4、氫的影響
在上引連鑄中,氧含量控制較低,氧化物的副作用減少,但氫的影響已成為一個明顯的問題。吸氣后,熔體中存在平衡反應:H2O(g)=[O]+2[H];
在連鑄連軋過程中,通常采用適度的氧含量控制來控制氫氣。Cu2O+H2=2Cu+H2O
由于銅液在鑄造過程中自下而上結晶,銅液中氧和氫產(chǎn)生的水蒸氣容易浮出水面,銅液中的大部分氫能被有效去除,對銅桿的影響較小。
二、表面質量
在生產(chǎn)電磁線等產(chǎn)品的過程中,還需要對銅桿的表面質量提出要求。需要拉的銅絲表面無毛刺,銅粉少,無油污。并通過扭轉試驗測量表面銅粉的質量,扭轉后觀察銅桿的恢復情況,確定其質量。
在連續(xù)鑄造和連續(xù)軋制過程中,從鑄造到軋制,溫度高,完全暴露在空氣中,使鑄坯表面形成較厚的氧化層。在軋制過程中,隨著軋輥的旋轉,氧化物顆粒軋制到銅線表面。由于氧化亞銅是一種高熔點脆性化合物,當軋制成較深的氧化亞銅時,當模具拉伸時,銅桿外表面會產(chǎn)生毛刺,給后續(xù)涂裝帶來麻煩。
由于鑄造和冷卻與氧完全隔離,后續(xù)沒有熱軋工藝。銅桿表面無軋制氧化物,質量好,拉后銅粉少,上述問題少。
無氧銅桿也分為進口設備和國內(nèi)設備,但進口產(chǎn)品沒有明顯優(yōu)勢,銅桿產(chǎn)品差別不大,只要銅板選擇好,生產(chǎn)控制相對穩(wěn)定,國內(nèi)設備也可生產(chǎn)可拉伸0.05銅桿。進口設備一般為芬蘭奧托昆普設備,最好的國內(nèi)設備應為上海海軍工廠,生產(chǎn)時間最長,軍工企業(yè),質量可靠。
國際上主要有兩種低氧銅桿進口設備,一種是美國南線設備,英語是SOUTHWIRE,國內(nèi)廠家是南京華新、江西銅業(yè),另一種是德國CONTIROD設備,國內(nèi)廠家是常州金源,天津大無縫。
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