Cum să distingem tijele de cupru fără oxigen de tijele de cupru cu conținut scăzut de oxigen?
Introducere: Oamenii confundă adesea tijele de cupru fără oxigen cu tijele de cupru cu conținut scăzut de oxigen. Pentru a reduce apariția acestei situații, acest articol va ajuta pe toată lumea să emită judecăți corecte bazate pe mulți ani de experiență practică a practicienilor. Există o diferență foarte mare de performanță între cele două. Dacă le identifici cu atenție după aspect, poți găsi și câteva lucruri care le pot distinge.
Procesele de producție a tijelor de cupru fără oxigen și a tijelor de cupru cu conținut scăzut de oxigen sunt diferite, ceea ce se poate auzi din nume. Principala diferență dintre cele două este conținutul de oxigen. În acest moment, cineva trebuie să spună, știu că unul conține oxigen, iar celălalt nu. Deși acest lucru sună destul de corect, este de fapt greșit. Deși se numește cupru fără oxigen, acest material conține și oxigen, dar conținutul este foarte mic și poate fi ignorat. În plus, datorită diferitelor procese de fabricație, există anumite diferențe de performanță. Tijele de cupru fără oxigen au un aspect mai strălucitor. Prin urmare, atunci când două produse sunt întâlnite în același timp, tijele de cupru fără oxigen au în general o luminozitate mai bună.
1. Definiție
Folosind cuprul ca materie primă, tije de cupru cu un conținut de oxigen între 200 (175) și 400 (450) ppm sunt produse prin metode de turnare și laminare continuă, care sunt numite tije de cupru cu conținut scăzut de oxigen.
Tijele de cupru produse prin metoda de inducție ascendentă cu un conținut de oxigen sub 20 ppm se numesc tije de cupru fără oxigen. Tijele de cupru fără oxigen sunt cupru pur care nu conține oxigen sau orice reziduu de dezoxidant, dar de fapt conține urme de oxigen și unele impurități. Conform standardului, conținutul de oxigen nu este mai mare de 0.02%, conținutul total de impurități nu este mai mare de 0,05% și puritatea cuprului este mai mare peste 99,95%. În funcție de conținutul de oxigen și conținutul de impurități, tijele de cupru fără oxigen sunt împărțite în tije de cupru TU1 și TU2. Puritatea tijei de cupru fără oxigen TU1 atinge 99,99%, iar conținutul de oxigen nu este mai mare de 0,001%; puritatea cuprului fără oxigen TU2 atinge 99,95%, iar conținutul de oxigen nu este mai mare de 0,002%.
2. Procesul de producție
Tija de cupru este principala materie primă în industria cablurilor. Există două metode de producție: turnare continuă și laminare și turnare continuă în sus.
Există multe metode de a produce tije de cupru cu conținut scăzut de oxigen prin turnare și laminare continuă, iar conținutul de oxigen este în general de 200-400ppm. Caracteristica sa este că, după ce metalul este topit în cuptorul cu ax, lichidul de cupru trece prin cuptorul de reținere, jgheab și tundish și intră în cavitatea închisă a matriței din conducta de turnare. Este răcit cu o intensitate mai mare de răcire pentru a forma o placă turnată și apoi este procesată în mai multe treceri. După rulare, structura originală de turnare a fost spartă, iar tija de cupru cu conținut scăzut de oxigen produs are o structură prelucrată termic.
În China, metoda de turnare continuă în sus este utilizată în principiu pentru a produce tije de cupru fără oxigen, iar conținutul de oxigen este în general sub 20 ppm. După ce metalul este topit în cuptorul cu inducție, este turnat continuu în sus prin matrița de grafit și apoi laminat la rece sau prelucrat la rece. Tija de cupru fără oxigen produsă este o structură turnată.
Tija de cupru cu conținut scăzut de oxigen este o structură prelucrată termic, iar recristalizarea a apărut în tija de 8 mm. Tija de cupru fără oxigen are o structură turnată cu granule grosiere. Acesta este motivul pentru care tija de cupru fără oxigen are o temperatură de recristalizare mai mare și necesită o temperatură de recoacere mai mare. Deoarece recristalizarea are loc în apropierea granițelor granulelor, granulele structurii de tije de cupru fără oxigen sunt grosiere, iar dimensiunea granulelor poate ajunge chiar la câțiva milimetri. Prin urmare, există puține granițe de cereale. Chiar dacă este deformată prin tragere, limitele de cereale sunt tije de cupru relativ scăzute în oxigen. Încă mai puțin, deci este necesară o putere de recoacere mai mare.
Cerințele pentru recoacere cu succes a cuprului fără oxigen sunt: prima recoacere atunci când sârma este trasă din tijă, dar nu a fost încă turnată. Puterea de recoacere ar trebui să fie cu 10-15% mai mare decât cea a cuprului cu oxigen scăzut în aceeași situație. După tragere continuă, trebuie lăsată o marjă suficientă pentru puterea de recoacere în etapele ulterioare și trebuie efectuate diferite procese de recoacere pe cupru cu conținut scăzut de oxigen și cupru fără oxigen pentru a asigura moliciunea firelor în proces și finite.
3. Conținutul de oxigen
Este ușor să distingem tijele anaerobe și hipoxice pe baza conținutului lor de oxigen. Conținutul de oxigen al tijelor de cupru anaerobe este sub 10-20ppm, dar în prezent unii producători pot atinge doar sub 50 ppm. Tijele de cupru cu conținut scăzut de oxigen sunt 200-400ppm, iar tijele de cupru bune au, în general, un conținut de oxigen de aproximativ 250 ppm.
Conținutul de oxigen al cuprului catodic utilizat în producția de tije de cupru este în general de 10-50ppm, iar solubilitatea solidă a oxigenului în cupru la temperatura camerei este de aproximativ 2 ppm. Conținutul de oxigen al tijelor de cupru cu conținut scăzut de oxigen este în general de 200 (175)-400 (450) ppm, astfel încât oxigenul este inhalat în stare lichidă de cupru. Dimpotrivă, tija de cupru fără oxigen produsă prin metoda de tragere în sus este redusă și îndepărtată după ce oxigenul este menținut sub cupru lichid pentru o perioadă lungă de timp. De obicei, conținutul de oxigen al acestei tije este sub 10-50ppm, iar cel mai scăzut poate fi de 1-2ppm.
Din punct de vedere structural, oxigenul din tija de cupru cu conținut scăzut de oxigen există în stare de oxid de cupru în apropierea granițelor. Acest lucru este comun pentru tijele de cupru cu conținut scăzut de oxigen, dar rar pentru tijele de cupru fără oxigen. Oxidul de cupru apare ca incluziuni la granițele granulelor, ceea ce poate avea un impact negativ asupra durității materialului. Oxigenul din cuprul fără oxigen este foarte scăzut, astfel încât structura acestui cupru este o structură uniformă monofazată, care este benefică pentru duritate. Porozitatea este neobișnuită la tijele de cupru fără oxigen, dar este un defect comun la tijele de cupru cu conținut scăzut de oxigen.
4. Performanță de desen
Performanța de tragere a tijelor de cupru este legată de mulți factori, cum ar fi conținutul de impurități, conținutul și distribuția de oxigen, controlul procesului etc.
Tijele fără oxigen adoptă în general metoda de tragere în sus, în timp ce tijele hipoxice sunt produse prin turnare și rulare continuă. Relativ vorbind, tijele hipoxice sunt mai adaptabile la proprietățile sârmei emailate, cum ar fi moliciunea, unghiul de retragere și performanța de înfășurare, dar tijele hipoxice sunt relativ mai solicitante în condițiile de trefilare a sârmei. De asemenea, întindeți 0.2 filament. Dacă condițiile de întindere nu sunt bune, tija anaerobă obișnuită poate fi întinsă, dar tija hipoxică bună se va rupe; dar dacă aceeași tijă este plasată în condiții bune de întindere, tija hipoxică va Poate o puteți întinde până la dublu zero și cinci, în timp ce polii anaerobi obișnuiți pot fi întinși doar la 0.1 cel mult. Desigur, cele mai subțiri precum Shuang Zero Two trebuie să se bazeze pe tije de cupru fără oxigen importate. Ambele pot fi întinse la 0.015 mm, dar în cuprul fără oxigen la temperatură joasă din firul supraconductor la temperatură joasă, distanța dintre filamente este de numai 0,001 mm.
1. Influența metodei de topire asupra impurităților precum S
Metoda de turnare și laminare continuă topește în principal tija de cupru prin arderea gazului. În timpul procesului de ardere, prin oxidare și volatilizare, unele impurități pot fi reduse într-o anumită măsură de la intrarea în lichidul de cupru, astfel încât cerințele pentru materii prime sunt relativ scăzute. Metoda de turnare continuă în sus folosește un cuptor cu inducție pentru topire. „Patina” și „boabe de cupru” de pe suprafața cuprului electrolitic vor fi practic topite în lichidul de cupru. S-ul topit are o mare influență asupra plasticității tijei de cupru fără oxigen și va crește ruperea sârmei. rata de linie.
2. Intrarea impurităților în timpul procesului de turnare
În timpul procesului de producție, procesul continuu de turnare și laminare necesită transferul cuprului topit prin cuptoare de susținere, jgheaburi și tundishuri, ceea ce este relativ ușor să provoace desprinderea materialului refractar. În timpul procesului de laminare, acesta trebuie să treacă prin rulouri, cauzând căderea fierului, ceea ce va provoca amestecuri externe. Introducerea oxizilor în timpul procesului va afecta negativ trasarea tijelor hipoxice. Procesul de producție al metodei de turnare continuă ascendentă este scurt. Lichidul de cupru este completat prin fluxul submersibil în cuptorul combinat, care are un impact redus asupra materialelor refractare. Cristalizarea se realizează în matrița de grafit, astfel încât există mai puține surse de poluare și impurități care pot fi generate în proces. Există mai puține șanse de intrare.
3. Forma de distribuție a oxigenului și impactul acestuia
Conținutul de oxigen are un impact semnificativ asupra performanței de trefilare a tijei de cupru. Când conținutul de oxigen este la valoarea optimă, rata de rupere a tijei de cupru este cea mai scăzută. Acest lucru se datorează faptului că oxigenul acționează ca un captator în reacția sa cu majoritatea impurităților. Oxigenul moderat este, de asemenea, propice pentru eliminarea hidrogenului din lichidul de cupru, generând vapori de apă care să se reverse și reducând formarea porilor.
Distribuția oxizilor de tije de cupru cu conținut scăzut de oxigen: În stadiul inițial de solidificare în turnare continuă, viteza de disipare a căldurii și răcirea uniformă sunt principalii factori care determină distribuția oxidului de cupru. Răcirea neuniformă va provoca diferențe esențiale în structura internă a tijei de cupru, dar în procesarea termică ulterioară, cristalele columnare vor fi de obicei distruse, rezultând rafinarea și distribuția uniformă a particulelor de oxid cupros. O situație tipică care rezultă din agregarea particulelor de oxid este spargerea centrală. Pe lângă influența distribuției particulelor de oxid, tijele de cupru cu particule de oxid mai mici prezintă caracteristici de trefilare mai bune, iar particulele de oxid cupros mai mari provoacă cu ușurință puncte de concentrare a tensiunii și rupere.
Conținutul de oxigen al tijei de cupru fără oxigen depășește standardul, tija de cupru devine casantă, alungirea scade, portul întins apare roșu închis și structura cristalină este liberă. Când conținutul de oxigen depășește 8 ppm, performanța procesului se deteriorează, ceea ce se manifestă printr-o rată extrem de ridicată de rupere a tijei și a sârmei în timpul turnării și trefilării. Acest lucru se datorează faptului că oxigenul poate forma o fază fragilă de oxid cupros cu cuprul, formând un eutectic cupru-oxid cupros, care este distribuit la graniță într-o structură de rețea. Această fază fragilă are duritate mare și se va separa de corpul de cupru în timpul deformării la rece, determinând scăderea proprietăților mecanice ale tijei de cupru și provocând cu ușurință fracturi în timpul prelucrării ulterioare. Conținutul ridicat de oxigen poate cauza, de asemenea, scăderea conductivității tijelor de cupru fără oxigen. Prin urmare, procesul de turnare continuă ascendentă și calitatea produsului trebuie să fie strict controlate.
4. Influența hidrogenului
În turnarea continuă în sus, conținutul de oxigen este controlat mai scăzut, efectele secundare ale oxizilor sunt reduse, iar influența hidrogenului devine o problemă mai semnificativă.
Există o reacție de echilibru în topitură după inhalare: H₂O(g)=[O]+2[H]. Gazul și porozitatea se formează în timpul procesului de cristalizare atunci când hidrogenul precipită și se acumulează din soluția suprasaturată. Hidrogenul precipitat înainte de cristalizare poate reduce oxidul cupros pentru a genera bule de apă. Deoarece caracteristica turnării în sus este cristalizarea cuprului topit de sus în jos, forma lichidului format este aproximativ conică. Gazul precipitat înainte ca lichidul de cupru să cristalizeze este blocat în structura de solidificare în timpul procesului de plutire, iar în tija de turnare se formează pori în timpul cristalizării. Când conținutul de gaz ascendent este mic, hidrogenul precipitat există la granițele granulelor și formează porozitate; când conținutul de gaz este mare, acesta se adună în pori. Prin urmare, porii și porozitatea sunt formate atât din hidrogen, cât și din vapori de apă.
Hidrogenul provine din diverse legături de proces în procesul de producție din amonte, cum ar fi „patina” materiei prime cupr electrolitic, materialul auxiliar cărbunele, mediul climatic este umed, iar cristalizatorul de grafit nu este uscat etc. Prin urmare, suprafața lichidul de cupru din cuptorul de topire ar trebui acoperit cu cărbune copt, iar cuprul electrolitic ar trebui să încerce să îndepărteze „patina”, „boabe de cupru” și „urechi”, ceea ce este foarte important pentru a îmbunătăți calitatea tijelor de cupru fără oxigen. .
În procesul de turnare și laminare continuă, hidrogenul este adesea controlat prin controlul moderat al conținutului de oxigen (Cu₂O+H₂=2Cu+H₂O). Deoarece cuprul topit cristalizează de jos în sus în timpul procesului de turnare, vaporii de apă generați de oxigenul și hidrogenul din cuprul topit pot pluti cu ușurință în sus și scăpa. Majoritatea hidrogenului din cuprul topit poate fi îndepărtat eficient, afectând astfel tija de cupru. mai mic.
5. Calitatea suprafeței
În procesul de producere a produselor precum firele electromagnetice, sunt necesare și cerințe pentru calitatea suprafeței tijelor de cupru. Suprafața firului de cupru tras trebuie să fie fără bavuri, mai puțină pulbere de cupru și fără pete de ulei. Calitatea firului de cupru trebuie măsurată printr-un test de torsiune și prin recuperarea tijei de cupru după torsiune pentru a determina calitatea acesteia.
În timpul procesului de turnare și laminare continuă, de la turnare la laminare, temperatura este ridicată și complet expusă aerului, determinând formarea unui strat gros de oxid pe suprafața plăcii turnate. În timpul procesului de laminare, pe măsură ce rolele se rotesc, particulele de oxid s-au rostogolit pe suprafața firului de cupru. Deoarece oxidul cupros este un compus fragil cu un punct de topire ridicat, atunci când agregatele sub formă de bandă de oxid cupros laminate adânc sunt întinse de matriță, se vor genera bavuri pe suprafața exterioară a tijei de cupru, cauzând probleme pentru vopsirea ulterioară. Există două tipuri principale de echipamente importate pentru tije de cupru cu conținut scăzut de oxigen: echipamente SOUTHWIRE din Statele Unite, ai căror producători interni sunt Nanjing Huaxin și Jiangxi Copper; celălalt este echipamentul CONTIROD din Germania, ai cărui producători interni sunt Changzhou Jinyuan și Tianjin Seamless.
Tija de cupru fără oxigen fabricată prin procesul de turnare continuă în sus este complet izolată de oxigen datorită turnării și răcirii și nu există un proces ulterior de laminare la cald. Nu există oxid laminat pe suprafața tijei de cupru, iar calitatea este mai bună. Există mai puțină pulbere de cupru după tragere. , este mai puțin probabil ca problemele de mai sus să existe.
Producția de tije de cupru fără oxigen este, de asemenea, împărțită în producția de echipamente importate și producția de echipamente interne. Cu toate acestea, produsele importate nu au avantaje evidente în prezent. Nu există o mare diferență între produsele din tijă de cupru produse. Atâta timp cât placa de cupru este bine selectată și controlul producției este stabil, echipamentele casnice pot produce, de asemenea, rezultate fiabile. Întindeți tija de cupru 0.05. Echipamentele importate sunt în general echipamente de la Outokumpu din Finlanda. Cel mai bun echipament casnic ar trebui să fie de la Shanghai Navy Yard, care are cel mai lung timp de producție și calitate fiabilă.
6. Aplicare
Tijele de cupru cu conținut scăzut de oxigen și tijele de cupru fără oxigen sunt ambele folosite de electricieni. Nu sunt altceva decât fire și cabluri, fire emailate, fire plate și bare de cupru. Nu există prea multe diferențe în domeniile de aplicare.
Tijele de cupru fără oxigen sunt în general produse din cupru electrolitic, iar rezistivitatea și performanța lor de procesare sunt mai bune decât tijele de cupru cu conținut scăzut de oxigen. Prin urmare, tijele fără oxigen sunt utilizate în general pentru a produce materiale electrice cu cerere mare, cum ar fi firele emailate. Rezistența tijelor fără oxigen este cu siguranță mai mică, iar aplicarea Situația de încălzire la utilizarea motorului este cu siguranță mai bună decât cea a tijei hipoxice.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >1 mm, tijele de cupru cu conținut scăzut de oxigen au avantaje evidente. Tijele de cupru fără oxigen sunt și mai superioare atunci când trageți fire de cupru cu un diametru<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.
Prin urmare, acum, practic, produsele electrice de dimensiuni mari cu cerințe de rezistență scăzute folosesc tije cu oxigen scăzut; produsele de dimensiuni mici cu cerințe mari de rezistență folosesc tije anaerobe. Cablurile audio preferă în general să folosească tije fără oxigen. Acest lucru este legat de faptul că tijele fără oxigen sunt cupru monocristal, iar tijele hipoxice sunt cupru policristalin.
7. Avantaj de preț
În zilele noastre, tot mai multe companii de cablu tind să folosească tije de cupru fără oxigen ca materie primă pentru fabricarea cablurilor. Deci, care sunt avantajele de performanță ale tijelor de cupru fără oxigen în comparație cu tijele de cupru obișnuite?
„În comparație cu tijele obișnuite de cupru, tijele de cupru fără oxigen au o ductilitate mai bună și o conductivitate mai mare și sunt cele mai ideale materii prime pentru sârmă și cablu și industriile electrice și electrice.” a spus un producător senior de tije de cupru fără oxigen. În comparație cu tijele obișnuite de cupru, tijele de cupru fără oxigen au caracteristici excelente, cum ar fi puritate ridicată, conținut scăzut de oxigen, conductivitate ridicată și performanță bună de procesare. De asemenea, au un aspect neted, o suprafață rotundă și nu au bavuri, crăpături, decojire sau defecte de incluziune.
Tijele obișnuite de cupru conțin adesea o cantitate considerabilă de impurități de oxid de cupru, care vor avea un impact negativ asupra durității materialului. Tija de cupru de înaltă calitate, fără oxigen, aproape că nu are impurități și are o rezistență excelentă. Mai mult, tija de cupru excelentă fără oxigen are o structură uniformă și cristale groase, care nu numai că depășește cele mai comune defecte de porozitate la tijele de cupru obișnuite, dar are și cea mai superioară capacitate de tragere dintre toate diametrele de sârmă.
Deci, o tijă de cupru fără oxigen cu performanțe atât de excelente înseamnă un preț ridicat? Experții din industrie răspund negativ la această întrebare. Pe de o parte, producția internă actuală de tije de cupru fără oxigen utilizează în principal metoda de tragere ascendentă. Acest proces principal are avantajele fluxului scurt al procesului, randamentului ridicat, costurilor reduse și investițiilor reduse. Prin urmare, prețul tijelor de cupru fără oxigen este relativ Prețul tijelor obișnuite de cupru nu va fi mult mai mare; pe de altă parte, procesul de producție a cuprului fără oxigen a cunoscut aproape 20 de ani de dezvoltare și au existat multe îmbunătățiri în metodele și procesele de operare, cum ar fi adăugarea unui proces de rafinare la procesul de producție cu tragere în sus, folosind deșeurile de cupru. sârma generată în timpul procesului de topire și producție a cuptorului cu frecvență electrică cu metoda de inducție ascendentă este scutită de taxe suplimentare de procesare și taxe de transport. Cu o tehnologie și procese de producție perfecte, un producător matur de tije de cupru fără oxigen poate face ca costul tijelor de cupru fără oxigen să fie aproape același cu cel al tijelor de cupru obișnuite.
