Kaapeleiden kuparin syvällinen analyysi. Millainen kupari on hyvä?
Johdanto: Kuparitankojen erilaisista valmistusmenetelmistä johtuen valmistettujen kuparitankojen happipitoisuus ja ulkonäkö ovat erilaisia. Shangyingin valmistamien kuparitankojen happipitoisuus on alle 10 ppm asianmukaisella tekniikalla, jota kutsutaan happivapaiksi kuparisauvoiksi; jatkuvalla valulla valmistetut kuparitangot kuumavalssataan suojaolosuhteissa, ja happipitoisuus on välillä 200-500ppm, mutta joskus jopa yli 700 ppm. Yleensä tällä menetelmällä tuotettu kupari näyttää kirkkaalta. Vähähappipitoisia kuparitankoja kutsutaan joskus kiillotetuiksi sauvoiksi.
Happiton kuparitanko
Kuparitanko on kaapeliteollisuuden pääraaka-aine. On olemassa kaksi päätuotantomenetelmää - jatkuvavalu ja valssaus sekä ylöspäin suuntautuva jatkuvavalu. Vähähappipitoisten kuparitankojen jatkuvaan valuun ja valssaukseen on monia tuotantomenetelmiä. Ominaisuus on, että metallin sulamisen jälkeen kuilu-uunissa kuparineste kulkee pitouunin, kourun, väliastian läpi ja tulee kaatoputkesta suljettuun muottionteloon. Jäähdytysvoimakkuutta käytetään jäähdyttämiseen, jolloin muodostuu valulaatta, joka valssataan sitten useilla kierroksilla. Valmistetulla vähän happipitoisella kuparitankolla on kuumakäsitelty rakenne. Alkuperäinen valurakenne on rikki ja happipitoisuus on yleensä 200-400 ppm. Happettomia kuparitankoja valmistetaan periaatteessa Kiinassa ylöspäin jatkuvalla valumenetelmällä. Kun metalli on sulatettu induktiouunissa, se valetaan jatkuvasti grafiittimuottien läpi ja sitten kylmävalssataan tai kylmätyöstetään. Valmistetut hapettomat kuparisauvat ovat valettu rakenne ja sisältävät happea. Määrä on yleensä alle 20 ppm. Erilaisista valmistusprosesseista johtuen monissa asioissa on suuria eroja, kuten organisaatiorakenne, happipitoisuuden jakautuminen, epäpuhtauksien muoto ja jakautuminen jne.
1. Piirustussuorituskyky
Kuparitankojen vetosuorituskyky liittyy moniin tekijöihin, kuten epäpuhtauksien pitoisuuteen, happipitoisuuteen ja jakautumiseen, prosessin ohjaukseen jne. Seuraavassa on analyysi kuparitankojen vetosuorituskyvystä edellä mainituista näkökohdista.
1. Sulamismenetelmän vaikutus epäpuhtauksiin, kuten S
Jatkuva valu ja valssaus kuparitankojen valmistamiseksi pääasiassa sulattaa kuparitankoja polttamalla kaasua. Palamisprosessin aikana hapettumisen ja haihtumisen kautta jotkin epäpuhtaudet pääsevät jossain määrin kuparinesteeseen. Siksi jatkuvalla valu- ja valssausmenetelmällä on suhteellisen korkeat raaka-ainevaatimukset. Alempi. Ylempi jatkuvavalu tuottaa hapettomia kuparitankoja. Koska induktiouunia käytetään sulatukseen, elektrolyyttisen kuparin pinnalla olevat "patina" ja "kuparipavut" sulatetaan periaatteessa nestemäiseksi kupariksi. Sulamalla S:llä on suuri vaikutus hapettoman kuparitangon plastisuuteen ja se lisää langan vetomurtumisnopeutta.
2. Epäpuhtauksien pääsy valuprosessin aikana
Tuotantoprosessin aikana jatkuva valu- ja valssausprosessi edellyttää sulan kuparin siirtoa pitouunien, kourujen ja valuastioiden läpi, mikä on suhteellisen helppoa saada tulenkestävä materiaali irti. Valssausprosessin aikana sen täytyy kulkea telojen läpi, mikä aiheuttaa raudan putoamisen ja vahingoittaa kuparitankoja. Aiheuttaa ulkoisia sulkeumia. Oksidien rullautuminen iholle ja ihon alle kuumavalssauksen aikana vaikuttaa haitallisesti hypoksisten sauvojen vetoon. Ylöspäin jatkuvan valumenetelmän tuotantoprosessi on lyhyt. Kuparineste täydentyy yhdistettyyn uuniin upotettavan virtauksen kautta, jolla on vain vähän vaikutusta tulenkestoisiin materiaaleihin. Kiteytys suoritetaan grafiittimuotissa, joten saastelähteitä ja epäpuhtauksia voi syntyä vähemmän prosessissa. Sisäänpääsymahdollisuuksia on vähemmän.
O, S ja P ovat alkuaineita, jotka tuottavat yhdisteitä kuparin kanssa. Sulassa kuparissa happi voi liueta osittain, mutta kuparin tiivistyessä happi tuskin liukenee kupariin. Liuennut happi sulassa tilassa saostuu kupari-= kuparioksidin eutektisena aineena ja jakautuu raerajoille. Kupari-kuparioksidin eutektiikan ilmaantuminen vähentää merkittävästi kuparin plastisuutta.
Rikki voidaan liuottaa sulatettuun kupariin, mutta huoneenlämpötilassa sen liukoisuus pienenee lähes nollaan. Se esiintyy rakeiden rajoilla kuparisulfidin muodossa, mikä vähentää merkittävästi kuparin plastisuutta.
3. Hapen jakautumismallit ja vaikutukset vähän happipitoisissa kuparisauvissa ja hapettomissa kuparisauvoissa
Happipitoisuudella on merkittävä vaikutus vähän happipitoisten kuparitankojen langanvetokykyyn. Kun happipitoisuus nousee optimaaliseen arvoon, kuparisauvalla on alhaisin murtumisnopeus. Tämä johtuu siitä, että happi toimii sieppaajana reaktiossa useimpien epäpuhtauksien kanssa. Kohtalainen happi auttaa myös poistamaan vetyä kuparinesteestä, synnyttämään vesihöyryä ylivuotoon ja vähentämään huokosten muodostumista. Optimaalinen happipitoisuus tarjoaa parhaat olosuhteet langanvetoprosessille.
Vähähappipitoisten kuparitankooksidien jakautuminen: Kiinteytymisen alkuvaiheessa jatkuvassa valussa lämmön poistumisnopeus ja tasainen jäähdytys ovat tärkeimmät tekijät, jotka määräävät kuparitankooksidin jakautumisen. Epätasainen jäähdytys aiheuttaa oleellisia eroja kuparitangon sisäisessä rakenteessa, mutta myöhemmässä lämpökäsittelyssä pylväskiteet yleensä tuhoutuvat, jolloin kuparioksidihiukkaset jalostuvat ja jakautuvat tasaisesti. Tyypillinen oksidihiukkasten aggregaatiosta johtuva tilanne on keskuspurkaus. Oksidipartikkelien jakautumisen vaikutuksen lisäksi kuparisauvat, joissa on pienempiä oksidihiukkasia, osoittavat parempia langanveto-ominaisuuksia ja suuremmat Cu2O-hiukkaset aiheuttavat helposti jännityskeskittymispisteitä ja murtumia.
Happivapaan kuparin happipitoisuus ylittää standardin, kuparitanko muuttuu hauraaksi, venymä pienenee, venytetty portti näyttää tummanpunaiselta ja kiderakenne on löysä. Kun happipitoisuus ylittää 8 ppm, prosessin suorituskyky heikkenee, mikä ilmenee erittäin suurena tangon ja langan katkeamisena valun ja vedon aikana. Tämä johtuu siitä, että happi voi muodostaa kuparin kanssa hauraan kuparioksidifaasin muodostaen kupari-kuparoksidieutektiikkaa, joka jakautuu rajalle verkostorakenteessa. Tällä hauraalla faasilla on korkea kovuus ja se irtoaa kuparikappaleesta kylmämuodonmuutoksen aikana, jolloin kuparitangon mekaaniset ominaisuudet heikkenevät ja aiheuttavat helposti murtuman myöhemmän käsittelyn aikana. Korkea happipitoisuus voi myös heikentää hapettomien kuparitankojen johtavuutta. Siksi ylöspäin jatkuvaa valuprosessia ja tuotteen laatua on valvottava tiukasti.
4. Vedyn vaikutus
Ylöspäin jatkuvassa valussa happipitoisuus hallitaan alhaiseksi ja oksidien sivuvaikutukset vähenevät huomattavasti, mutta vedyn vaikutuksesta tulee suurempi ongelma. Sisäänhengityksen jälkeen sulassa tapahtuu tasapainoreaktio: H2O(g)=[O]+2[H];
Kaasua ja huokoisuutta muodostuu kiteytysprosessin aikana, kun vety saostuu ja kerääntyy ylikyllästyneestä liuoksesta. Ennen kiteytymistä saostunut vety voi pelkistää kuparioksidin muodostaen vesikuplia. Koska ylöspäin valun ominaisuus on sulan kuparin kiteytyminen ylhäältä alas, muodostuvan nesteen muoto on suunnilleen kartiomainen. Ennen kuparin nesteen kiteytymistä saostunut kaasu tukkeutuu jähmettymisrakenteeseen kelluntaprosessin aikana ja valutankoon muodostuu huokosia kiteytymisen aikana. Kun ylöspäin suuntautuva kaasupitoisuus on pieni, saostunut vety on raerajoilla ja muodostaa huokoisuutta; kun kaasupitoisuus on korkea, se kerääntyy huokosiin. Siksi huokoset ja huokoisuus muodostuvat sekä vedystä että vesihöyrystä.
Vetyä tulee eri prosessilinkeistä alkupään tuotantoprosessissa, kuten raaka-aineen elektrolyyttisen kuparin "patinasta", apumateriaalina olevasta hiilestä**, ilmastoympäristöstä** ja grafiittikiteyttimestä, joka ei ole kuiva, jne. sulatusuunissa olevan kuparinesteen pinta tulee peittää paistetulla hiilellä ja elektrolyyttisen kuparin tulee yrittää poistaa "patina", "kuparipavut" ja "korvat", mikä on erittäin tärkeää hapettoman laadun parantamiseksi. kupari sauvat.
Jatkuvassa valu- ja valssausprosessissa vetyä ohjataan usein säätelemällä happipitoisuutta kohtuullisesti. Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O
Koska sula kupari kiteytyy alhaalta ylöspäin valuprosessin aikana, sulassa kuparissa olevan hapen ja vedyn tuottama vesihöyry voi helposti kellua ylös ja poistua. Suurin osa sulassa kuparissa olevasta vedystä voidaan poistaa tehokkaasti, mikä vaikuttaa kuparitankoon. pienempi.
