Hogyan lehet megkülönböztetni az oxigénmentes rézrudakat az alacsony oxigéntartalmú rézrudaktól?
Bevezetés: Az emberek gyakran összekeverik az oxigénmentes rézrudakat az alacsony oxigéntartalmú rézrudakkal. A helyzet előfordulásának csökkentése érdekében ez a cikk mindenkinek segít abban, hogy helyes döntéseket hozzon a gyakorló szakemberek sokéves gyakorlati tapasztalata alapján. Teljesítményben nagyon nagy különbség van a kettő között. Ha gondosan azonosítja őket a megjelenés alapján, akkor is találhat néhány olyan dolgot, amely megkülönböztetheti őket.
Az oxigénmentes rézrudak és az alacsony oxigéntartalmú rézrudak gyártási folyamatai eltérőek, ez a nevekből is kihallatszik. A fő különbség a kettő között az oxigéntartalom. Ilyenkor valakinek azt kell mondania, tudom, hogy az egyik oxigént tartalmaz, a másik pedig nem. Bár ez teljesen helyesen hangzik, valójában téves. Bár oxigénmentes réznek hívják, ez az anyag oxigént is tartalmaz, de a tartalma nagyon kicsi, és figyelmen kívül hagyható. Ezenkívül a különböző gyártási folyamatok miatt bizonyos teljesítménybeli különbségek is vannak. Az oxigénmentes rézrudak világosabb megjelenésűek. Ezért, ha két termékkel találkozunk egyidejűleg, az oxigénmentes rézrudak általában jobb fényerővel rendelkeznek.
1. Meghatározás
Nyersanyagként réz felhasználásával 200 (175) és 400 (450) ppm közötti oxigéntartalmú rézrudakat állítanak elő folyamatos öntéssel és hengerléssel, amelyeket alacsony oxigéntartalmú rézrudaknak neveznek.
A felfelé indukciós módszerrel előállított, 20 ppm alatti oxigéntartalmú rézrudakat oxigénmentes rézrudaknak nevezzük. Az oxigénmentes rézrudak tiszta réz, amely nem tartalmaz oxigént vagy dezoxidálószer-maradékot, de valójában nagyon nyomokban tartalmaz oxigént és néhány szennyeződést. A szabvány szerint az oxigéntartalom nem nagyobb, mint 0.02%, az összes szennyezőanyag-tartalom legfeljebb 0,05%, a réz tisztasága pedig nagyobb. mint 99,95%. Az oxigéntartalom és a szennyeződés tartalom szerint az oxigénmentes rézrudakat TU1 és TU2 rézrudakra osztják. A TU1 oxigénmentes rézrúd tisztasága eléri a 99,99%-ot, és az oxigéntartalom nem haladja meg a 0,001%-ot; a TU2 oxigénmentes réz tisztasága eléri a 99,95%-ot, az oxigéntartalom pedig nem haladja meg a 0,002%-ot.
2. Gyártási folyamat
A rézrúd a kábelipar fő nyersanyaga. Két gyártási mód létezik: folyamatos öntés és hengerlés, valamint felfelé irányuló folyamatos öntés.
Számos módszer létezik alacsony oxigéntartalmú rézrudak folyamatos öntéssel és hengerléssel történő előállítására, és az oxigéntartalom általában 200-400ppm. Jellemzője, hogy a fém aknakemencében történő megolvadása után a rézfolyadék áthalad a tartókemencén, csúszdán és elosztó edényen, és az öntőcsőből a zárt formaüregbe jut. Nagyobb hűtési intenzitással lehűtik, így öntött födémet alakítanak ki, majd több menetben feldolgozzák. Hengerlés után az eredeti öntvényszerkezet megtört, és az előállított alacsony oxigéntartalmú rézrúd termikusan feldolgozott szerkezetű.
Kínában a felfelé irányuló folyamatos öntési módszert alapvetően oxigénmentes rézrudak előállítására használják, és az oxigéntartalom általában 20 ppm alatt van. Miután a fém megolvadt az indukciós kemencében, folyamatosan felfelé öntik a grafitformán keresztül, majd hidegen hengerelik vagy hidegen megmunkálják. Az előállított oxigénmentes rézrúd öntött szerkezet.
Az alacsony oxigéntartalmú rézrúd termikusan feldolgozott szerkezet, a 8 mm-es rúdban megjelent az átkristályosodás. Az oxigénmentes rézrúd öntött szerkezetű, durva szemcsékkel. Ez az oka annak, hogy az oxigénmentes rézrúd magasabb átkristályosítási hőmérséklettel rendelkezik, és magasabb izzítási hőmérsékletet igényel. Mivel az átkristályosodás a szemcsehatárok közelében megy végbe, az oxigénmentes rézrúd szerkezet szemcséi durvák, a szemcseméret akár több millimétert is elérhet. Ezért kevés a szemcsehatár. Még ha húzással deformálódik is, a szemcsehatárok viszonylag alacsony oxigéntartalmú rézrudak. Még kevesebb, ezért nagyobb hőkezelési teljesítményre van szükség.
Az oxigénmentes réz sikeres izzításának követelményei: az első izzítás, amikor a huzalt kihúzzák a rúdból, de még nem öntötték. Az izzítási teljesítménynek 10-15%-kal nagyobbnak kell lennie, mint az alacsony oxigéntartalmú rézé ugyanabban a helyzetben. Folyamatos húzás után elegendő mozgásteret kell hagyni az izzítási teljesítményre a következő szakaszokban, és különböző izzítási eljárásokat kell végezni alacsony oxigéntartalmú és oxigénmentes rézen, hogy biztosítsák a folyamatban lévő és a kész huzalok lágyságát.
3. Oxigéntartalom
Oxigéntartalmuk alapján könnyű különbséget tenni az anaerob és a hipoxiás rudak között. Az anaerob rézrudak oxigéntartalma 10-20ppm alatt van, de jelenleg egyes gyártók csak 50 ppm alatt tudják elérni. Az alacsony oxigéntartalmú rézrudak 200-400ppm, a jó rézrudak oxigéntartalma általában körülbelül 250 ppm.
A rézrudak előállításához használt katódréz oxigéntartalma általában 10-50ppm, és az oxigén szilárd oldhatósága rézben szobahőmérsékleten körülbelül 2 ppm. Az alacsony oxigéntartalmú rézrudak oxigéntartalma általában 200 (175)-400 (450) ppm, tehát az oxigént réz folyékony állapotban lélegezzük be. Ellenkezőleg, a felhúzó eljárással előállított oxigénmentes rézrúd lecsökken és eltávolítható, miután az oxigént hosszú ideig folyékony réz alatt tartják. Ennek a rúdnak az oxigéntartalma általában 10-50ppm alatt van, a legalacsonyabb pedig 1-2ppm lehet.
Szerkezeti szempontból az alacsony oxigéntartalmú rézrúd oxigénje réz-oxid állapotban van a szemcsehatár közelében. Ez gyakori az alacsony oxigéntartalmú rézrudak esetében, de ritka az oxigénmentes rézrudak esetében. A réz-oxid zárványként jelenik meg a szemcsehatárokon, ami negatív hatással lehet az anyag szívósságára. Az oxigénmentes réz oxigéntartalma nagyon alacsony, ezért ennek a réznek a szerkezete egységes egyfázisú szerkezet, ami a szívósság szempontjából előnyös. A porozitás nem gyakori az oxigénmentes rézrudaknál, de az alacsony oxigéntartalmú rézrudaknál gyakori hiba.
4. Rajzteljesítmény
A rézrudak húzási teljesítménye számos tényezőtől függ, mint például a szennyeződéstartalom, az oxigéntartalom és -eloszlás, a folyamatszabályozás stb.
Az oxigénmentes rudak általában a felfelé húzási módszert alkalmazzák, míg a hipoxiás rudakat folyamatos öntéssel és hengerléssel állítják elő. Viszonylagosan elmondható, hogy a hipoxiás rudak jobban alkalmazkodnak a zománcozott huzal tulajdonságaihoz, mint például a lágyság, a visszapattanási szög és a tekercselési teljesítmény, de a hipoxiás rudak relatíve igényesebbek a huzalhúzás körülményei között. Nyújtsa meg a 0.2 izzószálat is. Ha a nyújtási feltételek nem jók, a közönséges anaerob rúd megnyújtható, de a jó hipoxiás rúd eltörik; de ha ugyanazt a rudat jó nyújtási körülmények között helyezzük el, akkor a hipoxiás rúd talán dupla nullára és ötre nyújtható, míg a közönséges anaerob rudak legfeljebb 0.1-ig nyújthatók. Természetesen a legvékonyabbaknak, mint a Shuang Zero Two, importált oxigénmentes rézrudakra kell támaszkodniuk. Mindkettő 0.015 mm-re nyújtható, de az alacsony hőmérsékletű, oxigénmentes rézben az alacsony hőmérsékletű szupravezető huzalban az izzószálak közötti távolság mindössze 0,001 mm.
1. Az olvasztási módszer hatása az olyan szennyeződésekre, mint a S
A folyamatos öntés és hengerlés módszere elsősorban a rézrudat olvasztja meg a gáz elégetésével. Az égési folyamat során az oxidáció és az elpárolgás révén bizonyos szennyeződések bizonyos mértékig lecsökkenhetnek a rézfolyadékba kerüléstől, így a nyersanyagigény viszonylag alacsony. A felfelé irányuló folyamatos öntési módszer indukciós kemencét használ az olvasztáshoz. Az elektrolitikus réz felületén lévő "patina" és "rézbab" alapvetően a rézfolyadékba olvad. A megolvadt S nagy hatással van az oxigénmentes rézrúd plaszticitására, és növeli a huzalszakadást. vonalárfolyam.
2. Szennyeződések bejutása az öntési folyamat során
A gyártási folyamat során a folyamatos öntési és hengerlési folyamat megköveteli az olvadt réz átvezetését tartókemencéken, csúszdákon és elosztóedényeken keresztül, ami viszonylag könnyen előidézi a tűzálló anyag leválását. A hengerlési folyamat során át kell haladnia a tekercseken, amitől a vas leesik, ami külső keveredést okoz. Az oxidok begördülése a folyamat során hátrányosan befolyásolja a hipoxiás rudak húzását. A felfelé irányuló folyamatos öntés gyártási folyamata rövid. A rézfolyadék a kombinált kemencében a merülő áramláson keresztül teljesedik ki, ami csekély hatással van a tűzálló anyagokra. A kristályosítás a grafitformában történik, így kevesebb szennyezőforrás és szennyeződés keletkezhet a folyamat során. Kisebb az esély a bejutásra.
3. Az oxigéneloszlás formája és hatása
Az oxigéntartalom jelentős hatással van a rézrúd huzalhúzási teljesítményére. Amikor az oxigéntartalom az optimális értéken van, a rézrúd törési sebessége a legalacsonyabb. Ennek az az oka, hogy az oxigén a legtöbb szennyeződéssel való reakciójában megkötőszerként működik. A mérsékelt oxigén szintén elősegíti a hidrogén eltávolítását a rézfolyadékból, vízgőzt generál a túlcsorduláshoz, és csökkenti a pórusok képződését.
Alacsony oxigéntartalmú rézrúd-oxidok eloszlása: A folyamatos öntés során a megszilárdulás kezdeti szakaszában a hőleadás sebessége és az egyenletes hűtés a fő tényezők, amelyek meghatározzák a rézrúd-oxid eloszlását. Az egyenetlen hűtés lényeges eltéréseket okoz a rézrúd belső szerkezetében, de a későbbi hőkezelés során az oszlopos kristályok általában elpusztulnak, ami a réz-oxid részecskék finomodását és egyenletes eloszlását eredményezi. Az oxidrészecskék aggregációjából adódó tipikus helyzet a központi szétrobbanás. Az oxidrészecskék eloszlása mellett a kisebb oxidrészecskéket tartalmazó rézrudak jobb huzalhúzási tulajdonságokat mutatnak, a nagyobb réz-oxid részecskék pedig könnyen feszültségkoncentrációs pontokat okoznak és törést okoznak.
Az oxigénmentes rézrúd oxigéntartalma meghaladja a szabványt, a rézrúd törékennyé válik, a nyúlás csökken, a feszített port sötétvörösnek tűnik, a kristályszerkezet laza. Ha az oxigéntartalom meghaladja a 8 ppm-et, a folyamat teljesítménye romlik, ami az öntés és húzás során rendkívül magas rúd- és huzaltörésben nyilvánul meg. Ennek az az oka, hogy az oxigén a rézzel rideg réz-oxid fázist tud alkotni, réz-réz-oxid eutektikumot képezve, amely a határon eloszlik egy hálózati struktúrában. Ez a rideg fázis nagy keménységű, és a hideg deformáció során elválik a réztesttől, ami a rézrúd mechanikai tulajdonságainak csökkenését okozza, és könnyen törést okoz a későbbi feldolgozás során. A magas oxigéntartalom az oxigénmentes rézrudak vezetőképességének csökkenését is okozhatja. Ezért a felfelé irányuló folyamatos öntési folyamatot és a termék minőségét szigorúan ellenőrizni kell.
4. A hidrogén hatása
A felfelé irányuló folyamatos öntésnél az oxigéntartalmat alacsonyabbra szabályozzák, az oxidok mellékhatásait mérséklik, és a hidrogén hatása egyre jelentősebb probléma.
Belélegzés után az olvadékban egyensúlyi reakció megy végbe: H₂O(g)=[O]+2[H]. Gáz és porozitás képződik a kristályosodási folyamat során, amikor a hidrogén kicsapódik és felhalmozódik a túltelített oldatból. A kristályosodás előtt kicsapódott hidrogén redukálhatja a réz-oxidot és vízbuborékokat hoz létre. Mivel a felfelé öntés jellemzője az olvadt réz felülről lefelé történő kristályosodása, a keletkező folyadék alakja megközelítőleg kúpos. A réz folyadékkristályosodása előtt kicsapódott gáz a lebegtetés során elzáródik a megszilárdulási struktúrában, és a kristályosodás során pórusok képződnek az öntőrúdban. Ha a felfelé irányuló gáztartalom kicsi, a kicsapódott hidrogén a szemcsehatárokon van, és porozitást képez; magas gáztartalom esetén pórusokba gyűlik össze. Ezért pórusokat és porozitást képez a hidrogén és a vízgőz is.
A hidrogén az upstream gyártási folyamat különböző folyamatláncaiból származik, mint például a nyersanyag elektrolitikus réz „patinája”, a segédanyag faszén, az éghajlati környezet nedves, a grafitkristályosító nem száraz stb. Ezért a felület Az olvasztókemencében lévő rézfolyadékból faszénnel kell lefedni, és az elektrolitikus réznek meg kell próbálnia eltávolítani a "patinát", a "rézbabot" és a "füleket", ami nagyon fontos az oxigénmentes rézrudak minőségének javításához. .
A folyamatos öntés és hengerlés során a hidrogént gyakran az oxigéntartalom mérsékelt szabályozásával szabályozzák (Cu2O+H₂=2Cu+H₂O). Mivel az olvadt réz az öntési folyamat során alulról felfelé kristályosodik, az olvadt rézben lévő oxigén és hidrogén által generált vízgőz könnyen felúszik és kiszabadul. Az olvadt rézben lévő hidrogén nagy része hatékonyan eltávolítható, így hatással van a rézrúdra. kisebb.
5. Felületi minőség
Az elektromágneses huzalokhoz hasonló termékek előállítása során a rézrudak felületi minőségére is követelmények vonatkoznak. A húzott rézhuzal felületének sorjamentesnek, kevesebb rézpornak és olajfoltoktól mentesnek kell lennie. A rézhuzal minőségét torziós próbával és a rézrúd csavarás utáni helyreállításával kell mérni, hogy meghatározzuk a minőségét.
A folyamatos öntési és hengerlési folyamat során, az öntéstől a hengerlésig, a hőmérséklet magas és teljesen ki van téve a levegőnek, így vastag oxidréteg képződik az öntött födém felületén. A hengerlés során a görgők forgása közben az oxidszemcsék a rézhuzal felületébe gördültek. Mivel a réz-oxid törékeny, magas olvadáspontú vegyület, amikor a mélyen hengerelt réz-oxid szalag alakú aggregátumait a forma megnyújtja, sorja keletkezik a rézrúd külső felületén, ami gondot okoz a későbbi festésnél. Az alacsony oxigéntartalmú rézrudakhoz két fő importált berendezés létezik: SOUTHWIRE berendezések az Egyesült Államokból, amelyek hazai gyártói a Nanjing Huaxin és a Jiangxi Copper; a másik a németországi CONTIROD berendezés, amelynek hazai gyártói a Changzhou Jinyuan és a Tianjin Seamless.
A felfelé irányuló folyamatos öntési eljárással előállított oxigénmentes rézrúd az öntés és hűtés következtében teljesen el van szigetelve az oxigéntől, és nincs utólagos meleghengerlési eljárás. A rézrúd felületébe nem hengerelt oxid, és a minőség is jobb. A húzás után kevesebb a rézpor. , a fenti problémák kevésbé valószínű.
Az oxigénmentes rézrúd-gyártást szintén importált berendezésgyártásra és hazai berendezésgyártásra osztják. Az importtermékeknek azonban jelenleg nincsenek nyilvánvaló előnyei. A gyártott rézrúd termékek között nincs nagy különbség. Mindaddig, amíg a rézlemez jól meg van választva, és a gyártásellenőrzés stabil, a háztartási berendezések is megbízható teljesítményt tudnak előállítani. Nyújtsa ki a rézrudat 0.05. Az importált berendezések általában a finn Outokumpu berendezései. A legjobb hazai felszerelésnek a Shanghai Navy Yard-ból kell származnia, amely a leghosszabb gyártási idővel és megbízható minőséggel rendelkezik.
6. Jelentkezés
Alacsony oxigéntartalmú rézrudakat és oxigénmentes rézrudakat egyaránt használnak villanyszerelők. Ezek nem mások, mint vezetékek és kábelek, zománcozott vezetékek, lapos vezetékek és rézrudak. Az alkalmazási területek között nincs nagy különbség.
Az oxigénmentes rézrudak általában elektrolitikus rézből készülnek, ellenállásuk és feldolgozási teljesítményük jobb, mint az alacsony oxigéntartalmú rézrudaké. Ezért az oxigénmentes rudakat általában nagy igényű elektromos anyagok, például zománcozott huzalok előállítására használják. Az oxigénmentes rudak ellenállása határozottan kisebb, és az alkalmazás A motor használatakor a fűtési helyzet határozottan jobb, mint a hipoxiás rúdé.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >Az 1 mm-es, alacsony oxigéntartalmú rézrudaknak nyilvánvaló előnyei vannak. Az oxigénmentes rézrudak még jobbak, ha átmérőjű rézhuzalokat húznak<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.
Ezért ma már alapvetően nagy méretű, kis ellenállásigényű elektromos termékek alacsony oxigéntartalmú rudakat használnak; a kis méretű, nagy ellenállási követelményekkel rendelkező termékek anaerob rudakat használnak. Az audiokábelek általában inkább oxigénmentes rudakat használnak. Ez összefügg azzal a ténnyel, hogy az oxigénmentes rudak egykristályos rézből, a hipoxiás rudak pedig polikristályos rézből állnak.
7. Árelőny
Manapság egyre több kábelgyártó cég hajlamos oxigénmentes rézrudakat használni a kábelek gyártásához alapanyagként. Tehát mik az oxigénmentes rézrudak teljesítménybeli előnyei a hagyományos rézrudakhoz képest?
"A hagyományos rézrudakhoz képest az oxigénmentes rézrudak jobb alakíthatósággal és nagyobb vezetőképességgel rendelkeznek, és a legideálisabb alapanyagok a huzal- és kábel-, valamint az elektromos és elektromos ipar számára." – mondta egy vezető oxigénmentes rézrúd-gyártó. A hagyományos rézrudakhoz képest az oxigénmentes rézrudak kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a nagy tisztaság, alacsony oxigéntartalom, nagy vezetőképesség és jó feldolgozási teljesítmény. Ezenkívül sima megjelenésűek, kerek felületűek, nincsenek sorja, repedések, hámlás vagy záródási hibák.
A közönséges rézrudak gyakran jelentős mennyiségű réz-oxid szennyeződést tartalmaznak, ami negatívan befolyásolja az anyag szívósságát. A kiváló minőségű oxigénmentes rézrúd szinte nem tartalmaz szennyeződéseket és kiváló szívóssággal rendelkezik. Ezenkívül a kiváló oxigénmentes rézrúd egységes szerkezettel és vastag kristályokkal rendelkezik, amely nemcsak a közönséges rézrudak leggyakoribb porozitási hibáit küszöböli ki, hanem az összes huzalátmérő közül a legjobb húzhatósággal rendelkezik.
Tehát egy ilyen kiváló teljesítményű oxigénmentes rézrúd magas árat jelent? Az iparági bennfentesek erre a kérdésre nemmel válaszolnak. Egyrészt az oxigénmentes rézrudak jelenlegi hazai gyártása elsősorban a felfelé húzó módszert alkalmazza. Ennek az általános folyamatnak magának az előnye a rövid folyamatfolyam, a magas hozam, az alacsony költség és az alacsony befektetés. Ezért az oxigénmentes rézrudak ára viszonylag A közönséges rézrudak ára nem lesz sokkal magasabb; másrészt az oxigénmentes rézgyártási folyamat közel 20 éves fejlesztésen ment keresztül, és számos fejlesztés történt a működési módszerekben és folyamatokban, például finomítási eljárást adtak a felhúzó gyártási folyamathoz, a hulladékréz felhasználásával. a teljesítményfrekvenciás kemence felfelé indukciós módszerrel történő olvasztása és gyártása során keletkező huzal mentesül a további feldolgozási és szállítási díjak alól. Tökéletes technológiával és gyártási folyamatokkal egy érett, oxigénmentes rézrudak gyártója az oxigénmentes rézrudak költségét majdnem ugyanolyanná tudja tenni, mint a hagyományos rézrudak esetében.
