Как отличить прутки из бескислородной меди от стержней из малокислородной меди?
Введение: Люди часто путают стержни из бескислородной меди с стержнями из меди с низким содержанием кислорода. Чтобы уменьшить возникновение подобной ситуации, данная статья поможет каждому сделать правильные суждения, основанные на многолетнем практическом опыте практиков. Между ними очень большая разница в производительности. Если внимательно идентифицировать их по внешнему виду, то также можно найти некоторые особенности, по которым их можно отличить.
Процессы производства катанки из бескислородной меди и катанки из низкокислородной меди различны, что видно из названий. Основное различие между ними заключается в содержании кислорода. В этот раз кто-то должен сказать: я знаю, что в одном есть кислород, а в другом нет. Хотя это звучит вполне правильно, на самом деле это неверно. Хоть ее и называют бескислородной медью, этот материал тоже содержит кислород, но его содержание очень мало, и им можно пренебречь. Кроме того, из-за различных производственных процессов существуют определенные различия в производительности. Стержни из бескислородной меди имеют более яркий внешний вид. Поэтому, когда одновременно встречаются два продукта, стержни из бескислородной меди обычно имеют лучшую яркость.
1. Определение
Используя медь в качестве сырья, методами непрерывного литья и прокатки производят медные прутки с содержанием кислорода от 200 (175) до 400 (450) ppm, которые называются низкокислородными медными прутьями.
Медные прутки, изготовленные методом восходящей индукции с содержанием кислорода менее 20 ppm, называются прутки из бескислородной меди. Стержни из бескислородной меди представляют собой чистую медь, которая не содержит кислорода или остатков раскислителя, но на самом деле содержит очень следовые количества кислорода и некоторые примеси. Согласно стандарту, содержание кислорода не превышает 0.02%, общее содержание примесей не превышает 0.05%, а чистота меди выше. чем 99,95%. По содержанию кислорода и содержанию примесей прутки из бескислородной меди подразделяются на медные прутки ТУ1 и ТУ2. Чистота катанки из бескислородной меди ТУ1 достигает 99,99%, а содержание кислорода не более 0,001%; чистота бескислородной меди ТУ2 достигает 99,95%, а содержание кислорода не более 0,002%.
2. Производственный процесс
Медная катанка является основным сырьем в кабельной промышленности. Существует два метода производства: непрерывная разливка и прокатка и непрерывная разливка вверх.
Существует множество методов производства медных стержней с низким содержанием кислорода путем непрерывного литья и прокатки, при этом содержание кислорода обычно составляет 200-400 ppm. Ее особенностью является то, что после плавки металла в шахтной печи медная жидкость проходит через раздаточную печь, желоб и промежуточный промежуточный промежуточный продукт и из разливочной трубы попадает в закрытую полость кристаллизатора. Его охлаждают с большей интенсивностью с образованием отлитого сляба, а затем обрабатывают за несколько проходов. После прокатки исходная структура отливки нарушается, и полученный пруток из низкокислородной меди имеет термически обработанную структуру.
В Китае метод непрерывной разливки вверх в основном используется для производства прутков из бескислородной меди, а содержание кислорода обычно ниже 20 частей на миллион. После того, как металл расплавлен в индукционной печи, его непрерывно разливают вверх через графитовую форму, а затем подвергают холодной прокатке или холодной обработке. Производимый пруток из бескислородной меди представляет собой литую конструкцию.
Медный стержень с низким содержанием кислорода представляет собой термически обработанную структуру, и в стержне диаметром 8 мм возникла рекристаллизация. Пруток из бескислородной меди имеет литейную структуру с крупными зернами. Именно поэтому стержень из бескислородной меди имеет более высокую температуру рекристаллизации и требует более высокой температуры отжига. Поскольку рекристаллизация происходит вблизи границ зерен, зерна структуры стержня бескислородной меди крупные, а размер зерен может достигать даже нескольких миллиметров. Поэтому границ зерен мало. Даже если он деформирован при вытягивании, границы зерен представляют собой медные стержни с относительно низким содержанием кислорода. Еще меньше, поэтому требуется более высокая мощность отжига.
Условия успешного отжига бескислородной меди: первый отжиг, когда проволока вытянута из стержня, но еще не отлита. Мощность отжига должна быть на 10-15% выше, чем у низкокислородной меди в той же ситуации. После непрерывной волочения следует оставить достаточный запас для мощности отжига на последующих этапах и следует выполнять различные процессы отжига на меди с низким содержанием кислорода и на бескислородной меди, чтобы обеспечить мягкость обрабатываемой и готовой проволоки.
3. Содержание кислорода
Легко отличить анаэробные и гипоксические палочки по содержанию в них кислорода. Содержание кислорода в анаэробных медных стержнях ниже 10-20ppm, но в настоящее время некоторые производители могут достичь уровня ниже 50 ppm. Медные стержни с низким содержанием кислорода составляют 200-400ppm, а хорошие медные стержни обычно имеют содержание кислорода около 250 ppm.
Содержание кислорода в катодной меди, используемой при производстве медных стержней, обычно составляет 10-50 ppm, а растворимость кислорода в меди при комнатной температуре составляет около 2 ppm. Содержание кислорода в медных стержнях с низким содержанием кислорода обычно составляет 200 (175)-400 (450) ppm, поэтому кислород вдыхается в жидком состоянии меди. Напротив, стержень из бескислородной меди, полученный методом вытяжки, восстанавливается и удаляется после длительного выдерживания кислорода под жидкой медью. Обычно содержание кислорода в этом стержне ниже 10-50ppm, а самое низкое может составлять 1-2ppm.
Со структурной точки зрения кислород в медном стержне с низким содержанием кислорода существует в состоянии оксида меди вблизи границ зерен. Это характерно для медных стержней с низким содержанием кислорода, но редко для стержней из бескислородной меди. Оксид меди появляется в виде включений по границам зерен, что может отрицательно повлиять на ударную вязкость материала. Содержание кислорода в бескислородной меди очень низкое, поэтому структура этой меди представляет собой однородную однофазную структуру, что благоприятно сказывается на ударной вязкости. Пористость редко встречается в стержнях из бескислородной меди, но является распространенным дефектом в стержнях из меди с низким содержанием кислорода.
4. Рисование перформанса
Производительность волочения медных стержней зависит от многих факторов, таких как содержание примесей, содержание и распределение кислорода, управление процессом и т. д.
Для бескислородных стержней обычно используется метод вытягивания вверх, тогда как гипоксические стержни производятся методом непрерывного литья и прокатки. Условно говоря, гипоксические стержни более адаптируются к свойствам эмалированной проволоки, таким как мягкость, угол отскока и характеристики намотки, но гипоксические стержни относительно более требовательны к условиям волочения проволоки. Также растяните нить 0.2. Если условия растяжения плохие, обычный анаэробный стержень можно растянуть, но хороший гипоксический стержень сломается; но если тот же стержень поместить в хорошие условия растяжения, гипоксический стержень растянется до двойного нуля и пяти, в то время как обычные анаэробные шесты можно растянуть максимум до 0.1. Конечно, самые тонкие, такие как Shuang Zero Two, вынуждены использовать импортные стержни из бескислородной меди. Оба можно растянуть до 0.015 мм, но в низкотемпературной бескислородной меди в низкотемпературном сверхпроводящем проводе расстояние между нитями составляет всего 0,001 мм.
1. Влияние способа плавки на примеси типа S
Метод непрерывного литья и прокатки плавит медную катанку главным образом за счет сгорания газа. В процессе сгорания за счет окисления и улетучивания некоторые примеси могут быть в определенной степени уменьшены из-за попадания в медную жидкость, поэтому требования к сырью относительно невелики. При методе непрерывной разливки вверх используется индукционная печь для плавки. «Патина» и «медные бобы» на поверхности электролитической меди в основном расплавляются в медную жидкость. Расплавленный S оказывает большое влияние на пластичность стержня из бескислородной меди и увеличивает вероятность обрыва проволоки. скорость линии.
2. Попадание примесей в процессе литья.
В ходе производственного процесса процесс непрерывного литья и прокатки требует передачи расплавленной меди через раздаточные печи, желоба и промежуточные устройства, что относительно легко может привести к отслаиванию огнеупорного материала. В процессе прокатки ему необходимо пройти через валки, в результате чего утюг упадет, что приведет к возникновению внешнего смешения. Вкатывание оксидов в процессе процесса отрицательно скажется на вытяжке гипоксических стержней. Производственный процесс метода непрерывной разливки вверх короткий. Медная жидкость подается погружным потоком в комбинированную печь, что мало влияет на огнеупорные материалы. Кристаллизация осуществляется в графитовой форме, поэтому в процессе может образовываться меньше источников загрязнения и примесей. Шансов попасть меньше.
3. Форма распределения кислорода и ее влияние.
Содержание кислорода оказывает существенное влияние на производительность волочения медной катанки. Когда содержание кислорода находится на оптимальном значении, скорость разрушения медного стержня является самой низкой. Это связано с тем, что кислород действует как поглотитель в реакции с большинством примесей. Умеренное содержание кислорода также способствует удалению водорода из медной жидкости, образованию перелива водяного пара и уменьшению образования пор.
Распределение оксидов медной катанки с низким содержанием кислорода. На начальной стадии затвердевания при непрерывной разливке скорость рассеивания тепла и равномерное охлаждение являются основными факторами, определяющими распределение оксидов медной катанки. Неравномерное охлаждение приведет к существенным различиям во внутренней структуре медного прутка, но при последующей термической обработке столбчатые кристаллы, как правило, разрушаются, что приводит к измельчению и равномерному распределению частиц оксида меди. Типичной ситуацией, возникающей в результате агрегации частиц оксида, является центральный взрыв. Помимо влияния распределения частиц оксида, медные стержни с более мелкими частицами оксида демонстрируют лучшие характеристики волочения проволоки, а более крупные частицы оксида меди легко вызывают точки концентрации напряжений и ломаются.
Содержание кислорода в бескислородном медном стержне превышает стандартное, медный стержень становится хрупким, удлинение уменьшается, растянутый порт выглядит темно-красным, кристаллическая структура рыхлая. При содержании кислорода более 8 ppm производительность процесса ухудшается, что проявляется в чрезвычайно высокой скорости обрыва стержней и проволоки при литье и волочении. Это связано с тем, что кислород может образовывать с медью хрупкую фазу оксида меди, образуя эвтектику медь-оксид меди, которая распределяется на границе в сетчатую структуру. Эта хрупкая фаза имеет высокую твердость и отделяется от медного тела во время холодной деформации, что приводит к снижению механических свойств медного стержня и легкому разрушению во время последующей обработки. Высокое содержание кислорода также может привести к снижению проводимости стержней из бескислородной меди. Поэтому процесс непрерывного литья вверх и качество продукции должны строго контролироваться.
4. Влияние водорода
При непрерывной разливке вверх содержание кислорода контролируется ниже, побочные эффекты оксидов уменьшаются, а влияние водорода становится более существенной проблемой.
В расплаве после вдыхания происходит равновесная реакция: H₂O(g)=[O]+2[H]. Газ и пористость образуются в процессе кристаллизации, когда водород выпадает в осадок и накапливается из пересыщенного раствора. Водород, осажденный перед кристаллизацией, может восстановить оксид меди с образованием пузырьков воды. Поскольку характеристикой литья вверх является кристаллизация расплавленной меди сверху вниз, форма образующейся жидкости примерно коническая. Газ, осаждающийся до кристаллизации жидкой меди, блокируется в структуре затвердевания во время процесса флотации, и во время кристаллизации в литейном стержне образуются поры. Когда содержание газа вверху невелико, выделившийся водород существует на границах зерен и образует пористость; когда содержание газа велико, он собирается в поры. Следовательно, поры и пористость образуются как за счет водорода, так и за счет водяного пара.
Водород поступает из различных технологических звеньев предварительного производственного процесса, таких как «патина» исходного материала — электролитической меди, вспомогательного материала — древесного угля, влажная климатическая среда, несухой графитовый кристаллизатор и т. д. Поэтому поверхность медную жидкость в плавильной печи следует покрывать обожженным углем, а электролитическая медь должна стараться удалить «патину», «медные бобы» и «уши», что очень важно для улучшения качества прутков из бескислородной меди. .
В процессе непрерывного литья и прокатки водород часто контролируют путем умеренного регулирования содержания кислорода (Cu₂O+H₂=2Cu+H₂O). Поскольку в процессе литья расплавленная медь кристаллизуется снизу вверх, водяной пар, образуемый кислородом и водородом в расплавленной меди, может легко всплывать и улетучиваться. Большую часть водорода из расплавленной меди можно эффективно удалить, что повлияет на медный стержень. меньше.
5. Качество поверхности
В процессе производства такой продукции, как электромагнитные провода, также предъявляются требования к качеству поверхности медных стержней. Поверхность тянутой медной проволоки не должна иметь заусенцев, меньшего количества медного порошка и масляных пятен. Качество медной проволоки следует измерять посредством испытания на кручение и восстановления медного стержня после кручения для определения его качества.
В процессе непрерывного литья и прокатки, от литья до прокатки, температура высокая и полностью подвергается воздействию воздуха, в результате чего на поверхности отлитого сляба образуется толстый оксидный слой. В процессе прокатки, по мере вращения роликов, частицы оксида скатываются на поверхность медной проволоки. Поскольку оксид меди является хрупким соединением с высокой температурой плавления, при глубоко прокатанных полосковых агрегатах оксида меди при растяжении формы на внешней поверхности медного стержня образуются заусенцы, что затрудняет последующую покраску. Существует два основных типа импортного оборудования для производства низкокислородной медной катанки: оборудование SOUTHWIRE из США, отечественными производителями которых являются Nanjing Huaxin и Jiangxi Copper; другое — оборудование CONTIROD из Германии, отечественными производителями которого являются Changzhou Jinyuan и Tianjin Seamless.
Пруток из бескислородной меди, изготовленный методом непрерывной разливки вверх, полностью изолирован от кислорода благодаря литью и охлаждению, и последующий процесс горячей прокатки отсутствует. На поверхность медного стержня не накатывается оксид, и качество лучше. После вытяжки остается меньше медного порошка. , вышеупомянутые проблемы менее вероятны.
Производство катанки из бескислородной меди также делится на производство импортного оборудования и производство отечественного оборудования. Однако очевидных преимуществ импортная продукция в настоящее время не имеет. Большой разницы в производимой медной катанке нет. Если медная пластина правильно выбрана и контроль производства стабилен, отечественное оборудование также может обеспечить надежную продукцию. Растяните медный стержень 0.05. Импортируемое оборудование, как правило, поставляется с финской компании Outokumpu. Лучшее отечественное оборудование должно быть произведено на Шанхайской военно-морской верфи, которая имеет самые длительные сроки производства и надежное качество.
6. Применение
Электрики используют как медные стержни с низким содержанием кислорода, так и стержни из бескислородной меди. Это не что иное, как провода и кабели, эмалированные провода, плоские провода и медные стержни. В области применения особой разницы нет.
Прутки из бескислородной меди обычно производятся из электролитической меди, а их удельное сопротивление и производительность обработки лучше, чем у медных стержней с низким содержанием кислорода. Поэтому бескислородные стержни обычно используются для производства электротехнических материалов с высоким спросом, таких как эмалированные провода. Сопротивление бескислородных стержней определенно меньше, а ситуация с нагревом при использовании двигателя определенно лучше, чем у гипоксического стержня.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >Медные стержни диаметром 1 мм с низким содержанием кислорода имеют очевидные преимущества. Прутки из бескислородной меди еще более эффективны при волочении медных проводов диаметром<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.
Поэтому в настоящее время в основном в крупногабаритных электротехнических изделиях с низкими требованиями к сопротивлению используются стержни с низким содержанием кислорода; в изделиях небольшого размера с высокими требованиями к устойчивости используются анаэробные стержни. В аудиокабелях обычно предпочитают использовать бескислородные стержни. Это связано с тем, что бескислородные стержни представляют собой монокристаллическую медь, а гипоксические стержни — поликристаллическую медь.
7. Ценовое преимущество
В настоящее время все больше кабельных компаний стремятся использовать прутки из бескислородной меди в качестве сырья для изготовления кабелей. Итак, каковы преимущества стержней из бескислородной меди по сравнению с обычными медными стержнями?
«По сравнению с обычными медными стержнями, стержни из бескислородной меди обладают лучшей пластичностью и более высокой проводимостью и являются наиболее идеальным сырьем для проводной и кабельной, электротехнической и электротехнической промышленности». сказал старший производитель стержней из бескислородной меди. По сравнению с обычными медными стержнями стержни из бескислородной меди обладают превосходными характеристиками, такими как высокая чистота, низкое содержание кислорода, высокая проводимость и хорошие характеристики обработки. Они также имеют гладкий внешний вид, круглую поверхность, без заусенцев, трещин, шелушения и включений.
Обычные медные стержни часто содержат значительное количество примесей оксида меди, что отрицательно влияет на ударную вязкость материала. Качественный пруток из бескислородной меди практически не имеет примесей и обладает превосходной прочностью. Кроме того, превосходный стержень из бескислородной меди имеет однородную структуру и толстые кристаллы, что не только устраняет наиболее распространенные дефекты пористости, присущие обычным медным стержням, но также имеет самую лучшую волочимость среди всех диаметров проволоки.
Итак, означает ли стержень из бескислородной меди такие превосходные характеристики высокую цену? Инсайдеры отрасли отвечают на этот вопрос отрицательно. С одной стороны, в настоящее время отечественное производство прутков из бескислородной меди в основном использует метод вытяжки вверх. Этот основной процесс сам по себе имеет преимущества короткого технологического процесса, высокой производительности, низкой стоимости и низких инвестиций. Таким образом, цена на стержни из бескислородной меди относительно Цена обычных медных стержней не будет намного выше; с другой стороны, процесс производства бескислородной меди развивался почти 20 лет, и было внесено множество улучшений в методы и процессы работы, такие как добавление процесса рафинирования к процессу производства вытяжки с использованием медного лома. проволока, полученная в процессе плавки и производства в печи промышленной частоты методом восходящей индукции, освобождается от дополнительных затрат на обработку и транспортировку. Благодаря совершенным технологиям и производственным процессам опытный производитель стержней из бескислородной меди может сделать стоимость стержней из бескислородной меди почти такой же, как и стоимость обычных медных стержней.
