Onko kupari kaikissa kaapeleissa sama? Millainen kupari on hyvä?

Onko kupari kaikissa kaapeleissa sama? Millainen kupari on hyvä?

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 muottipesään. Jäähdytystehoa käytetään jäähdyttämiseen, jolloin muodostuu valulaatta, joka valssataan sitten useissa kierroksissa. 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 välialtaiden 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 saattaa syntyä vähemmän. Mahdollisuuksia päästä sisään 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 sulaan 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 kuparitankooksidien 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 kuparisauvat, joissa on pienempiä oksidihiukkasia, osoittavat parempia langanveto-ominaisuuksia ja suuremmat Cu2O-hiukkaset aiheuttavat helposti jännityskeskittymispisteitä ja murtumia.

2. Pinnan laatu

Tuotteiden, kuten sähkömagneettisten johtojen, tuotantoprosessissa vaaditaan myös kuparitankojen pinnan laatua. Vedetyn kuparilangan pinnassa ei saa olla purseita, vähemmän kuparijauhetta eikä öljytahroja. Pinnalla olevan kuparijauheen laatua mitataan vääntötestillä ja kuparitangon palautumista vääntöjännitteen jälkeen tarkkaillaan sen laadun määrittämiseksi.

Jatkuvan valun ja valssauksen aikana valusta valssaukseen lämpötila on korkea ja täysin alttiina ilmalle, mikä aiheuttaa paksun oksidikerroksen muodostumisen valulaatan pinnalle. Valssausprosessin aikana rullien pyöriessä oksidihiukkaset rullasivat kuparilangan pintaan. Koska kuparioksidi on hauras yhdiste, jolla on korkea sulamispiste, syvemmälle valssatun kuparioksidin tapauksessa kuparitangon ulkopinnalle muodostuu purseita, jotka ovat myöhemmissä rullauksissa. maalaus. >

Vähähappinen kuparitanko

Äänikaapelit käyttävät yleensä mieluummin hapettomia sauvoja. Tämä liittyy siihen, että hapettomat sauvat ovat yksikiteistä kuparia ja hypoksiset sauvat monikiteistä kuparia.

Vähähappipitoiset kuparisauvat ja hapettomat kuparitangot eroavat erilaisista valmistusmenetelmistä johtuen ja niillä on omat ominaisuutensa.

1. Tietoja hapen hengityksestä ja poistamisesta ja sen olemassaolotilasta

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 happi hengitetään nestemäisen kuparin alla, kun taas ylöspäin vedettävä hapeton kuparitanko on päinvastoin. , happea hengitetään nestemäisen kuparin alla Pitkän säilytyksen jälkeen se vähennetään ja poistetaan. Yleensä tämän tyyppisen sauvan happipitoisuus on alle 10-50ppm ja matalin voi olla 1-2ppm. Kudosten näkökulmasta vähähappisessa kuparissa oleva happi hapettuu. Kuparitila esiintyy lähellä rakeiden rajoja, mikä on yleistä vähän happipitoisille kuparisauvoille, mutta harvinaista hapettomille kuparisauvoille. Kuparioksidin läsnäolo sulkeumien muodossa raerajoilla 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, ja se on yleinen vika vähän happipitoisissa kuparitankoissa.

2. Ero kuumavalssatun rakenteen ja valurakenteen välillä

Koska vähän happipitoinen kuparitanko on kuumavalssattu, sen rakenne on kuumakäsitelty rakenne. Alkuperäinen valurakenne on rikki ja 8mm sauvassa on ilmennyt uudelleenkiteytystä. Happivapaassa kuparitankossa on valettu rakenne, jossa on karkeita rakeita. Tämä on luontainen syy, miksi hapettomalla kuparilla on korkeampi uudelleenkiteytyslämpötila ja se vaatii korkeamman hehkutuslämpötilan. Tämä johtuu siitä, että uudelleenkiteytyminen tapahtuu lähellä rakeiden rajoja. Happivapaassa kuparitankorakenteessa on karkeita rakeita ja raekoko voi olla jopa useita millimetrejä. Siksi viljarajoja on vähän. Vaikka se vääristyy vetämällä, raeraajat ovat suhteellisen matalat. Happikuparisauvoja on edelleen vähemmän, joten tarvitaan suurempaa hehkutustehoa. Happivapaan 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 seuraavissa vaiheissa ja erilaisia ​​hehkutusprosesseja tulee suorittaa vähän happipitoiselle ja hapettomalle kuparille, jotta varmistetaan prosessin aikana olevien ja valmiiden lankojen pehmeys.

3. Erot sulkeutumisissa, happipitoisuuden vaihteluissa, pintaoksideissa ja mahdollisissa kuumavalssausvirheissä

Happivapaiden kuparitankojen vedettävyys on parempi kuin vähän happipitoisten kuparitankojen kaikilla lankahalkaisijoilla. Edellä mainittujen rakenteellisten syiden lisäksi hapettomissa kuparitankoissa on vähemmän sulkeumia, vakaa happipitoisuus, eikä niissä ole kuumavalssauksesta mahdollisesti syntyviä vikoja. , oksidin paksuus tangon pinnalla voi olla pienempi tai yhtä suuri kuin 15A. Jatkuvan valu- ja valssausprosessin aikana, jos prosessi on epävakaa ja hapen valvonta ei ole tiukkaa, epävakaa happipitoisuus vaikuttaa suoraan tangon suorituskykyyn. Jos sauvan pintaoksidi saadaan kompensoitua jatkuvassa puhdistuksessa jälkikäsittelyssä, ongelmallisempaa on, että "ihon alla" on huomattava määrä oksidia, joka vaikuttaa suoremmin langan katkeamiseen. Sen vuoksi, kun vedetään hienoja lankoja, Kun työskennellään ultrahienoilla langoilla, langan katkeamisen vähentämiseksi kuparitanko on joskus kuorittava tai jopa kuorittava kahdesti viimeisenä keinona ihonalaisen oksidin poistamiseksi.

4. Vähähappipitoisten kuparitankojen ja hapettomien kuparitankojen sitkeys eroaa

Molemmat voidaan venyttää {{0}},015 mm:iin, mutta matalan lämpötilan hapettomassa kuparissa matalan lämpötilan suprajohtavassa langassa filamenttien välinen etäisyys on vain 0,001 mm.

5. Taloudessa on eroja tankojen valmistuksen raaka-aineista langanvalmistukseen.

Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >1 mm, vähän happipitoisten kuparitankojen edut ovat ilmeisempiä, kun taas hapettomat kuparitangot ovat vieläkin parempia vedettäessä halkaisijaltaan olevia kuparilankoja<0.5mm.

6. Vähähappipitoisten kuparitankojen langanvalmistusprosessi on erilainen kuin hapettomien kuparitankojen.

Vähähappipitoisten kuparitankojen langanvalmistusprosessia ei voida kopioida hapettomien kuparitankojen langanvalmistusprosessiin. Ainakin näiden kahden hehkutusprosessit ovat erilaisia. Koska langan pehmeyteen vaikuttavat syvästi materiaalin koostumus ja tangon valmistus, langanvalmistus ja hehkutusprosessit, emme voi yksinkertaisesti sanoa, kumpi on pehmeämpi tai kovempi, vähähappinen kupari vai hapeton kupari.