Як відрізнити безкисневі мідні стрижні від мідних стрижнів з низьким вмістом кисню?
Вступ: люди часто плутають безкисневі мідні стрижні з мідними стрижнями з низьким вмістом кисню. Щоб зменшити виникнення даної ситуації, дана стаття допоможе кожному зробити правильні судження на основі багаторічного практичного досвіду практиків. Між ними є дуже велика різниця в продуктивності. Якщо ви ретельно ідентифікуєте їх за зовнішнім виглядом, ви також можете знайти деякі речі, які можуть їх відрізнити.
Процеси виробництва безкисневих мідних катанок і мідних катанок з низьким вмістом кисню відрізняються, що можна почути з назв. Основною відмінністю між ними є вміст кисню. У цей час хтось повинен сказати, я знаю, що один містить кисень, а інший ні. Хоча це звучить цілком правильно, насправді це неправильно. Хоча його називають безкисневою міддю, цей матеріал також містить кисень, але його вміст дуже малий і його можна ігнорувати. Крім того, через різні виробничі процеси існують певні відмінності в продуктивності. Прути з безкисневої міді мають більш яскравий зовнішній вигляд. Тому, коли два продукти зустрічаються одночасно, безкисневі мідні стрижні зазвичай мають кращу яскравість.
1. Означення
Використовуючи мідь як сировину, мідні стрижні з вмістом кисню від 200 (175) до 400 (450) частин на мільйон виробляються методами безперервного лиття та прокатки, які називаються мідними стрижнями з низьким вмістом кисню.
Мідні стрижні, виготовлені методом висхідної індукції з вмістом кисню нижче 20 ppm, називаються безкисневими мідними стрижнями. Прутки з безкисневої міді — це чиста мідь, яка не містить кисню чи будь-яких залишків розкислювача, але насправді містить дуже незначні кількості кисню та деякі домішки. Відповідно до стандарту вміст кисню не перевищує 0.02%, загальний вміст домішок не перевищує 0.05%, а чистота міді вище ніж 99,95%. За вмістом кисню і домішок катанки безкисневої міді поділяють на мідні катанки ТУ1 і ТУ2. Чистота безкисневої мідної стрижні TU1 досягає 99,99%, а вміст кисню не більше 0,001%; чистота безкисневої міді ТУ2 досягає 99,95%, а вміст кисню не більше 0,002%.
2. Виробничий процес
Мідна катанка є основною сировиною в кабельній промисловості. Існує два способи виробництва: безперервне лиття та прокатка та безперервне лиття вгору.
Існує багато методів виробництва мідних стрижнів із низьким вмістом кисню безперервним литтям і прокаткою, і зазвичай вміст кисню становить 200-400ppm. Його характеристика полягає в тому, що після плавлення металу в шахтній печі мідна рідина проходить через витримувальну піч, жолоб і проміжний ковш і потрапляє в закриту порожнину форми з розливної труби. Він охолоджується з більшою інтенсивністю охолодження для формування литої плити, а потім обробляється за кілька проходів. Після прокатки початкова ливарна структура була порушена, а виготовлений мідний стрижень з низьким вмістом кисню має термічно оброблену структуру.
У Китаї метод безперервного лиття вгору в основному використовується для виробництва безкисневих мідних стрижнів, і вміст кисню, як правило, нижче 20 ppm. Після розплавлення металу в індукційній печі його безперервно відливають угору через графітову форму, а потім прокатують або обробляють холодним способом. Безкисневий мідний стрижень, що виробляється, є литою структурою.
Мідний стрижень з низьким вмістом кисню є термічно обробленою структурою, і в стрижні 8 мм з’явилася рекристалізація. Пруток з безкисневої міді має литу структуру з крупними зернами. Ось чому безкисневий мідний стрижень має більш високу температуру рекристалізації і вимагає вищої температури відпалу. Оскільки рекристалізація відбувається поблизу меж зерен, зерна безкисневої мідної стрижневої структури є грубими, а розмір зерен може досягати навіть кількох міліметрів. Тому меж зерен мало. Навіть якщо його деформувати шляхом витягування, межі зерен являють собою мідні стрижні з відносно низьким вмістом кисню. Ще менше, тому потрібна більша потужність відпалу.
Вимоги для успішного відпалу безкисневої міді такі: перший відпал, коли дріт витягнуто з прутка, але ще не відлито. Потужність відпалу має бути на 10-15% вищою, ніж у міді з низьким вмістом кисню в тій самій ситуації. Після безперервного волочення слід залишити достатній запас для потужності відпалу на наступних стадіях, а також слід виконувати різні процеси відпалу на міді з низьким вмістом кисню та міді без кисню, щоб забезпечити м’якість дроту в процесі виробництва та готового дроту.
3. Вміст кисню
За вмістом кисню в них легко відрізнити анаеробні та гіпоксичні палички. Вміст кисню в анаеробних мідних стрижнях становить менше 10-20ppm, але наразі деякі виробники можуть досягти лише нижче 50 ppm. Мідні стрижні з низьким вмістом кисню 200-400ppm, а хороші мідні стрижні зазвичай мають вміст кисню близько 250 ppm.
Вміст кисню в катодній міді, яка використовується для виробництва мідних стрижнів, зазвичай становить 10-50ppm, а тверда розчинність кисню в міді за кімнатної температури становить близько 2 ppm. Вміст кисню в мідних стрижнях з низьким вмістом кисню зазвичай становить 200 (175)-400 (450) ppm, тому кисень вдихається в рідкому стані міді. Навпаки, безкисневий мідний стрижень, виготовлений методом витягування вгору, зменшується та видаляється після тривалого перебування кисню під рідкою міддю. Зазвичай вміст кисню в цій паличці нижче 10-50ppm, а найнижчий може бути 1-2ppm.
Зі структурної точки зору кисень у мідному стрижні з низьким вмістом кисню існує у стані оксиду міді поблизу меж зерен. Це типово для мідних стрижнів з низьким вмістом кисню, але рідко для безкисневих мідних стрижнів. Оксид міді з’являється у вигляді включень на межах зерен, що може мати негативний вплив на в’язкість матеріалу. Вміст кисню в безкисневій міді дуже низький, тому структура цієї міді є рівномірною однофазною структурою, що сприяє міцності. Пористість рідко зустрічається в безкисневих мідних стрижнях, але є поширеним дефектом у мідних стрижнях з низьким вмістом кисню.
4. Виконання малюнка
Ефективність витягування мідних стрижнів залежить від багатьох факторів, таких як вміст домішок, вміст і розподіл кисню, контроль процесу тощо.
Безкисневі стрижні, як правило, використовують метод висхідного витягування, тоді як гіпоксичні стрижні виготовляються шляхом безперервного лиття та прокатки. Відносно кажучи, гіпоксичні стрижні краще адаптуються до властивостей емальованого дроту, таких як м’якість, кут відскоку та продуктивність намотування, але гіпоксичні стрижні відносно більш вимогливі до умов волочіння дроту. Також розтягніть нитку 0.2. Якщо умови розтягування погані, звичайний анаеробний стрижень можна розтягнути, але хороший гіпоксичний стрижень зламається; але якщо той самий стрижень помістити в хороші умови розтягування, гіпоксичний стрижень буде. Можливо, ви можете розтягнути його до подвійного нуля і п’яти, тоді як звичайні анаеробні полюси можна розтягнути лише до 0.1 максимум. Звичайно, найтонші, такі як Shuang Zero Two, змушені покладатися на імпортні стрижні з безкисневої міді. Обидва можна розтягнути до 0.015 мм, але в низькотемпературній безкисневій міді в низькотемпературному надпровідному дроті відстань між нитками становить лише 0,001 мм.
1. Вплив методу плавлення на домішки типу S
Метод безперервного лиття та прокатки переважно плавить мідний стрижень за рахунок спалювання газу. Під час процесу горіння через окислення та випаровування деякі домішки можуть бути зменшені до певної міри від потрапляння в мідну рідину, тому вимоги до сировини відносно низькі. Метод безперервного лиття вгору використовує для плавлення індукційну піч. «Патина» і «мідні боби» на поверхні електролітичної міді в основному будуть розплавлені в мідну рідину. Розплавлений S має великий вплив на пластичність стрижня з безкисневої міді та збільшує розрив дроту. швидкість лінії.
2. Надходження домішок у процесі лиття
Під час виробничого процесу процес безперервного лиття та прокатки вимагає переміщення розплавленої міді через витримкові печі, жолоби та проміжні ковші, що відносно легко спричинить відшарування вогнетривкого матеріалу. Під час процесу прокатки він повинен пройти через валки, в результаті чого праска впаде, що призведе до зовнішнього змішаного стану. Накочування оксидів під час процесу негативно позначиться на витягуванні гіпоксичних стрижнів. Процес виробництва методом безперервного лиття вгору короткий. Мідна рідина завершується через занурювальний потік у комбінованій печі, що мало впливає на вогнетривкі матеріали. Кристалізація здійснюється в графітній формі, тому в процесі може утворюватися менше джерел забруднення та домішок. Там менше шансів на вхід.
3. Форма розподілу кисню та її вплив
Вміст кисню має значний вплив на характеристики волочіння дроту мідної стрижні. Коли вміст кисню є оптимальним, швидкість руйнування мідного стрижня є найменшою. Це тому, що кисень діє як поглинач у своїй реакції з більшістю домішок. Помірний кисень також сприяє видаленню водню з мідної рідини, створенню водяної пари для переповнення та зменшенню утворення пор.
Розподіл оксидів мідної стрижні з низьким вмістом кисню: на початковій стадії затвердіння при безперервному лиття швидкість розсіювання тепла та рівномірне охолодження є основними факторами, які визначають розподіл оксиду мідної стрижні. Нерівномірне охолодження призведе до суттєвих відмінностей у внутрішній структурі мідного стрижня, але під час подальшої термічної обробки стовпчасті кристали зазвичай руйнуються, що призводить до подрібнення та рівномірного розподілу частинок оксиду міді. Типовою ситуацією, що виникає в результаті агрегації частинок оксиду, є центральний розрив. На додаток до впливу розподілу частинок оксиду, мідні стрижні з меншими частинками оксиду демонструють кращі характеристики волочіння дроту, а більші частинки оксиду міді легко спричиняють точки концентрації напруги та ламаються.
Вміст кисню в безкисневому мідному стрижні перевищує стандарт, мідний стрижень стає крихким, подовження зменшується, розтягнутий порт виглядає темно-червоним, а кристалічна структура пухка. Коли вміст кисню перевищує 8 ppm, продуктивність процесу погіршується, що проявляється у надзвичайно високій швидкості поломки стрижня та дроту під час лиття та волочіння. Це пояснюється тим, що кисень може утворювати крихку фазу оксиду міді з міддю, утворюючи евтектику мідь-оксид міді, яка розподіляється на межі в сітчастій структурі. Ця крихка фаза має високу твердість і відділятиметься від мідного тіла під час холодної деформації, спричиняючи погіршення механічних властивостей мідного стрижня та легке руйнування під час подальшої обробки. Високий вміст кисню також може спричинити зниження провідності безкисневих мідних стрижнів. Тому процес безперервного лиття вгору та якість продукції повинні суворо контролюватися.
4. Вплив водню
При безперервному лиття вгору вміст кисню контролюється нижчим, побічні ефекти оксидів зменшуються, а вплив водню стає більш серйозною проблемою.
У розплаві після вдихання відбувається рівноважна реакція: H₂O(г)=[O]+2[H]. Газ і пористість утворюються в процесі кристалізації, коли водень випадає в осад і накопичується з перенасиченого розчину. Водень, що виділяється перед кристалізацією, може відновлювати оксид міді з утворенням водяних бульбашок. Оскільки характеристикою лиття вгору є кристалізація розплавленої міді зверху вниз, форма утвореної рідини приблизно конічна. Газ, що виділяється перед кристалізацією рідкої міді, блокується в структурі затвердіння під час процесу флотації, і під час кристалізації в ливарному стрижні утворюються пори. Коли вміст газу вгорі невеликий, водень, що виділяється, існує на границях зерен і утворює пористість; коли вміст газу високий, він збирається в пори. Тому пори і пористість утворюються як воднем, так і водяною парою.
Водень надходить із різних технологічних ланок у попередньому виробничому процесі, таких як «патина» сировини — електролітична мідь, допоміжний матеріал — деревне вугілля, кліматичне середовище вологе, кристалізатор графіту не сухий тощо. Тому поверхня мідної рідини в плавильній печі слід покрити розпеченим деревним вугіллям, а електролітичну мідь слід спробувати видалити «патину», «мідні боби» та «вуха», що дуже важливо для покращення якості безкисневих мідних стрижнів .
У процесі безперервного лиття та прокатки водень часто контролюють шляхом помірного контролю вмісту кисню (Cu₂O+H₂=2Cu+H₂O). Оскільки розплавлена мідь кристалізується знизу вгору під час процесу лиття, водяна пара, що утворюється киснем і воднем у розплавленій міді, може легко спливти вгору та вийти. Більшу частину водню з розплавленої міді можна ефективно видалити, таким чином впливаючи на мідний стрижень. менше.
5. Якість поверхні
У процесі виробництва таких виробів, як електромагнітні дроти, також пред'являються вимоги до якості поверхні мідних стрижнів. На поверхні тягнутого мідного дроту не повинно бути задирок, менше мідного порошку та масляних плям. Якість мідного дроту слід вимірювати за допомогою випробування на кручення та відновлення мідного стрижня після кручення, щоб визначити його якість.
Під час процесу безперервного лиття та прокатки, від лиття до прокатки, температура висока і повністю піддається впливу повітря, що призводить до утворення товстого шару оксиду на поверхні литої плити. У процесі прокатки, коли ролики обертаються, частинки оксиду скочуються на поверхню мідного дроту. Оскільки оксид міді є крихкою сполукою з високою температурою плавлення, коли смугоподібні агрегати оксиду міді, глибоко розкатані, розтягуються формою, на зовнішній поверхні мідного стрижня будуть утворюватися задирки, що спричинить проблеми з подальшим фарбуванням. Існує два основних типи імпортного обладнання для мідних стрижнів з низьким вмістом кисню: обладнання SOUTHWIRE із Сполучених Штатів, вітчизняними виробниками якого є Nanjing Huaxin і Jiangxi Copper; інше обладнання CONTIROD з Німеччини, вітчизняними виробниками якого є Changzhou Jinyuan і Tianjin Seamless.
Безкисневий мідний пруток, виготовлений за допомогою процесу безперервного лиття вгору, повністю ізольований від кисню через лиття та охолодження, і подальшого процесу гарячої прокатки немає. На поверхні мідного стрижня немає оксиду, і якість краща. Після нанесення залишається менше мідного порошку. , вищевказані проблеми менш імовірні.
Виробництво безкисневої мідної катанки також поділяється на імпортне виробництво обладнання та вітчизняне виробництво обладнання. Однак імпортна продукція наразі не має явних переваг. Немає великої різниці у вироблених виробах з мідної катанки. Поки мідна пластина добре підібрана, а контроль виробництва стабільний, домашнє обладнання також може виробляти надійний вихід. Розтягніть мідний стрижень 0.05. Імпортне обладнання – це, як правило, обладнання фінської компанії Outokumpu. Найкраще вітчизняне обладнання повинно бути з Шанхайської військово-морської верфі, яка має найдовший час виробництва та надійну якість.
6. Застосування
Електрики використовують мідні стрижні з низьким вмістом кисню та мідні стрижні без кисню. Це не що інше, як дроти та кабелі, емальовані дроти, плоскі дроти та мідні шини. Немає великої різниці в сферах застосування.
Прутки з безкисневої міді, як правило, виготовляються з електролітичної міді, і їх питомий опір і продуктивність обробки кращі, ніж стрижні з міді з низьким вмістом кисню. Тому безкисневі стрижні зазвичай використовуються для виробництва електротехнічних матеріалів з високим попитом, таких як емальовані дроти. Опір безкисневих стрижнів, безумовно, менший, і застосування Ситуація нагрівання при використанні двигуна, безумовно, краща, ніж у гіпоксичного стрижня.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >1 мм мідні стрижні з низьким вмістом кисню мають очевидні переваги. Прутки з безкисневої міді є ще кращими при протягуванні мідних дротів діаметром<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.
Тому зараз в основному великогабаритні електротехнічні вироби з низькими вимогами до опору використовують стрижні з низьким вмістом кисню; невеликі вироби з високими вимогами до опору використовують анаеробні стрижні. Аудіокабелі зазвичай віддають перевагу використанню безкисневих стрижнів. Це пов'язано з тим, що безкисневі стрижні - монокристалічна мідь, а гіпоксичні - полікристалічна мідь.
7. Цінова перевага
Сьогодні все більше і більше кабельних компаній використовують безкисневу мідь як сировину для виготовлення кабелів. Отже, які переваги безкисневих мідних стрижнів у порівнянні зі звичайними мідними стрижнями?
«Порівняно зі звичайними мідними стрижнями безкисневі мідні стрижні мають кращу пластичність і вищу провідність, і є найбільш ідеальною сировиною для дротяно-кабельної та електричної та електротехнічної промисловості». сказав старший виробник безкисневої міді. У порівнянні зі звичайними мідними стрижнями стрижні безкисневої міді мають відмінні характеристики, такі як висока чистота, низький вміст кисню, висока провідність і хороша продуктивність обробки. Вони також мають гладкий зовнішній вигляд, круглу поверхню, без задирок, тріщин, відшаровування чи вкраплень.
Звичайні мідні стрижні часто містять значну кількість домішок оксиду міді, що негативно впливає на міцність матеріалу. Катання з високоякісної безкисневої міді майже не містить домішок і має відмінну міцність. Крім того, відмінна безкиснева мідна стрижня має однорідну структуру та товсті кристали, які не тільки долають найпоширеніші дефекти пористості у звичайних мідних стрижнях, але також мають найвищу здатність до витягування серед усіх діаметрів дроту.
Отже, чи означає безкисневий мідний стрижень із такими чудовими характеристиками високу ціну? Інсайдери галузі відповідають на це питання негативно. З одного боку, поточне вітчизняне виробництво безкисневих мідних стрижнів в основному використовує метод витяжки вгору. Цей основний процес сам по собі має такі переваги, як короткий процес, високий вихід, низька вартість і низькі інвестиції. Тому ціна безкисневих мідних стрижнів відносно Ціна звичайних мідних стрижнів не буде набагато вищою; з іншого боку, процес виробництва безкисневої міді пережив майже 20 років розвитку, і було багато вдосконалень у робочих методах і процесах, таких як додавання процесу рафінування до процесу виробництва висхідної міді з використанням брухту міді дріт, утворений під час процесу плавлення та виробництва печі високої частоти з висхідним індукційним методом, звільняється від додаткових зборів за обробку та транспортування. Завдяки досконалим технологіям і виробничим процесам зрілий виробник безкисневої міді може зробити вартість безкисневої міді майже такою ж, як і звичайні мідні стрижні.
