無酸素銅棒と低酸素銅棒を区別するにはどうすればよいですか?
はじめに: 無酸素銅棒と低酸素銅棒を混同することがよくあります。 このような状況の発生を減らすために、この記事は、実践者の長年の実践経験に基づいて、誰もが正しい判断を行えるようにするために役立ちます。 両者のパフォーマンスには非常に大きな違いがあります。 見た目から注意深く見分けてみると、見分けられるものもいくつか見つかります。
無酸素銅棒と低酸素銅棒は、名前からも分かるように製造工程が異なります。 両者の主な違いは酸素含有量です。 この時点で、誰かが、一方には酸素が含まれており、もう一方には酸素が含まれていないことはわかっています、と言わなければなりません。 これは非常に正しいように思えますが、実際には間違っています。 無酸素銅と呼ばれていますが、この材料にも酸素が含まれていますが、その含有量はごく微量で無視できます。 また、製造プロセスの違いにより、性能に一定の違いが生じます。 無酸素銅棒はより明るい外観を持ちます。 したがって、2 つの製品を同時に使用した場合、一般に無酸素銅棒の方が輝度が高くなります。
1. 定義
銅を原料として、連続鋳造・圧延法により酸素含有量が200(175)～400(450)ppmの銅棒を製造しており、これを低酸素銅棒と呼びます。
上向き誘導法で製造され、酸素含有量が 20 ppm 以下の銅棒を無酸素銅棒と呼びます。 無酸素銅棒は、酸素や脱酸剤の残留物を含まない純粋な銅ですが、実際には微量の酸素といくつかの不純物が含まれています。 規格によると、酸素含有量は 0.02% 以下、不純物総含有量は 0.05% 以下で、銅の純度はそれより高くなります。 99.95%以上。 酸素含有量と不純物含有量に応じて、無酸素銅棒はTU1銅棒とTU2銅棒に分けられます。 TU1無酸素銅棒の純度は99.99%に達し、酸素含有量は0.001%以下です。 TU2無酸素銅の純度は99.95%に達し、酸素含有量は0.002%以下です。
2. 製造工程
銅棒はケーブル業界の主原料です。 製造方法には連続鋳造圧延法と上向き連続鋳造法があります。
連続鋳造と圧延によって低酸素銅棒を製造するには多くの方法があり、酸素含有量は一般に 200-400ppm です。 その特徴は、シャフト炉で金属が溶解された後、銅の液体が保持炉、シュート、タンディッシュを通過し、注湯管から密閉型キャビティに流入することです。 より強い冷却強度で冷却されて鋳造スラブが形成され、その後複数回のパスで処理されます。 圧延後、元の鋳造構造が破壊され、製造された低酸素銅棒は熱処理された構造を持ちます。
中国では基本的に上向き連続鋳造法で無酸素銅棒を製造しており、酸素含有量は一般に20ppm以下です。 金属が誘導炉で溶解された後、グラファイト鋳型を通して連続的に上向きに鋳造され、その後冷間圧延または冷間加工されます。 製造された無酸素銅棒は鋳造構造です。
低酸素銅棒は熱処理組織であり、8mm棒には再結晶が現れています。 無酸素銅棒は粗粒鋳造組織となっております。 無酸素銅棒の再結晶温度が高く、より高い焼鈍温度が必要となるのはこのためです。 再結晶化は結晶粒界近くで起こるため、無酸素銅棒構造の結晶粒は粗大であり、粒径は数ミリメートルに達することもあります。 したがって、結晶粒界がほとんどありません。 絞り加工で変形しても粒界は比較的低酸素の銅棒です。 さらに少ないので、より高いアニール能力が必要となります。
無酸素銅の焼きなましを成功させるための要件は次のとおりです。 ワイヤがロッドから引き抜かれ、まだ鋳造されていないときに最初の焼きなましを行う。 アニーリング能力は、同じ状況における低酸素銅のアニーリング能力よりも 10-15% 高くなければなりません。 連続伸線後は、後段の焼鈍出力に十分な余裕を持たせ、低酸素銅と無酸素銅に異なる焼鈍工程を施し、加工中線材と完成線材の柔らかさを確保する必要があります。
3. 酸素含有量
酸素含有量に基づいて、嫌気性ロッドと低酸素性ロッドを区別するのは簡単です。 嫌気性銅棒の酸素含有量は 10-20ppm 未満ですが、現在一部のメーカーは 50ppm 未満しか達成できません。 低酸素銅棒の酸素含有量は 200-400ppm で、良質な銅棒の酸素含有量は通常約 250ppm です。
銅棒の製造に使用される陰極銅の酸素含有量は一般に10-50ppmであり、室温での銅中の酸素の固溶度は約2ppmです。 低酸素銅棒の酸素含有量は一般に 200(175)-400(450)ppm であるため、酸素は銅の液体状態で吸入されます。 これに対し、引き上げ法で製造された無酸素銅棒は、液体銅中に酸素が長時間保持されると還元されて除去されます。 通常、このロッドの酸素含有量は 10-50ppm 未満であり、最低値は 1-2ppm になることもあります。
構造的に見ると、低酸素銅棒中の酸素は結晶粒界付近に酸化銅の状態で存在します。 これは低酸素銅棒では一般的ですが、無酸素銅棒ではまれです。 酸化銅は粒界に介在物として現れ、材料の靭性に悪影響を与える可能性があります。 無酸素銅中の酸素は非常に少ないため、この銅の組織は均一な単相組織であり、靭性に有利です。 多孔性は無酸素銅棒ではまれですが、低酸素銅棒では一般的な欠陥です。
4. 描画性能
銅棒の伸線性能は、不純物含有量、酸素含有量とその分布、プロセス制御などの多くの要因に関連しています。
無酸素棒は一般に上向き引抜き法が採用されていますが、低酸素棒は連続鋳造と圧延によって製造されます。 比較的、低酸素ロッドは、柔らかさ、反発角、巻き取り性能などのエナメル線の特性により適応しますが、伸線条件では低酸素ロッドの方が比較的要求が厳しくなります。 また、0.2 フィラメントを伸ばします。 伸長条件が悪い場合、通常の嫌気性ロッドは伸ばせますが、良好な低酸素性ロッドは破損します。 しかし、同じロッドを良好な伸長条件下に置くと、低酸素ロッドは 2 倍の 0 と 5 まで伸ばせる可能性がありますが、通常の嫌気性ポールは最大でも 0.1 までしか伸ばせません。 もちろん、Shuang Zero Two のような最も薄いものは、輸入された無酸素銅棒に依存する必要があります。 どちらも0.015mmまで伸ばすことができますが、低温超電導線材の低温グレードの無酸素銅ではフィラメント間の間隔はわずか0.001mmです。
1. 溶解方法によるS等の不純物の影響
連続鋳造圧延法は主にガスの燃焼により銅棒を溶解します。 燃焼プロセス中に、酸化と揮発によって一部の不純物が銅の液体に混入するのをある程度減らすことができるため、原料の要件は比較的低くなります。 上向き連続鋳造法は溶解に誘導炉を使用します。 電解銅の表面にある「緑青」や「銅豆」は基本的に銅液に溶けていきます。 溶けたSは無酸素銅棒の塑性に大きな影響を与え、断線を増加させます。 ラインレート。
2. 鋳造工程中の不純物の混入
製造工程中、連続鋳造および圧延工程では、保持炉、シュート、タンディッシュを通して溶融銅を移送する必要があるため、耐火物材料の剥離が比較的発生しやすいです。 圧延工程ではロールを通過する必要があるため、アイロンが脱落し、外部混入が発生します。 プロセス中の酸化物の巻き込みは、低酸素ロッドの伸線に悪影響を及ぼします。 上向き連続鋳造法は製造工程が短い。 銅液は連炉内で水中流動により完成するため、耐火物への影響はほとんどありません。 結晶化はグラファイトモールド内で行われるため、プロセス中に生成される可能性のある汚染源や不純物が少なくなります。 エントリーの可能性は低いです。
3. 酸素の分布形態とその影響
酸素含有量は銅棒の伸線性能に大きな影響を与えます。 酸素含有量が最適値にある場合、銅棒の破損率は最も低くなります。 これは、酸素がほとんどの不純物との反応においてスカベンジャーとして機能するためです。 適度な酸素は、銅の液体から水素を除去し、水蒸気を発生させてオーバーフローさせ、細孔の形成を減らすのにも役立ちます。
低酸素銅棒酸化物の分布：連続鋳造における凝固の初期段階では、熱放散速度と均一な冷却が銅棒酸化物の分布を決定する主な要因となります。 不均一な冷却は銅ロッドの内部構造に本質的な違いを引き起こしますが、その後の熱処理で通常は柱状結晶が破壊され、その結果亜酸化銅粒子が微細化され均一に分布します。 酸化物粒子の凝集によって生じる典型的な状況は、中心バーストです。 酸化物粒子の分布の影響に加えて、酸化物粒子が小さい銅棒ほど伸線特性が良く、亜酸化銅粒子が大きいと応力集中点が生じやすく破損しやすくなります。
無酸素銅棒の酸素含有量が基準を超えると、銅棒が脆くなり、伸びが低下し、伸びたポートが暗赤色に見え、結晶構造が緩みます。 酸素含有量が 8ppm を超えると、鋳造時や伸線時のロッド破損やワイヤー破損の発生率が非常に高くなり、加工性能が低下します。 これは、酸素が銅と亜酸化銅の脆性相を形成し、銅と亜酸化銅の共晶を形成し、それが網目構造の境界に分布するためである。 この脆い相は硬度が高く、冷間変形中に銅本体から分離し、銅ロッドの機械的特性の低下を引き起こし、その後の加工中に容易に破壊を引き起こします。 酸素含有量が高いと、無酸素銅棒の導電性が低下する可能性があります。 したがって、上向き連続鋳造プロセスと製品の品質は厳密に管理されなければなりません。
4. 水素の影響
上向き連続鋳造では、酸素含有量が低く抑えられ、酸化物の副作用が軽減され、水素の影響がより大きな問題となります。
吸入後の溶融物中では平衡反応が起こります: H₂O(g)=[O]+2[H]。 結晶化プロセス中に過飽和溶液から水素が沈殿して蓄積すると、ガスと多孔性が形成されます。 結晶化前に析出した水素により亜酸化銅が還元され、水の泡が発生することがあります。 上向き鋳造の特徴は、溶けた銅が上から下に結晶化するため、形成される液体の形状はほぼ円錐形になります。 銅の液晶が結晶化する前に析出したガスは、浮上過程で凝固組織内にブロックされ、結晶化中に鋳造棒に気孔が形成されます。 上向きのガス含有量が少ない場合、析出した水素は粒界に存在し、気孔を形成します。 ガス含有量が多いと、気孔の中に集まります。 したがって、細孔と気孔率は水素と水蒸気の両方によって形成されます。
水素は、原料の電解銅の「緑青」、副原料の木炭、気候環境が湿潤である、黒鉛晶析装置が乾燥していないなど、上流の製造プロセスのさまざまなプロセスリンクから発生します。そのため、表面は溶解炉内の銅液の一部を焼いた木炭で覆い、電解銅が「緑青」、「銅豆」、「耳」を除去するように努める必要があります。これは無酸素銅棒の品質を向上させるために非常に重要です。 。
連続鋳造および圧延プロセスでは、酸素含有量 (Cu₂O+H₂=2Cu+H₂O) を適度に制御することで水素を制御することがよくあります。 鋳造工程では銅の溶湯が下から上に向かって結晶化するため、銅溶湯中の酸素や水素により発生した水蒸気が浮き上がりやすくなります。 溶融銅中の水素の大部分は効果的に除去され、銅棒に影響を与えます。 より小さい。
5. 表面品質
電磁線などの製品を製造する過程では、銅棒の表面品質にも要求が求められます。 伸線された銅線の表面には、バリや銅粉が少なく、油汚れがないことが求められます。 銅線の品質は、ねじり試験とねじり後の銅棒の回復を通じて測定し、その品質を決定する必要があります。
鋳造から圧延までの連続鋳造圧延工程では高温となり完全に空気にさらされるため、鋳片の表面には厚い酸化皮膜が形成されます。 圧延プロセス中、ローラーが回転すると、酸化物粒子が銅線の表面に転がり込みます。 亜酸化銅は融点が高く脆い化合物であるため、深く圧延した亜酸化銅の帯状集合体を金型で引き伸ばすと銅棒の外表面にバリが発生し、その後の塗装に支障をきたします。 低酸素銅棒用の輸入機器には主に 2 種類あります。1 つは米国の SOUTHWIRE 機器で、国内メーカーは南京華信と江西銅器です。 もう 1 つはドイツの CONTIROD 装置で、国内メーカーは常州金源と天津シームレスです。
上向き連続鋳造法で製造された無酸素銅棒は、鋳造・冷却により酸素と完全に遮断されており、その後の熱間圧延工程がありません。 銅棒の表面に酸化物が転がらず、品質が向上します。 絞り加工後の銅粉が少なくなります。 、上記の問題が存在する可能性は低くなります。
無酸素銅棒の生産も輸入設備生産と国内設備生産に分かれます。 しかし、輸入製品には現時点では明らかな利点はありません。 製造される銅棒製品に大きな違いはありません。 銅板の選定と生産管理が安定していれば、国内設備でも安定した生産が可能です。 銅の棒0を伸ばします。05. 輸入機器は通常、フィンランドの Outokumpu からの機器です。 国内の最高の装備は、最も長い生産期間と信頼できる品質を備えた上海海軍工廠からのものでなければなりません。
6. 申請
低酸素銅棒と無酸素銅棒はどちらも電気技師によって使用されます。 単なるワイヤーやケーブル、エナメル線、平角線、銅棒にすぎません。 応用分野には大きな違いはありません。
無酸素銅棒は一般に電解銅から製造されており、抵抗率や加工性能は低酸素銅棒より優れています。 したがって、エナメル線などの需要の高い電気材料の製造には、一般に無酸素ロッドが使用されます。 無酸素ロッドの抵抗は明らかに小さく、モーター使用時の加熱状況は低酸素ロッドよりも明らかに優れています。
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >1mm の低酸素銅棒には明らかな利点があります。 無酸素銅棒は、ある直径の銅線を伸線する場合にさらに優れています。<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.
したがって、現在、低抵抗要件を備えた大型の電気製品には、基本的に低酸素ロッドが使用されています。 高い抵抗が要求される小型製品には、嫌気性ロッドが使用されます。 オーディオ ケーブルは通常、無酸素ロッドの使用を好みます。 これは、無酸素ロッドが単結晶銅であり、低酸素ロッドが多結晶銅であるという事実に関連しています。
7. 価格の優位性
現在、ますます多くのケーブル会社がケーブル製造の原材料として無酸素銅棒を使用する傾向にあります。 では、通常の銅棒と比較して、無酸素銅棒の性能上の利点は何でしょうか?
「通常の銅棒と比較して、無酸素銅棒は延性と導電性が優れており、電線・ケーブルおよび電気・電気産業にとって最も理想的な原料です。」 無酸素銅棒の上級メーカーはこう語った。 無酸素銅棒は、通常の銅棒と比較して、高純度、低酸素含有量、高導電性、良好な加工性などの優れた特性を持っています。 また、外観は滑らかで表面が丸く、バリ、クラック、剥離、介在物欠陥がありません。
通常の銅棒にはかなりの量の酸化銅不純物が含まれていることが多く、これは材料の靭性に悪影響を及ぼします。 不純物がほとんどなく、靱性に優れた高品質の無酸素銅棒です。 さらに、優れた無酸素銅棒は均一な組織と厚い結晶を有しており、通常の銅棒で最も一般的な気孔欠陥を克服するだけでなく、すべての線径の中で最も優れた伸線加工性を備えています。
では、これほど優れた性能を持つ無酸素銅棒は価格が高いのでしょうか？ 業界関係者はこの質問に否定的に答えます。 一方、現在の国内の無酸素銅棒の生産は上向き伸線法が主流となっている。 この主流のプロセス自体には、プロセスフローが短く、歩留まりが高く、コストが低く、投資が少ないという利点があります。 したがって、無酸素銅棒の価格は比較的高くなります。通常の銅棒の価格はそれほど高くありません。 一方、無酸素銅の製造プロセスは20年近くの発展を経ており、スクラップ銅を使用した引上製造プロセスに精錬工程を追加するなど、操業方法やプロセスの改良が重ねられてきました。上向き誘導法による高周波炉の溶解・製造工程で発生するワイヤーは、追加の加工費や輸送費が免除されます。 成熟した無酸素銅棒メーカーは、完璧な技術と生産プロセスにより、無酸素銅棒のコストを通常の銅棒とほぼ同じにすることができます。
