Ist das Kupfer in allen Kabeln gleich? Welche Art von Kupfer ist gut?

Ist das Kupfer in allen Kabeln gleich? Welche Art von Kupfer ist gut?

Kupferwalzdraht ist der Hauptrohstoff in der Kabelindustrie. Es gibt zwei Hauptproduktionsmethoden: Stranggießen und Walzen sowie Aufwärtsstranggießen. Es gibt viele Produktionsmethoden für das Stranggießen und Walzen von Kupferstäben mit niedrigem Sauerstoffgehalt. Das Merkmal besteht darin, dass die Kupferflüssigkeit nach dem Schmelzen des Metalls im Schachtofen durch den Warmhalteofen, die Rutsche und den Tundish strömt und über das Gießrohr in den geschlossenen Formhohlraum gelangt. Die Kühlintensität wird zum Abkühlen genutzt, um eine Gussbramme zu bilden, die dann in mehreren Durchgängen gewalzt wird. Der hergestellte sauerstoffarme Kupferstab weist eine heißverarbeitete Struktur auf. Die ursprüngliche Gussstruktur ist gebrochen und der Sauerstoffgehalt liegt im Allgemeinen zwischen 200 und 400 ppm. Sauerstofffreie Kupferstäbe werden in China grundsätzlich im Aufwärtsstranggussverfahren hergestellt. Nachdem das Metall in einem Induktionsofen geschmolzen ist, wird es kontinuierlich durch Graphitformen gegossen und anschließend kaltgewalzt oder kaltverformt. Die hergestellten sauerstofffreien Kupferstäbe haben eine Gussstruktur und enthalten Sauerstoff. Die Menge liegt im Allgemeinen unter 20 ppm. Aufgrund unterschiedlicher Herstellungsprozesse gibt es große Unterschiede in vielen Aspekten wie der Organisationsstruktur, der Verteilung des Sauerstoffgehalts, der Form und Verteilung der Verunreinigungen usw.

1. Zeichenleistung

Die Ziehleistung von Kupferstäben hängt von vielen Faktoren ab, wie z. B. dem Gehalt an Verunreinigungen, Sauerstoffgehalt und -verteilung, Prozesskontrolle usw. Im Folgenden wird die Ziehleistung von Kupferstäben unter den oben genannten Gesichtspunkten analysiert.

1. Der Einfluss der Schmelzmethode auf Verunreinigungen wie S

Beim Stranggießen und Walzen zur Herstellung von Kupferstäben werden die Kupferstäbe hauptsächlich durch die Verbrennung von Gas geschmolzen. Während des Verbrennungsprozesses kann durch Oxidation und Verflüchtigung das Eindringen einiger Verunreinigungen in die Kupferflüssigkeit bis zu einem gewissen Grad reduziert werden. Daher erfordert das Stranggieß- und Walzverfahren einen relativ hohen Rohstoffbedarf. Untere. Im oberen Stranggussverfahren werden sauerstofffreie Kupferstäbe hergestellt. Da zum Schmelzen der Induktionsofen verwendet wird, werden die „Patina“ und die „Kupferbohnen“ auf der Oberfläche des Elektrolytkupfers grundsätzlich in das flüssige Kupfer eingeschmolzen. Das geschmolzene S hat großen Einfluss auf die Plastizität des sauerstofffreien Kupferstabs und erhöht die Bruchrate beim Drahtziehen.

2. Der Eintrag von Verunreinigungen während des Gießvorgangs

Während des Produktionsprozesses erfordert der kontinuierliche Gieß- und Walzprozess den Transport von geschmolzenem Kupfer durch Warmhalteöfen, Rutschen und Tundishes, was relativ leicht zum Ablösen des feuerfesten Materials führen kann. Während des Walzvorgangs muss es durch die Walzen laufen, wodurch das Eisen abfällt und die Kupferstäbe beschädigt werden. Äußere Einschlüsse verursachen. Das Einrollen von Oxiden auf und unter der Deckschicht beim Warmwalzen wirkt sich negativ auf das Ziehen hypoxischer Stäbe aus. Der Produktionsprozess des Aufwärtsstranggießverfahrens ist kurz. Die Kupferflüssigkeit wird durch die Tauchströmung im kombinierten Ofen vervollständigt, was kaum Auswirkungen auf die feuerfesten Materialien hat. Die Kristallisation erfolgt in der Graphitform, sodass bei dem Prozess weniger Schadstoffquellen und Verunreinigungen entstehen können. Es gibt weniger Einstiegsmöglichkeiten.

O, S und P sind Elemente, die Verbindungen mit Kupfer eingehen. In geschmolzenem Kupfer kann sich Sauerstoff teilweise lösen, aber wenn Kupfer kondensiert, löst sich Sauerstoff kaum in Kupfer. Der gelöste Sauerstoff im geschmolzenen Zustand fällt als Kupfer-{0}}-Kupferoxid-Eutektikum aus und verteilt sich an den Korngrenzen. Die Entstehung des Kupfer-Kupferoxid-Eutektikums verringert die Plastizität von Kupfer erheblich.

Schwefel kann in geschmolzenem Kupfer gelöst werden, bei Raumtemperatur ist seine Löslichkeit jedoch auf nahezu Null reduziert. Es erscheint an den Korngrenzen in Form von Kupfersulfid, was die Plastizität von Kupfer erheblich verringert.

3. Sauerstoffverteilungsmuster und -effekte in Kupferstäben mit niedrigem Sauerstoffgehalt und sauerstofffreien Kupferstäben

Der Sauerstoffgehalt hat einen erheblichen Einfluss auf die Drahtziehleistung von Kupferstäben mit niedrigem Sauerstoffgehalt. Wenn der Sauerstoffgehalt auf den optimalen Wert ansteigt, weist der Kupferstab die geringste Bruchrate auf. Dies liegt daran, dass Sauerstoff bei seiner Reaktion mit den meisten Verunreinigungen als Fänger fungiert. Mäßiger Sauerstoff trägt auch dazu bei, Wasserstoff aus der Kupferflüssigkeit zu entfernen, wodurch Wasserdampf zum Überlaufen entsteht und die Porenbildung verringert wird. Der optimale Sauerstoffgehalt bietet beste Voraussetzungen für den Drahtziehprozess.

Verteilung sauerstoffarmer Kupferstaboxide: Im Anfangsstadium der Erstarrung beim Stranggießen sind die Wärmeableitungsrate und die gleichmäßige Abkühlung die Hauptfaktoren, die die Verteilung der Kupferstaboxide bestimmen. Eine ungleichmäßige Abkühlung führt zu wesentlichen Unterschieden in der inneren Struktur des Kupferstabs, bei der anschließenden thermischen Verarbeitung werden die säulenförmigen Kristalle jedoch normalerweise zerstört, was zu einer Verfeinerung und gleichmäßigen Verteilung der Kupferoxidpartikel führt. Eine typische Situation, die aus der Aggregation von Oxidpartikeln resultiert, ist das zentrale Platzen. Zusätzlich zum Einfluss der Oxidpartikelverteilung weisen Kupferstäbe mit kleineren Oxidpartikeln bessere Drahtzieheigenschaften auf, und größere Cu2O-Partikel verursachen leicht Spannungskonzentrationspunkte und brechen.

2. Oberflächenqualität

Bei der Herstellung von Produkten wie elektromagnetischen Drähten werden auch Anforderungen an die Oberflächenqualität von Kupferstäben gestellt. Die Oberfläche des gezogenen Kupferdrahtes muss frei von Graten, weniger Kupferpulver und frei von Ölflecken sein. Die Qualität des Kupferpulvers auf der Oberfläche wird durch einen Torsionstest gemessen und die Erholung des Kupferstabs nach der Torsion wird beobachtet, um seine Qualität zu bestimmen.

Während des kontinuierlichen Gieß- und Walzprozesses, vom Gießen bis zum Walzen, ist die Temperatur hoch und vollständig der Luft ausgesetzt, wodurch sich auf der Oberfläche der Gussbramme eine dicke Oxidschicht bildet. Während des Walzvorgangs werden durch die Drehung der Walzen die Oxidpartikel in die Oberfläche des Kupferdrahtes eingerollt. Da Kupferoxid eine spröde Verbindung mit einem hohen Schmelzpunkt ist, entstehen bei tiefer gewalztem Kupferoxid beim Strecken der streifenförmigen Aggregate durch die Form Grate auf der Außenfläche des Kupferstabs, die später Probleme bereiten Malerei. ​​

Kupferstab mit niedrigem Sauerstoffgehalt

Audiokabel bevorzugen im Allgemeinen die Verwendung sauerstofffreier Stäbe. Dies hängt mit der Tatsache zusammen, dass die sauerstofffreien Stäbe aus einkristallinem Kupfer und die hypoxischen Stäbe aus polykristallinem Kupfer bestehen.

Sauerstoffarme Kupferstäbe und sauerstofffreie Kupferstäbe unterscheiden sich aufgrund unterschiedlicher Herstellungsverfahren und haben ihre eigenen Eigenschaften.

1. Über das Einatmen und Entfernen von Sauerstoff und seinen Existenzzustand

Der Sauerstoffgehalt von Kathodenkupfer, das bei der Herstellung von Kupferstäben verwendet wird, beträgt im Allgemeinen 10-50ppm, und die feste Löslichkeit von Sauerstoff in Kupfer bei Raumtemperatur beträgt etwa 2 ppm. Der Sauerstoffgehalt von Kupferstäben mit niedrigem Sauerstoffgehalt beträgt im Allgemeinen 200 (175) - 400 (450) ppm, sodass der Sauerstoff im flüssigen Kupferzustand eingeatmet wird, während der nach oben ziehende sauerstofffreie Kupferstab das Gegenteil tut Dabei wird der Sauerstoff unter dem flüssigen Kupfer eingeatmet. Nach längerer Aufbewahrung wird er reduziert und entfernt. Normalerweise liegt der Sauerstoffgehalt dieser Art von Stäben unter 10-50ppm, der niedrigste Wert kann bei 1-2ppm liegen. Aus Gewebesicht wird der Sauerstoff im sauerstoffarmen Kupfer oxidiert. Der Kupferzustand liegt in der Nähe der Korngrenzen vor, was bei Kupferstäben mit niedrigem Sauerstoffgehalt häufig vorkommt, bei sauerstofffreien Kupferstäben jedoch selten vorkommt. Das Vorhandensein von Kupferoxid in Form von Einschlüssen an den Korngrenzen wirkt sich negativ auf die Zähigkeit des Materials aus. Der Sauerstoffgehalt in sauerstofffreiem Kupfer ist sehr gering, daher ist die Struktur dieses Kupfers eine einheitliche einphasige Struktur, was sich positiv auf die Zähigkeit auswirkt. Porosität ist bei sauerstofffreien Kupferstäben ungewöhnlich und ein häufiger Defekt bei sauerstoffarmen Kupferstäben.

2. Der Unterschied zwischen warmgewalzter Struktur und Gussstruktur

Da der Kupferstab mit niedrigem Sauerstoffgehalt warmgewalzt wurde, handelt es sich bei seiner Struktur um eine heißverarbeitete Struktur. Die ursprüngliche Gussstruktur ist gebrochen und es ist eine Rekristallisation im 8-mm-Stab aufgetreten. Der sauerstofffreie Kupferstab hat eine Gussstruktur mit groben Körnern. Dies ist der inhärente Grund, warum sauerstofffreies Kupfer eine höhere Rekristallisationstemperatur aufweist und eine höhere Glühtemperatur erfordert. Dies liegt daran, dass die Rekristallisation in der Nähe der Korngrenzen stattfindet. Die sauerstofffreie Kupferstabstruktur weist grobe Körner auf und die Korngröße kann sogar mehrere Millimeter erreichen. Daher gibt es nur wenige Korngrenzen. Selbst wenn es durch Ziehen verformt wird, sind die Korngrenzen relativ niedrig. Es gibt immer noch weniger Sauerstoffkupferstäbe, sodass eine höhere Glühleistung erforderlich ist. Voraussetzungen für ein erfolgreiches Glühen von sauerstofffreiem Kupfer sind: Das erste Glühen, wenn der Draht aus der Stange gezogen, aber noch nicht gegossen wurde. Die Glühleistung sollte in der gleichen Situation um 10-15 % höher sein als die von Kupfer mit niedrigem Sauerstoffgehalt. Nach dem kontinuierlichen Ziehen sollte genügend Spielraum für die Glühleistung in den nachfolgenden Stufen gelassen werden und es sollten unterschiedliche Glühprozesse für Kupfer mit niedrigem Sauerstoffgehalt und sauerstofffreiem Kupfer durchgeführt werden, um die Weichheit der im Prozess befindlichen und fertigen Drähte sicherzustellen.

3. Unterschiede in den Einschlüssen, Schwankungen des Sauerstoffgehalts, Oberflächenoxide und mögliche Warmwalzfehler

Die Ziehfähigkeit von sauerstofffreien Kupferstäben ist der von sauerstoffarmen Kupferstäben bei allen Drahtdurchmessern überlegen. Zusätzlich zu den oben genannten strukturellen Gründen weisen sauerstofffreie Kupferstäbe weniger Einschlüsse, einen stabilen Sauerstoffgehalt und keine Fehler auf, die beim Warmwalzen entstehen können. , kann die Oxiddicke auf der Staboberfläche weniger als oder gleich 15 A erreichen. Wenn der Prozess während des kontinuierlichen Gieß- und Walzproduktionsprozesses instabil ist und die Sauerstoffüberwachung nicht streng ist, wirkt sich der instabile Sauerstoffgehalt direkt auf die Leistung der Stange aus. Wenn das Oberflächenoxid des Stabes durch die kontinuierliche Reinigung im Nachbearbeitungsprozess ausgeglichen werden kann, ist es umso problematischer, dass eine beträchtliche Menge Oxid „unter der Haut“ vorhanden ist, was sich direkter auf den Drahtbruch auswirkt. Daher muss beim Ziehen von feinen Drähten und beim Arbeiten mit ultrafeinen Drähten zur Reduzierung von Drahtbrüchen manchmal der Kupferstab geschält werden oder als letztes Mittel sogar zweimal geschält werden, um das subkutane Oxid zu entfernen.

4. Es gibt einen Unterschied in der Zähigkeit zwischen sauerstoffarmen Kupferstäben und sauerstofffreien Kupferstäben

Beide können auf {{0}}.015 mm gedehnt werden, aber im sauerstofffreien Niedertemperaturkupfer im Niedertemperatur-Supraleiterdraht beträgt der Abstand zwischen den Filamenten nur 0,001 mm.

5. Es gibt Unterschiede in der Wirtschaftlichkeit von den Rohstoffen für die Stangenherstellung bis zur Gewindeherstellung.

Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >1 mm sind die Vorteile von sauerstoffarmen Kupferstäben offensichtlicher, während sauerstofffreie Kupferstäbe beim Ziehen von Kupferdrähten mit einem Durchmesser noch besser sind<0.5mm.

6. Der Drahtherstellungsprozess von Kupferstäben mit niedrigem Sauerstoffgehalt unterscheidet sich von dem von sauerstofffreien Kupferstäben.

Der Drahtherstellungsprozess von Kupferstäben mit niedrigem Sauerstoffgehalt kann nicht auf den Drahtherstellungsprozess von sauerstofffreien Kupferstäben kopiert werden. Zumindest die Glühprozesse der beiden sind unterschiedlich. Da die Weichheit des Drahtes stark von der Materialzusammensetzung und den Stabherstellungs-, Drahtherstellungs- und Glühprozessen abhängt, können wir nicht einfach sagen, wer weicher oder härter ist: Kupfer mit niedrigem Sauerstoffgehalt oder sauerstofffreies Kupfer.