電纜中的銅都是一樣的嗎?什么樣的是好銅
發(fā)布時間:2022-09-27點擊:1767
銅桿是電纜行業(yè)的主要原料,生產(chǎn)的方式主要有兩種——連鑄連軋法和上引連鑄法。連鑄連軋低氧銅桿的生產(chǎn)方法較多,其特點是金屬在豎爐中融化后,銅液通過保溫爐、溜槽、中間包,從澆管進入封閉的模腔內(nèi),采用較大的冷卻強度進行冷卻,形成鑄坯,然后進行多道次軋制,生產(chǎn)的低氧銅桿為熱加工組織,原來的鑄造組織已經(jīng)破碎,含氧量一般為200~400ppm之間。無氧銅桿國內(nèi)基本全部采用上引連鑄法生產(chǎn),金屬在感應(yīng)電爐中融化后通過石墨模進行上引連續(xù)鑄造,之后進行冷軋或冷加工,生產(chǎn)的無氧銅桿為鑄造組織,含氧量一般在20ppm以下。由于制造工藝的不同,所以在組織結(jié)構(gòu)、氧含量分布、雜質(zhì)的形式及分布等諸多方面有較大差別。
一、拉制性能
銅桿的拉制性能跟很多因素有關(guān),如雜質(zhì)的含量、氧含量及分布、工藝控制等。下面分別從以上幾個方面對銅桿的拉制性能進行分析。
1、熔化方式對S等雜質(zhì)的影響
連鑄連軋生產(chǎn)銅桿主要是通過氣體的燃燒使銅桿熔化,在燃燒的過程中,通過氧化和揮發(fā)作用,可一定程度減少部分雜質(zhì)進入銅液,因此連鑄連軋法對原料要求相對低一些。上引連鑄生產(chǎn)無氧銅桿,由于是用感應(yīng)電爐熔化,電解銅表面的“銅綠”“銅豆”基本都熔入到銅液中。其中熔入的S對無氧銅桿塑性影響極大,會增加拉絲斷線率。
2、鑄造過程中雜質(zhì)的進入
在生產(chǎn)過程中,連鑄連軋工藝需通過保溫爐、溜槽、中間包轉(zhuǎn)運銅液,相對容易造成耐火材料的剝落,在軋制過程中需要通過軋輥,造成鐵質(zhì)的脫落,會給銅桿造成外部夾雜。而熱軋中皮上和皮下氧化物的軋入,會給低氧桿的拉絲造成不利的影響。上引連鑄法生產(chǎn)工藝流程較短,銅液是通過聯(lián)體爐內(nèi)潛流式完成,對耐火材料的沖擊不大,結(jié)晶是通過石墨模內(nèi)進行,所以過程中可能產(chǎn)生的污染源較少,雜質(zhì)進入的機會較少。
O、S、P是與銅會生產(chǎn)化合物的元素。在熔態(tài)銅中,氧可以溶解一部分,但當(dāng)銅冷凝時,氧幾乎不溶解于銅中。熔態(tài)時所溶解的氧,以銅=氧化亞銅共晶體析出,分布在晶粒晶界處。銅-氧化亞銅共晶體的出現(xiàn),顯著降低了銅的塑性。
硫可以溶解在熔體的銅中,但在室溫下,其溶解度幾乎降低到零,它以硫化亞銅的形式出現(xiàn)在晶粒晶界處,會顯著降低銅的塑性。
3、氧在低氧銅桿和無氧銅桿中分布形式及其影響
氧含量對低氧銅桿的拉線性能有著明顯的影響。當(dāng)氧含量增加到***佳值時,銅桿的斷線率***低。這是因為氧在與大部分雜質(zhì)反應(yīng)的過程中都起到了清除器的作用。適度的氧還有利于去除銅液中的氫,生成水蒸氣溢出,減少氣孔的形成。***佳的氧含量為拉線工藝提供了***好的條件。
低氧銅桿氧化物的分布:在連續(xù)澆鑄中凝固的***初階段,散熱速率和均勻冷卻是決定銅桿氧化物分布的主要因素。不均勻冷卻會引起銅桿內(nèi)部結(jié)構(gòu)本質(zhì)上的差異,但后續(xù)的熱加工,柱狀晶通常會遭到破壞,使氧化亞銅顆粒細(xì)微化和均勻分布。氧化物顆粒聚集而產(chǎn)生的典型情況是中心爆裂。除氧化物顆粒分布的影響外,具有較小氧化物顆粒的銅桿顯示出較好的拉線特性,較大的Cu2O顆粒容易造成應(yīng)力集中點而斷裂。
二、表面質(zhì)量
在生產(chǎn)電磁線等產(chǎn)品的過程中,對銅桿的表面質(zhì)量也需提出要求。需要拉制后的銅絲表面無毛刺、銅粉少、無油污。并通過扭轉(zhuǎn)試驗測量表面銅粉的質(zhì)量和扭轉(zhuǎn)后觀察銅桿的復(fù)原情況來判定其好壞。
在連鑄連軋過程中,從鑄造到軋制前,溫度高,完全暴露于空氣中,使鑄坯表面形成較厚的氧化層,在軋制過程中,隨著軋輥的轉(zhuǎn)動,氧化物顆粒軋入銅線表面。由于氧化亞銅是高熔點脆性化合物,對于軋入較深的氧化亞銅,當(dāng)成條狀的聚集物遇模具拉伸時,就會是銅桿外表面產(chǎn)生毛刺,給后續(xù)的涂漆造成麻煩?! ?/span>
低氧銅桿
音響線一般反而喜歡用無氧桿,這和無氧桿是單晶銅,低氧桿是多晶銅有關(guān)。
低氧銅桿和無氧銅桿由于制造方法的不同,致使存在差別,具有各自的特點。
一、關(guān)于氧的吸入和脫去以及它的存在狀態(tài)
生產(chǎn)銅桿的陰極銅的含氧量一般在10—50ppm,在常溫下氧在銅中的固溶度約2ppm。低氧銅桿的含氧量一般在200(175)—400(450)ppm,因此氧的進入是在銅的液態(tài)下吸入的,而上引法無氧銅桿則相反,氧在液態(tài)銅下保持相當(dāng)時間后,被還原而脫去,通常這種桿的含氧量都在10—50ppm以下,***低可達1-2ppm,從組織上看,低氧銅中的氧,以氧化銅狀態(tài),存在于晶粒邊界附近,這對低氧銅桿而言可以說是常見的但對無氧銅桿則很少見。氧化銅以夾雜形式在晶界出現(xiàn)對材料的韌性產(chǎn)生負(fù)面影響。而無氧銅中的氧很低,所以這種銅的組織是均勻的單相組織對韌性有利。在無氧銅桿中的多孔性是不常見的,而在低氧銅桿中則是常見的一種缺陷。
二、熱軋組織和鑄造組織的區(qū)別
低氧銅桿由于經(jīng)過熱軋,所以其組織屬熱加工組織,原來的鑄造組織已經(jīng)破碎,在8mm的桿時已有再結(jié)晶的形式出現(xiàn),而無氧銅桿屬鑄造組織,晶粒粗大,這是為什么,無氧銅的再結(jié)晶溫度較高,需要較高退火溫度的固有原因。這是因為,再結(jié)晶發(fā)生在晶粒邊界附近,無氧銅桿組織晶粒粗大,晶粒尺寸甚至能達幾個毫米,因而晶粒邊界少,即使通過拉制變形,但晶粒邊界相對低氧銅桿還是較少,所以需要較高的退火功率。對無氧銅成功的退火要求是:由桿經(jīng)拉制,但尚未鑄造組織的線時的***次退火,其退火功率應(yīng)比同樣情況的低氧銅高10——15%。經(jīng)繼續(xù)拉制,在以后階段的退火功率應(yīng)留有足夠的余量和對低氧銅和無氧銅切實區(qū)別執(zhí)行不同的退火工藝,以保證在制品和成品導(dǎo)線的柔軟性。
三、夾雜,氧含量波動,表面氧化物和可能存在的熱軋缺陷的差別
無氧銅桿的可拉性在所有線徑里與低氧銅桿相比都是優(yōu)越的,除上述組織原因外,無氧銅桿夾雜少,含氧量穩(wěn)定,無熱軋可能產(chǎn)生的缺陷,桿表氧化物厚度可達≤15A。在連鑄連軋生產(chǎn)過程中如果工藝不穩(wěn)定,對氧監(jiān)控不嚴(yán),含氧量不穩(wěn)定將直接影響桿的性能。如果桿的表面氧化物能在后工序的連續(xù)清洗中得以彌補外,但比較麻煩的是有相當(dāng)多的氧化物存在于“皮下”,對拉線斷線影響更直接,故而在拉制微細(xì)線,超微細(xì)線時,為了減少斷線,有時要對銅桿采取不得已的辦法——剝皮,甚至二次剝皮的原因所在,目的要除去皮下氧化物。
四、低氧銅桿和無氧銅桿的韌性有差別
兩者都可以拉到0.015mm,但在低溫超導(dǎo)線中的低溫級無氧銅,其細(xì)絲間的間距只有0.001mm.
五、從制桿的原材料到制線的經(jīng)濟性有差別。
制造無氧銅桿要求質(zhì)量較高的原材料。一般,拉制直徑>1mm的銅線時,低氧銅桿的優(yōu)點比較明顯,而無氧銅桿顯得更為優(yōu)越的是拉制直徑<0.5mm的銅線。
六、低氧銅桿的制線工藝與無氧銅桿的有所不同。
低氧銅桿的制線工藝不能照搬到無氧銅桿的制線工藝上來,至少兩者的退火工藝是不同的。因為線的柔軟性深受材料成份和制桿,制線和退火工藝的影響,不能簡單地說低氧銅或無氧銅誰軟誰硬。
文章來源:安防群
免責(zé)聲明:本站部分圖片和文字來源于網(wǎng)絡(luò)收集整理,僅供學(xué)習(xí)交流,版權(quán)歸原作者所有,并不代表我站觀點。本站將不承擔(dān)任何法律責(zé)任,如果有侵犯到您的權(quán)利,請及時聯(lián)系我們刪除。