Kuinka erottaa hapettomat kuparisauvat vähähappisista kuparitankoista?
Johdanto: Ihmiset sekoittavat usein happivapaita kuparitankoja vähän happipitoisiin kuparitankoihin. Tämän tilanteen vähentämiseksi tämä artikkeli auttaa kaikkia tekemään oikeita päätöksiä ammatinharjoittajien monivuotisen käytännön kokemuksen perusteella. Näiden kahden suorituskyvyn välillä on erittäin suuri ero. Jos tunnistat ne huolellisesti ulkonäön perusteella, voit myös löytää asioita, jotka voivat erottaa ne.
Happivapaiden kuparitankojen ja vähän happipitoisten kuparitankojen valmistusprosessit ovat erilaisia, mikä kuuluu nimistä. Suurin ero näiden kahden välillä on happipitoisuus. Tällä hetkellä jonkun on sanottava, että tiedän, että toinen sisältää happea ja toinen ei. Vaikka tämä kuulostaa aivan oikealta, se on todellisuudessa väärin. Vaikka sitä kutsutaan hapettomaksi kupariksi, tämä materiaali sisältää myös happea, mutta sen pitoisuus on hyvin pieni ja se voidaan jättää huomiotta. Lisäksi erilaisista valmistusprosesseista johtuen suorituskyvyssä on tiettyjä eroja. Happivapaiden kuparitankojen ulkonäkö on kirkkaampi. Siksi, kun kaksi tuotetta kohdataan samanaikaisesti, happivapaiden kuparitankojen kirkkaus on yleensä parempi.
1. Määritelmä
Kuparia raaka-aineena käyttämällä valmistetaan kuparitankoja, joiden happipitoisuus on välillä 200 (175) - 400 (450) ppm jatkuvalla valu- ja valssausmenetelmillä, joita kutsutaan vähähappisiksi kuparitankoiksi.
Upward-induktiomenetelmällä valmistettuja kuparisauvoja, joiden happipitoisuus on alle 20 ppm, kutsutaan hapettomaksi kuparisauvoiksi. Happivapaat kuparisauvat ovat puhdasta kuparia, joka ei sisällä happea tai mitään hapettimen jäännöksiä, mutta sisältää itse asiassa hyvin pieniä määriä happea ja joitakin epäpuhtauksia. Standardin mukaan happipitoisuus ei ole suurempi kuin 0.02 %, kokonaisepäpuhtauspitoisuus on enintään 0,05 % ja kuparin puhtaus on suurempi kuin 99,95 %. Happipitoisuuden ja epäpuhtauspitoisuuden mukaan hapettomat kuparisauvat jaetaan kuparitankoihin TU1 ja TU2. TU1 hapettoman kuparitangon puhtaus saavuttaa 99,99% ja happipitoisuus on enintään 0,001%; TU2-hapettoman kuparin puhtaus saavuttaa 99,95 % ja happipitoisuus enintään 0,002 %.
2. Tuotantoprosessi
Kuparitanko on kaapeliteollisuuden pääraaka-aine. Tuotantomenetelmiä on kaksi: jatkuvavalu ja valssaus sekä ylöspäin suuntautuva jatkuvavalu.
On monia menetelmiä tuottaa vähän happipitoisia kuparitankoja jatkuvalla valulla ja valssauksella, ja happipitoisuus on yleensä 200-400ppm. Sen ominaispiirre on, että metallin sulamisen jälkeen kuilu-uunissa kuparineste kulkee pitouunin, kourun ja valuastian läpi ja tulee kaatoputkesta suljettuun muottionteloon. Se jäähdytetään suuremmalla jäähdytysintensiteetillä, jolloin muodostuu valulaatta, ja sitten sitä käsitellään useissa ajoissa. Valssauksen jälkeen alkuperäinen valurakenne on murtunut ja valmistetulla vähän happipitoisella kuparitankolla on lämpökäsitelty rakenne.
Kiinassa ylöspäin jatkuvaa valumenetelmää käytetään periaatteessa hapettomien kuparitankojen valmistukseen, ja happipitoisuus on yleensä alle 20 ppm. Kun metalli on sulanut induktiouunissa, se valetaan jatkuvasti ylöspäin grafiittimuotin läpi ja sitten kylmävalssataan tai kylmätyöstetään. Valmistettu hapeton kuparitanko on valettu rakenne.
Vähän happipitoinen kuparitanko on lämpökäsitelty rakenne, ja 8 mm sauvassa on ilmennyt uudelleenkiteytystä. Happivapaassa kuparitankossa on valettu rakenne, jossa on karkeita rakeita. Tästä syystä hapettomalla kuparisauvalla on korkeampi uudelleenkiteytyslämpötila ja se vaatii korkeamman hehkutuslämpötilan. Koska uudelleenkiteytyminen tapahtuu lähellä raerajaa, hapettoman kuparitankorakenteen rakeet ovat karkeita ja raekoko voi olla jopa useita millimetrejä. Siksi viljarajoja on vähän. Vaikka se vääristyy vetämällä, raerajat ovat suhteellisen vähän happipitoisia kuparitankoja. Vielä vähemmän, joten tarvitaan suurempaa hehkutustehoa.
Happettoman kuparin onnistuneen hehkutuksen vaatimukset ovat: ensimmäinen hehkutus, kun lanka vedetään tangosta, mutta sitä ei ole vielä valettu. Hehkutustehon tulisi olla 10-15 % suurempi kuin vähän happipitoisella kuparilla samassa tilanteessa. Jatkuvan vedon jälkeen tulee jättää riittävästi marginaalia hehkutusteholle myöhemmissä vaiheissa ja erilaisia hehkutusprosesseja tulee suorittaa vähän happipitoiselle ja hapettomalle kuparille, jotta varmistetaan prosessin aikana olevien ja valmiiden lankojen pehmeys.
3. Happipitoisuus
Anaerobiset ja hypoksiset sauvat on helppo erottaa niiden happipitoisuuden perusteella. Anaerobisten kuparisauvojen happipitoisuus on alle 10-20 ppm, mutta tällä hetkellä jotkut valmistajat voivat saavuttaa vain alle 50 ppm. Vähähappipitoiset kuparisauvat ovat 200-400ppm, ja hyvien kuparisauvojen happipitoisuus on yleensä noin 250 ppm.
Kuparisauvojen valmistuksessa käytetyn katodikuparin happipitoisuus on yleensä 10-50ppm, ja hapen kiinteä liukoisuus kupariin huoneenlämpötilassa on noin 2 ppm. Vähähappipitoisten kuparitankojen happipitoisuus on yleensä 200 (175)-400 (450) ppm, joten happea hengitetään kuparisena nestemäisenä. Päinvastoin, ylösvetomenetelmällä tuotettu hapeton kuparitanko pelkistyy ja poistetaan sen jälkeen, kun happea on pidetty nestemäisen kuparin alla pitkään. Yleensä tämän sauvan happipitoisuus on alle 10-50ppm, ja matalin voi olla 1-2ppm.
Rakenteellisesta näkökulmasta happi vähän happipitoisessa kuparisauvassa on kuparioksidin tilassa lähellä raerajaa. Tämä on yleistä vähän happipitoisille kuparitankoille, mutta harvinaista hapettomille kuparitankoille. Kuparioksidi esiintyy sulkeutumina raerajoilla, mikä voi vaikuttaa negatiivisesti materiaalin sitkeyteen. Happivapaassa kuparissa happi on hyvin alhainen, joten tämän kuparin rakenne on yhtenäinen yksivaiheinen rakenne, mikä on edullista sitkeyden kannalta. Huokoisuus on harvinainen hapettomissa kuparitankoissa, mutta se on yleinen vika vähän happipitoisissa kuparitankoissa.
4. Piirustussuorituskyky
Kuparitankojen vetokyky liittyy moniin tekijöihin, kuten epäpuhtauspitoisuuteen, happipitoisuuteen ja jakautumiseen, prosessin ohjaukseen jne.
Happeettomat tangot käyttävät yleensä ylöspäin suuntautuvaa vetomenetelmää, kun taas hypoksiset tangot valmistetaan jatkuvalla valulla ja valssauksella. Suhteellisesti sanottuna hypoksiset sauvat sopeutuvat paremmin emaloidun langan ominaisuuksiin, kuten pehmeyteen, paluukulmaan ja käämityskykyyn, mutta hypoksiset tangot ovat suhteellisen vaativampia langan vetoolosuhteissa. Venytä myös 0.2 filamenttia. Jos venytysolosuhteet eivät ole hyvät, tavallista anaerobista sauvaa voidaan venyttää, mutta hyvä hypoksinen sauva rikkoutuu; mutta jos sama sauva sijoitetaan hyviin venytysolosuhteisiin, hypoksinen sauva voi ehkä venyttää sen kaksinkertaiseksi nollaan ja viiteen, kun taas tavalliset anaerobiset sauvat voidaan venyttää vain korkeintaan 0.1. Tietysti ohuimmat, kuten Shuang Zero Two, joutuvat luottamaan tuontihappivapaisiin kuparitankoihin. Molempia voidaan venyttää 0.015 mm, mutta matalan lämpötilan hapettomassa kuparissa matalan lämpötilan suprajohtavassa langassa filamenttien välinen etäisyys on vain 0,001 mm.
1. Sulamismenetelmän vaikutus epäpuhtauksiin, kuten S
Jatkuva valu- ja valssausmenetelmä pääasiassa sulattaa kuparitangon kaasua polttamalla. Palamisprosessin aikana hapettumisen ja haihtumisen kautta jotkin epäpuhtaudet voidaan jossain määrin vähentää pääsemästä kuparinesteeseen, joten raaka-ainevaatimukset ovat suhteellisen alhaiset. Ylöspäin jatkuvassa valumenetelmässä sulatukseen käytetään induktiouunia. Elektrolyyttisen kuparin pinnalla olevat "patina" ja "kuparipavut" sulavat periaatteessa kuparinesteeseen. Sulanut S vaikuttaa suuresti hapettoman kuparitangon plastisuuteen ja lisää langan katkeamista. linjanopeus.
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, jolloin silitysrauta putoaa, mikä aiheuttaa ulkoisen sekoituksen. Oksidien rullautuminen sisään prosessin 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. Sisäänpääsyn mahdollisuus on pienempi.
3. Hapen jakautumismuoto ja sen vaikutus
Happipitoisuudella on merkittävä vaikutus kuparitangon langanvetokykyyn. Kun happipitoisuus on optimaalisella arvolla, kuparitangon murtumisnopeus on alhaisin. 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.
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, mikä johtaa kuparioksidihiukkasten jalostukseen ja tasaiseen jakautumiseen. Tyypillinen oksidihiukkasten aggregaatiosta johtuva tilanne on keskuspurkaus. Oksidipartikkelien jakautumisen vaikutuksen lisäksi kuparitangot, joissa on pienempiä oksidihiukkasia, osoittavat parempia langanveto-ominaisuuksia ja suuremmat kuparioksidihiukkaset aiheuttavat helposti jännityskeskittymispisteitä ja murtumia.
Happivapaan kuparitangon 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 happipitoisuutta hallitaan pienemmäksi, oksidien sivuvaikutukset vähenevät ja 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 puuhiilestä, ilmastoympäristöstä on kostea ja grafiittikiteyttimessä ei ole kuivaa jne. sulatusuunissa olevasta kuparinesteestä tulee peittää uunihiilellä, ja elektrolyyttisen kuparin tulee yrittää poistaa "patina", "kuparipavut" ja "korvat", mikä on erittäin tärkeää hapettomien kuparitankojen laadun parantamiseksi. .
Jatkuvassa valu- ja valssausprosessissa vetyä ohjataan usein säätelemällä maltillisesti happipitoisuutta (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.
5. Pinnan laatu
Tuotteiden, kuten sähkömagneettisten johtojen, tuotantoprosessissa vaaditaan myös kuparitankojen pinnan laatua. Vedetyn kuparilangan pinnan tulee olla purseeton, vähemmän kuparijauhetta eikä öljytahroja. Kuparilangan laatu tulee mitata vääntötestillä ja kuparitangon palautuminen vääntymisen jälkeen sen laadun määrittämiseksi.
Jatkuvan valun ja valssauksen aikana, valusta valssaukseen, lämpötila on korkea ja täysin alttiina ilmalle, jolloin valulaatan pinnalle muodostuu paksu oksidikerros. Valssausprosessin aikana rullien pyöriessä oksidihiukkaset rullasivat kuparilangan pintaan. Koska kuparioksidi on hauras yhdiste, jolla on korkea sulamispiste, kun syvälle valssatut kuparioksidin nauhamaiset aggregaatit venyvät muotin toimesta, kuparitangon ulkopinnalle muodostuu purseita, jotka aiheuttavat ongelmia myöhempään maalaukseen. Vähähappipitoisiin kuparitankoihin tuotuja laitteita on kahta päätyyppiä: SOUTHWIRE-laitteet Yhdysvalloista, joiden kotimaisia valmistajia ovat Nanjing Huaxin ja Jiangxi Copper; toinen on saksalainen CONTIROD-laitteisto, jonka kotimaisia valmistajia ovat Changzhou Jinyuan ja Tianjin Seamless.
Ylöspäin jatkuvalla valuprosessilla valmistettu hapeton kuparitanko on täysin eristetty hapesta valun ja jäähdytyksen ansiosta, eikä sitä seuraa kuumavalssausprosessia. Kuparitangon pintaan ei ole rullattu oksidia, ja laatu on parempi. Vedon jälkeen kuparijauhetta on vähemmän. , edellä mainittuja ongelmia ei todennäköisesti esiinny.
Myös hapeton kuparitankotuotanto jakautuu tuontilaitteiden tuotantoon ja kotimaiseen laitetuotantoon. Tuontituotteilla ei kuitenkaan tällä hetkellä ole ilmeisiä etuja. Valmistetuissa kuparitankotuotteissa ei ole paljon eroa. Niin kauan kuin kuparilevy on valittu hyvin ja tuotannon ohjaus on vakaa, myös kotimaiset laitteet voivat tuottaa luotettavaa tuotantoa. Venytä kuparitankoa 0.05. Tuontilaitteet ovat pääsääntöisesti suomalaista Outokummua. Parhaiden kotimaisten laitteiden tulisi olla Shanghai Navy Yardilta, jolla on pisin tuotantoaika ja luotettava laatu.
6. Sovellus
Sähköasentajat käyttävät sekä vähän happipitoisia kuparitankoja että hapettomia kuparitankoja. Ne eivät ole muuta kuin johtoja ja kaapeleita, emaloituja johtoja, litteitä johtoja ja kuparitankoja. Sovelluskentissä ei ole paljon eroa.
Happivapaat kuparisauvat valmistetaan yleensä elektrolyyttisestä kuparista, ja niiden ominaisvastus ja prosessointikyky ovat parempia kuin vähän happipitoisia kuparitankoja. Siksi hapettomia sauvoja käytetään yleensä korkean kysynnän sähkömateriaalien, kuten emaloitujen johtojen, valmistukseen. Happivapaiden sauvojen vastus on selvästi pienempi ja käyttökohde Lämmitystilanne moottoria käytettäessä on ehdottomasti parempi kuin hypoksisen sauvan.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >1 mm:n vähähappisilla kuparitangoilla on ilmeisiä etuja. Happivapaat kuparitangot ovat vieläkin parempia vedettäessä halkaisijaltaan olevia kuparilankoja<0.5mm. . The 6mm oxygen-free copper rod is used to produce copper flat wires, and the 3mm oxygen-free copper rod is used for wire drawing to produce wire copper cores and enameled wires, which are mainly used in wires, cables and motors. When drawing wire with a low-oxygen rod, it is difficult to draw filaments below 0.5mm.
Siksi nyt pohjimmiltaan suurikokoisissa sähkötuotteissa, joissa on alhainen vastus, käytetään vähän happipitoisia sauvoja; pienikokoisissa tuotteissa, joilla on korkeat vastusvaatimukset, käytetään anaerobisia sauvoja. Äänikaapelit käyttävät yleensä mieluummin hapettomia sauvoja. Tämä liittyy siihen, että hapettomat sauvat ovat yksikiteistä kuparia ja hypoksiset sauvat monikiteistä kuparia.
7. Hintaetu
Nykyään yhä useammat kaapeliyritykset käyttävät hapettomia kuparitankoja kaapeleiden raaka-aineena. Joten mitkä ovat hapettomien kuparitankojen suorituskykyedut tavallisiin kuparitankoihin verrattuna?
"Tavallisiin kuparitankoihin verrattuna hapettomilla kuparitangoilla on parempi sitkeys ja parempi johtavuus, ja ne ovat ihanteellisia raaka-aineita lanka- ja kaapeli- sekä sähkö- ja sähköteollisuudelle." sanoi vanhempi happivapaiden kuparitankojen valmistaja. Verrattuna tavallisiin kuparitankoihin hapettomilla kuparitankoilla on erinomaiset ominaisuudet, kuten korkea puhtaus, alhainen happipitoisuus, korkea johtavuus ja hyvä prosessointikyky. Niillä on myös sileä ulkonäkö, pyöreä pinta, eikä niissä ole purseita, halkeamia, kuoriutumista tai inkluusiovirheitä.
Tavalliset kuparitangot sisältävät usein huomattavan määrän kuparioksidiepäpuhtauksia, joilla on negatiivinen vaikutus materiaalin sitkeyteen. Korkealaatuisessa happivapaassa kuparitankossa ei ole lähes lainkaan epäpuhtauksia ja sen sitkeys on erinomainen. Lisäksi erinomaisessa happivapaassa kuparitankossa on yhtenäinen rakenne ja paksut kiteet, mikä ei ainoastaan ratkaise tavallisten kuparitankojen yleisimpiä huokoisuusvirheitä, vaan sillä on myös ylivoimaisin vedettävyys kaikista lankahalkaisijasta.
Eli tarkoittaako hapeton kuparitanko näin erinomaisella suorituskyvyllä korkeaa hintaa? Alan sisäpiiriläiset vastaavat tähän kysymykseen kieltävästi. Toisaalta nykyisessä kotimaisessa hapettomien kuparitankojen tuotannossa käytetään pääasiassa ylöspäin suuntautuvaa vetomenetelmää. Tällä yleisellä prosessilla itsessään on etuina lyhyt prosessivirtaus, korkea tuottoaste, alhaiset kustannukset ja pienet investoinnit. Siksi hapettomien kuparitankojen hinta on suhteellinen. Tavallisten kuparitankojen hinta ei ole paljon korkeampi; toisaalta hapetonta kuparin tuotantoprosessia on kehitetty lähes 20 vuotta, ja toimintatapoihin ja prosesseihin on tehty monia parannuksia, kuten jalostusprosessin lisääminen ylösvetotuotantoprosessiin käyttämällä The scrap copperia. Tehotaajuusuunin sulatus- ja tuotantoprosessissa ylöspäin induktiomenetelmällä syntyvä lanka on vapautettu lisäkäsittely- ja kuljetusmaksuista. Täydellisellä tekniikalla ja tuotantoprosesseilla kypsä happivapaiden kuparitankojen valmistaja voi tehdä hapettomien kuparitankojen hinnasta lähes samat kuin tavallisten kuparitankojen.
