Ero vähähappisen kuparitangon ja hapettoman kuparitangon suorituskyvyn välillä
Kuparitanko on kaapeliteollisuuden pääraaka-aine. On olemassa kaksi päätuotantomenetelmää: jatkuvavalu ja valssaus sekä ylöspäin suuntautuva jatkuvavalu. On olemassa monia menetelmiä vähähappisten kuparitankojen valmistamiseksi jatkuvalla valulla ja valssauksella. Ominaisuudet ovat, että sen jälkeen, kun metalli on sulanut pystyuunissa, kuparineste kulkee eristysuunin, kourun ja väliastian läpi ja tulee kaatoputkesta suljettuun muottionteloon. Se jäähdytetään suurella jäähdytysteholla valetun aihion muodostamiseksi ja rullataan sitten useita kertoja. Valmistettu vähän happipitoinen kuparitanko on kuumakäsitelty rakenne. Alkuperäinen valurakenne on rikki ja happipitoisuus on yleensä 200-400 ppm. Pohjimmiltaan kaikki hapettomat kuparitangot valmistetaan Kiinassa jatkuvalla valulla ylöspäin. Kun metalli on sulatettu induktiouunissa, se valetaan grafiittimuotin läpi ja sitten kylmävalssataan tai kylmäkäsitellään. Valmistettu hapeton kuparitanko on valurakenne, jonka happipitoisuus on yleensä alle 20 ppm. Erilaisista valmistusprosesseista johtuen monissa asioissa, kuten organisaatiorakenteessa, happipitoisuuden jakautumisessa, epäpuhtauksien muodossa ja jakautumisessa, on suuria eroja.
1. Piirustussuorituskyky
Kuparitankojen vetokyky liittyy moniin tekijöihin, kuten epäpuhtauspitoisuuteen, happipitoisuuteen ja -jakaumaan, prosessin ohjaukseen jne. Kuparitankojen vetokykyä analysoidaan yllä olevista näkökohdista.
1. Sulamismenetelmän vaikutus epäpuhtauksiin, kuten S
Kuparitankojen jatkuvassa valussa ja valssauksessa kuparitankoja pääasiassa sulatetaan kaasunpolton kautta. Polttoprosessin aikana jotkin epäpuhtaudet voidaan jossain määrin vähentää hapettumisen ja haihtumisen kautta. Siksi jatkuvavalu- ja valssausmenetelmällä on suhteellisen alhaiset vaatimukset raaka-aineille. Happivapaiden kuparitankojen valmistuksessa, koska induktiouunia käytetään sulatukseen, elektrolyyttisen kuparin pinnalla olevat "patina" ja "kuparipavut" sulatetaan periaatteessa kuparinesteeseen. Niistä sulalla S:llä on suuri vaikutus hapettomien kuparitankojen plastisuuteen ja se lisää langan vedon katkeamisnopeutta.
2. Epäpuhtauksien pääsy valun aikana
Tuotantoprosessin aikana jatkuvassa valu- ja valssausprosessissa on siirrettävä kuparinestettä eristysuunin, kourun ja valuastian läpi, mikä on suhteellisen helppo aiheuttaa tulenkestävien materiaalien kuoriutumista. Valssausprosessin aikana sen täytyy kulkea telan läpi, jolloin rauta putoaa, mikä aiheuttaa ulkoisia sulkeumia kuparitankoon. Oksidien vieriminen ihon päälle ja alle kuumavalssauksen aikana vaikuttaa haitallisesti vähän happipitoisten sauvojen langanvetoon. Ylöspäin jatkuvan valumenetelmän tuotantoprosessi on suhteellisen lyhyt. Kuparinesteen täydentää saumausuunissa oleva uppovirtaus, jolla on vain vähän vaikutusta tulenkestävään materiaaliin. Kiteytys suoritetaan grafiittimuotissa, joten prosessissa saattaa syntyä vähemmän saastelähteitä ja vähemmän epäpuhtauksien pääsyä sisään.
O, S ja P ovat alkuaineita, jotka tuottavat yhdisteitä kuparin kanssa. Sulaseen kupariin happi voi olla osittain liuennut, mutta kuparin tiivistyessä happi on melkein liukenematon kupariin. Liuennut happi sulassa tilassa saostuu kupari-= kuparioksidin eutektisena aineena ja jakautuu raerajoille. Kupari-kuparioksidin eutektiikka vähentää merkittävästi kuparin plastisuutta.
Rikki voidaan liuottaa sulaan kupariin, mutta huoneenlämpötilassa sen liukoisuus laskee melkein nollaan. Se esiintyy raerajoilla kuparisulfidin muodossa, mikä vähentää merkittävästi kuparin plastisuutta.
3. Hapen jakautumismuoto ja vaikutus vähähappisissa kuparisauvissa ja hapettomissa kuparisauvoissa
Happipitoisuudella on merkittävä vaikutus vähän happipitoisten kuparitankojen langanvetokykyyn. Kun happipitoisuus nousee optimaaliseen arvoon, kuparitangon langan katkeamisnopeus on alhaisin. Tämä johtuu siitä, että happi toimii puhdistajana reagoidessaan useimpien epäpuhtauksien kanssa. Kohtalainen happi auttaa myös poistamaan vetyä kuparinesteestä, synnyttämään vesihöyryn ylivuotoa ja vähentämään huokosten muodostumista. Optimaalinen happipitoisuus tarjoaa parhaat olosuhteet langanvetoprosessille.
Vähähappipitoisten kuparitankooksidien jakautuminen: Kiinteytymisen alkuvaiheessa jatkuvassa valussa lämmönpoistonopeus ja tasainen jäähdytys ovat päätekijät, jotka määräävät kuparitankooksidien jakautumisen. Epätasainen jäähdytys aiheuttaa oleellisia eroja kuparitangon sisäisessä rakenteessa, mutta myöhemmässä kuumakäsittelyssä pylväskiteet yleensä tuhoutuvat, jolloin kuparioksidihiukkaset ovat hienoja ja tasaisesti jakautuneita. Tyypillinen oksidihiukkasten aggregaation aiheuttama tilanne on keskuspurkaus. Oksidipartikkelien jakautumisen vaikutuksen lisäksi kuparisauvat, joissa on pienempiä oksidihiukkasia, osoittavat parempia langanveto-ominaisuuksia, ja suuremmat Cu2O-hiukkaset ovat alttiita aiheuttamaan jännityskeskittymispisteitä ja rikkoutumaan.
Happivapaan kuparin happipitoisuus ylittää standardin, kuparitanko muuttuu hauraaksi, venymä pienenee, venytyskuvioportti näyttää tummanpunaiselta ja kiderakenne on löysä. Kun happipitoisuus ylittää 8 ppm, prosessin suorituskyky heikkenee, mikä ilmenee rikkoutuneiden tankojen ja lankojen merkittävänä lisääntymisenä valun ja venytyksen aikana. Tämä johtuu siitä, että happi voi reagoida kuparin kanssa muodostaen hauraan kuparioksidifaasin, jolloin muodostuu kupari-kuparoksidieutektiikka, joka jakautuu rajalle verkostorakenteen kanssa. Tällä hauraalla faasilla on korkea kovuus ja se erottuu kuparikappaleesta kylmämuodonmuutoksen aikana, mikä johtaa kuparitangon mekaanisten ominaisuuksien heikkenemiseen ja helpon murtumiseen myöhemmässä käsittelyssä. Korkea happipitoisuus voi myös johtaa hapettomien kuparitankojen johtavuuden heikkenemiseen. Siksi ylöspäin jatkuvaa valuprosessia ja tuotteen laatua on valvottava tiukasti.
4. Vedyn vaikutus
Ylöspäin jatkuvassa valussa happipitoisuutta hallitaan alhaisella tasolla ja oksidien sivuvaikutukset vähenevät huomattavasti, mutta vedyn vaikutuksesta tulee suurempi ongelma. Imun jälkeen sulassa tapahtuu tasapainoreaktio: H2O(g)=[O]+2[H];
Kaasua ja löysyyttä muodostuu vedyn saostumisesta ja aggregoitumisesta ylikyllästyneestä liuoksesta kiteytysprosessin aikana. Ennen kiteytymistä saostunut vety voi pelkistää kuparioksidin muodostaen vesikuplia. Koska ylöspäin valun ominaisuus on kuparinesteen kiteytyminen ylhäältä alas, muodostuvan nesteen muoto on suunnilleen kartiomainen. Ennen kuparin nesteen kiteytymistä vapautuva kaasu tukkeutuu kelluntaprosessin aikana jähmettymisrakenteeseen ja valutankoon muodostuu huokosia kiteytymisen aikana. Kun ylöspäin suuntautuvan lyijyn kaasupitoisuus on pieni, vapautuva vety on raerajalla muodostaen löysyyttä; kun kaasupitoisuus on korkea, se kerääntyy huokosiin. Siksi huokoset ja löysyys muodostuvat sekä vedystä että vesihöyrystä.
Vetyä tulee eri prosessilinkeistä ylöspäin lyijyn tuotantoprosessissa, kuten raaka-aineen elektrolyyttisen kuparin "patinasta", apuaineena puuhiilestä**, ilmastoympäristöstä** ja grafiittikiteyttimestä ei kuivata. Siksi sulatusuunissa olevan kuparinesteen pinta tulee peittää uunihiilellä, ja elektrolyyttisen kuparin tulee yrittää poistaa "patina", "kuparipavut" ja "korvat", mikä on erittäin tärkeää sulatusuunin laadun parantamiseksi. hapettomat kuparisauvat.
Jatkuvassa valu- ja valssausprosessissa vedyn säätelyyn käytetään usein kohtuullista happipitoisuuden säätöä. Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O
Koska kuparineste kiteytyy valuprosessin aikana alhaalta ylöspäin, kuparinesteen hapen ja vedyn tuottama vesihöyry voi helposti kellua ylös ja valua pois, ja suurin osa kuparinesteen vedystä voidaan poistaa tehokkaasti, joten vaikutus kuparitankoon on pieni.
