すべてのケーブルの銅線は同じですか? どのような銅が良いのでしょうか？ 記事でわかりやすく解説しています
はじめに: 銅棒の製造プロセスが異なるため、製造される銅棒の酸素含有量と外観は異なります。 上営で生産される銅棒は、適切な技術により酸素含有量が10ppm以下であれば無酸素銅棒と呼ばれます。 連続鋳造で製造された銅棒は保護条件下で熱間圧延され、酸素含有量は200-500ppmの範囲ですが、場合によっては最大700ppmを超えます。 一般に、この方法で製造された銅は明るい外観を持っています。 低酸素銅棒は研磨棒と呼ばれることもあります。
無酸素銅棒
銅棒はケーブル業界の主原料です。 製造方法には主に連続鋳造圧延法と上向き連続鋳造法があります。 低酸素銅棒の連続鋳造および圧延には多くの製造方法があります。 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、注湯パイプから密閉された金型キャビティに流入することです。 冷却強度を利用して冷却して鋳造スラブを形成し、その後複数のパスで圧延します。 製造された低酸素銅棒は熱間加工された構造をしています。 元の鋳造組織は破壊されており、酸素含有量は通常 200 ～ 400 ppm です。 無酸素銅棒は基本的に中国で上向き連続鋳造法により生産されます。 金属は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組織となっており、酸素を含んでいます。 その量は通常 20ppm 未満です。 製造プロセスが異なるため、組織構造、酸素含有量の分布、不純物の形態と分布など、多くの点で大きな違いがあります。
1. 描画性能
銅棒の伸線性能は、不純物の含有量、酸素の含有量と分布、工程管理などの多くの要因に関係します。以下に、上記の観点から銅棒の伸線性能を分析します。
1. 溶解方法によるS等の不純物の影響
銅棒を製造するための連続鋳造および圧延は、主にガスの燃焼によって銅棒を溶解します。 燃焼プロセス中に、酸化と揮発により、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ます。 したがって、連続鋳造および圧延法では、比較的高い原料要件が必要になります。 より低い。 上部の連続鋳造では無酸素銅棒が製造されます。 溶解には誘導炉を使用しますので、基本的には電解銅の表面にある「緑青」や「銅豆」が溶けて液体の銅になります。 溶けたSは無酸素銅棒の塑性に大きな影響を与え、伸線断線率を高めます。
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。 圧延工程ではローラーを通過する必要があるため、鉄が脱落し、銅棒が損傷する可能性があります。 外部介在物の原因となります。 熱間圧延中に皮の上および皮の下に酸化物が巻き込まれると、低酸素ロッドの伸線に悪影響が生じます。 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。 エントリーのチャンスも少ないです。
O、S、Pは銅と化合物を生成する元素です。 溶けた銅には酸素が部分的に溶け込みますが、銅が凝結すると酸素はほとんど溶けなくなります。 溶融状態の溶存酸素は銅=亜酸化銅共晶として析出し、粒界に分布します。 銅と亜酸化銅の共晶体の出現により、銅の可塑性が大幅に低下します。
硫黄は溶融銅に溶解しますが、室温では溶解度がほぼゼロになります。 これは硫化第一銅の形で粒界に現れ、銅の可塑性を大幅に低下させます。
3. 低酸素銅棒と無酸素銅棒の酸素分布パターンとその影響
酸素含有量は、低酸素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まで増加すると、銅棒の破損率が最も低くなります。 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。 最適な酸素含有量は、伸線プロセスに最適な条件を提供します。
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。 不均一な冷却により銅ロッドの内部構造に本質的な違いが生じますが、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は伸線特性に優れ、Cu2O 粒子が大きいと応力集中点が発生しやすく破損しやすくなります。
無酸素銅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体を形成し、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するため、銅ロッドの機械的特性が低下し、その後の加工で簡単に破損します。 酸素含有量が高いと、無酸素銅棒の導電率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、酸化物の副作用は大幅に軽減されますが、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、結晶化中に鋳造ロッド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**、黒鉛晶析装置が乾燥していないなど、上流の製造工程におけるさまざまなプロセスリンクから発生します。溶解炉内の銅液の表面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ます。これは無酸素銅の品質を向上させるために非常に重要です。銅の棒。
連続鋳造および圧延プロセスでは、酸素含有量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。 Cu2O+H2= 2Cu+H2O
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から発生した水蒸気が浮き上がって逃げやすくなります。 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。
2. 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。 表面の銅粉の品質はねじり試験によって測定され、ねじり後の銅棒の回復を観察して品質を判断します。
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。
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。
無酸素銅棒も輸入設備と国内設備で製造しております。 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。 銅棒製品の発売後は、その差はそれほど大きくありません。 銅板を厳選し、生産管理が比較的安定していれば、国産設備でも使用可能です。 出力は、伸縮性 0.05 の銅棒です。 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上海海軍工場からのものでなければなりません。 軍需産業の企業としては最も生産期間が長く、品質も信頼できる。
世界には主に 2 種類の輸入低酸素銅棒設備があります。 一つはアメリカのサウスライン設備、英語でSOUTHWIREです。 国内メーカーは南京華信と江西銅器です。 もう一つはドイツのCONTIROD装置です。 国内メーカーは常州金源と天津です。 すごいシームレス。
酸素含有量の観点から、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。 無酸素銅の酸素含有量は 10-20 PPM 未満ですが、現在一部のメーカーでは 50 PPM 未満しか達成できません。 低酸素銅棒の酸素含有量は 200-20 PPM 未満です。 4{{10}}0 PPM。 良好な極の酸素含有量は、通常、約 250 PPM に制御されます。 無酸素ポールは一般的に上向き引抜方式が採用されています。 低酸素ポールは連続的に鋳造および圧延されます。 この 2 つの製品は、エナメル線の性能が比較的優れています。 柔らかさ、反発角、巻き性能など、より適応性が高くなりました。 ただし、低酸素ロッドは描画条件に比較的厳しいです。 同様に、0.2本のフィラメントを伸ばすことができます。 延伸条件が良くない場合は、通常の嫌気ロッドでも延伸可能です。 良好な低酸素ポールはラインをブレイクしますが、良好なストレッチ条件に設置すると、同じポールでも低酸素ポールでは 2 倍の 0.5 まで伸ばすことができますが、通常の嫌気ポールでは最大でも 0.1 までしか伸ばすことができません。 もちろん、ダブルゼロツー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。 現在、いくつかの企業は、ピーリング法を使用して低酸素ロッドを加工し、0.03 ワイヤを伸張しようとしています。 しかし、私はこの点についてはあまり詳しくありません。 クリア。
低酸素銅棒
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。
低酸素銅棒と無酸素銅棒は製造方法の違いにより異なり、それぞれに特徴があります。
1. 酸素の吸入と除去とその存在状態について
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、液体銅の状態で酸素を吸入するのに対し、上向きの無酸素銅棒は逆に酸素を吸入します。 、液体銅の下で酸素が吸入され、長期間保管された後、還元されて除去されます。 通常、この種のロッドの酸素含有量は 10-50ppm 未満で、最低でも 1-2ppm になることがあります。 組織の観点から見ると、低酸素銅中の酸素は酸化銅の形です。 粒界付近に存在しますが、これは低酸素銅棒ではよく見られますが、無酸素銅棒ではまれです。 粒界に介在物の形で酸化銅が存在すると、材料の靱性に悪影響を及ぼします。 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あり、低酸素銅棒では一般的な欠陥です。
2. 熱間圧延組織と鋳造組織の違い
低酸素銅棒は熱間圧延されているため、その組織は熱間加工組織となっている。 元々の鋳造組織が破壊され、8mmロッドに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。 これが、無酸素銅の再結晶温度が高く、より高いアニール温度を必要とする固有の理由です。 これは結晶粒界付近で再結晶が起こるためである。 無酸素銅の棒状構造は粒子が粗く、粒子サイズ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結晶粒界は比較的低いです。 酸素銅棒の数はまだ少ないため、より高いアニール能力が必要です。 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。 アニール能力は、同じ状況における低酸素銅のアニール能力よりも 10-15% 高くなければなりません。 連続伸線後は、後段の焼鈍電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軟性を確保する必要があります。
3. 介在物の違い、酸素含有量の変動、表面酸化物、熱間圧延欠陥の可能性
無酸素銅棒の伸線加工性は、どの線径においても低酸素銅棒に比べて優れています。 無酸素銅棒は、上記の構造上の理由に加えて、介在物が少なく、酸素含有量が安定しており、熱間圧延時に発生する欠陥がありません。 、ロッド表面酸化物の厚さは 15 Å 以下に達する可能性があります。 連続鋳造および圧延生産プロセス中に、プロセスが不安定で酸素監視が厳密でないと、不安定な酸素含有量がロッドの性能に直接影響します。 ロッドの表面酸化物が後工程の連続洗浄で補えるとしても、さらに厄介なのは、「表皮の下」にかなりの量の酸化物が存在し、断線に直接的な影響を与えることです。 そのため、細線の伸線や極細線の加工では、断線を軽減するために銅棒を剥がしたり、皮下の酸化物を除去する最終手段として2回剥がしたりする必要がある場合があります。
4. 低酸素銅棒と無酸素銅棒では靭性に違いがあります
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。
5. ロッド作りの原料から糸作りまで経済性が異なります。
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with diameters >1mmの場合、低酸素銅棒の利点はより明らかですが、無酸素銅棒は、直径の銅線を伸線する場合にさらに優れています。<0.5mm.
6. 低酸素銅棒は、無酸素銅棒とは製線プロセスが異なります。
低酸素銅棒の線材製造プロセスを無酸素銅棒の線材製造プロセスにコピーすることはできません。 少なくとも、両者のアニーリングプロセスは異なります。 線材の柔らかさは材料組成やロッド製造、線材製造、焼きなましのプロセスに大きく影響されるため、低酸素銅と無酸素銅のどちらが柔らかいか硬いかを単純に言うことはできません。
低酸素銅棒と無酸素銅棒の紹介
1. 低酸素銅棒
低酸素銅棒とはどのような銅棒ですか？ 低酸素銅棒の製造工程はどのようなものですか？ 低酸素銅棒の紹介は何ですか？ まず、低酸素銅棒の定義を見てみましょう。酸素含有量が 200 (175) ～ 400 (450) ppm の銅棒は、連続鋳造と圧延によって製造されます。
低酸素銅棒の紹介 - 低酸素銅棒のプロセスフロー:
低酸素銅棒は連続鋳造および圧延プロセスを使用して製造されます。 プロセスの流れは、電解銅→シャフト炉→保持炉→鋳造機→連続圧延機→洗浄→ロッドクロージングマシン→完成品（Φ8mm）電解銅が連続的に供給され、垂直に通過します。炉内で連続的に溶解した後、溶解します。銅が放出され、鋳造機によって大断面の台形インゴットに鋳造され、その後圧延機に入れて熱間圧延され、Φ8 銅棒ブランクが形成されます。
▍製造上の欠陥
(1) シャフト炉: A. シャフト炉のサイズが小さいため、電解銅は添加されながら溶解し、溶解した銅水は完全に還元される条件を備えていません。 .B. 溶解プロセス全体と銅水の製造プロセスでは酸素を隔離することができないため、酸素含有量が非常に高くなります。 .C. 溶融銅の燃料は通常ガスです。 ガス燃焼プロセス中、銅液の化学組成に直接影響を及ぼし、硫黄や水素などの大きな影響を及ぼします。
(2) 鋳造機：鋳造機の晶析砥石で溶けた銅を固体にする際、酸素を切り離すことができないため、鋳造工程中に多量の酸素が再度吸収されます。
(3) 温度制御: A. 溶銅の温度は、圧延体積が大きく、さまざまな要因による制約があるため、制御が容易ではありません。 B. 圧延機に入るインゴットの温度は 850 度に制御する必要があります。 上下の偏差が大きいほど、銅棒の品質への影響が大きくなり、この温度の制御は困難になります。 圧延機から出る銅棒の温度は 600 度に制御する必要があります。 上下の偏差が大きいほど、銅棒の品質に与える影響は大きくなります。 前のプロセスの制約により、この温度の制御も困難です。 D. プロセス全体には多くのリンクがあり、1 つのリンクに問題があると温度制御に影響します。
(4) その他： A. 上記の欠陥により、銅棒の品質が不安定になるため、規格では、連続鋳造および圧延した低酸素銅棒は工場出荷前にねじり試験を実施することが規定されています。 しかし、一部の製造業者は、それらをまったく製造しないか、指定されたバッチで製造しないか（各バッチは 60 トンを超えてはなりません）、または不適格なバッチを取り消して依然として工場から出荷しています。 B. 酸素含有量が高いと、伸線プロセスに影響を与えます。 銅線は引っ張ると硬くなるので、途中で焼きなましを加える必要があります。 酸素含有量
