电工用铜线的性能和提高铜线质量的对策2

1、影响电工用铜线性能的主要因素

1.1 铜杆质量是关键

   在电工铜线生产中铜杆是质量的中心，影响铜导仃生产的质量链是很长的，景响因素很多，互有因果亲系，但技术核心和发展方向就在于要提高铜杆的“可孔性”“可拉性”“可退火性”等三性。目头头脑脑，特别在大量废杂铜直接用于生产电工用铜杆的情况下，“三性”问题就显得比较突出。

1.2 选材不当影响铜线生产的技术经济效果

  由连铸连轧法生产的光亮低氧铜杆和由上引法生产的光亮无氧铜杆在本质上是有区别的。因而，对不同质的铜杆应有其*的适用范围，并相应地匹配不同的*拉线和退火工艺，以取得*的技术经济效果。过去有一种商业性的宣传：“无氧铜杆生产不出柔软的铜线”，从技术发展到今天来看，这种说法是不恰当的。不管是低氧铜，还是无氧铜，事实上都能生产出合格高性能要求的各种规格柔软的导体。低氧铜和无氧铜的主要区别在于：

（1）氧在铜中进入和脱去以及它的存在状态是不同的

① 含氧量—阴极铜的氧含量一般在10-50PPm,在常温下氧在铜中的固溶度约为2PPm，低氧韧铜杆的含量一般在200-400PPm，因此氧的进入是在铜的液态下吸入的；而上引法无氧铜杆的含量都在10-5PPm以下，zui低可达1-2PPm，氧是在液态铜下保持相当时间后被还原而脱去的。

 ②组织---低氧铜中的氧，以氧化铜状态存在于晶粒边界附近，这对低氧韧铜杆而言可以说是常见的，无氧铜却很少见；无氧铜中的氧化铜以杂质形式在晶界间出现，这对材料的韧性产生了负面影响，但是无氧铜的组织是均匀的单相组织而对韧性有利。

③铜杆中存在的缺陷---在无氧铜杆中多孔性是不常见的，而在低氧韧铜杆中则是常见的一种缺陷。

（2）杆的连轧组织和铸造组织是不周的 8.0mm的低氧韧铜杆属热加工组织，而无氧铜杆属铸造组织，晶粒粗大，这是为什么无氧铜杆的再结晶温度较高，需要较高退火温度的固有原因。因此，对无氧铜合理的退火要求是：当铜杆经拉制，此时的线的组织尚属铸造组织，它的*次退火的退火功率，应比同样情况的低氧铜杆高10%-15%，然后再继续拉制，在这阶段的退火功率只需比低氧铜的高2%-3%。因此，为了保证在制品和成品导线的不柔性，对低氧韧铜和无氧铜应切实区别和执行不同的退火工艺。

（3）在整个制杆过程中，无氧铜杆生产的流程短，污染的可能性较少，从而使杆中的夹杂少,且含氧量稳定,杆表面氧化物厚度仅达1;而低氧韧铜杆则相反。低氧韧铜杆有相当数量的氧化物存在于“皮下”，这导致拉线断线的几率增加。必要时需对低氧铜杆不得不采取“剥皮”，其目的就是要除去“皮下”氧化物。

（4）制杆的原材料和制线的经济性有差别  制造无氧铜杆要求品位较高的的阴极铜。一般来说，拉制直径大于1mm的铜线时，低氧韧铜杆的优点比较明显，而无氧铜杆显得更为*的是拉制直径小于0.5mm的铜线。

（5）低氧韧铜杆的制线工艺应与无氧铜杆的的所不同，低氧韧铜杆的制线工艺不能照搬到无氧铜杆上来，至少两者的退火工艺是不同的。因为线柔软性深受材料成分、制杆、制线和退火工艺的影响，不能简单地说低氧或无氧铜谁软谁硬。

1.3 铜中杂质元素对铜线性能和可退火性的影响

  铜线的“可退火性”是铜杆、铜线、电工装备和器件等生产厂所关心的一个重要特性，铜中杂质对退火特性的影响一般可分为下列四组：

• 无害的----铬、铁、锡、磷、硅
• 较小的----银
• 有害的----铅、硫、砷、锑
• 严重的---铋、碲、硒

铜中的氧对铜线各种性能的影响一直受到人们的关注，随着含氧量的增加,铜杆再结晶温度呈线性的下降。因此，可使用SP850法来作为测量的手段,以预示热轧铜杆的可退火性.不同牌号的铜、杂质元素对SP850值是有影响的，较高的含氧量，其影响是明显的，含氧量高于250g/t的铜杆是很少用于拉细线的。阴极铜材料纯度高，SP850值亦高，因此可预示那种阴极铜牌号由于SP850值低下而不适于拉制细线。含氧量对轧制铜杆可退火性的影响，亦可采用硬度法和SEN法进行检测。一般认为，氧可降低铜杆的导电率、扭到断裂时的扭转数、抗拉强度和韧性。铜线在*退火状态下可达到高导电和柔性的*结合。

2、 提高铜线质量的对策

2.1 提高铜杆质量、合理选杆分等使用和制订电缆行业铜杆标准及采购规范

  特别在铜价暴涨、大量废杂铜直接制杆（特别是连铸连轧光亮低氧铜杆）的情况下，电缆行业为提高铜线质量，提高制线的技术经济效益，提高铜杆的“三性”具有很现实的意义。所谓合理选杆，指的是应按线缆产品的技术要求和标准，选择材料的品种、杆的等级，以取得*的技术经济效果。在电缆行业中。线缆产品对铜线的质量要求事实上是不同的，因此首先应制订铜杆分等标准，按铜杆质量分等使用，实行优价。

注：1级杆----用于电磁线、微细和超微细以及冷镦粗等；

2级杆----用于中等直径的线和细线等；

3级杆-----用于大直径的线和建筑用线等；

4级杆----废杆回熔废料；

  一般1级、2级和3级杆的含氧量分别200-350PPm、351-400PPm和401-600PPm。

2.2 推荐采用几项试验方法

  除常规检验项目外，可根据需要，增加以下必要的试验项目：

1. 扭转试验--- 10次左右和10次右向扭转，可获得铜杆表面质量的信息，表面质量与浇铸和连轧的控制直接相关，从而可获得连铸连轧参数的信息。
2. 扭转到断裂的试验---由一个方向一直扭到破坏、反向扭到破坏和其他方式的扭转试验被制杆厂或用户广泛应用。
3. 表面残留氧化物试验----这个试验其目的是要控制铜杆清洗操作的效率。
4. 铜杆成品表面的监控---采用在线连续涡流探伤，监控表面缺陷，用磁性探伤仪监控铁夹杂。这些试验有助于直接了解在当前生产状况下杆的质量。
5. 含氧量控制---在铜液中可用氧电池连续测量出来。
6. 氢脆试验----仅对无氧铜杆而言，在ASTM B49和ISO 2626（铜-氢脆试验 ）标准中均有明确规定。
7. 无氧铜氧化膜粘附性试验----在ISO4746 标准中有明确规定。
8. 平均晶粒度测定----ISO2624平均晶粒度测定法。
9. 硝酸亚汞试验----主要适用于铜合金的挤制品和拉制品。

3结论

1. 提高铜线性能，其基础是要提高铜杆的可轧性、可拉性和可退火性。
2. 低氧和无氧铜杆有实质性的区别，从而在拉线生产中采用不同的拉线和退火工艺。
3. 铜杆分等使用是制订线缆行业铜杆标准和采购规范的基础，也是提高铜线生产质量和技术经济效益的现实需要。
4. 增加铜杆出厂和进厂检验项目是保证铜线生产质量、提高技术经济效益的有效措施。
5. 择优选用判别铜杆、铜线可退火性的试验方法，由此所获得的柔软性技术指标是有可比性的和实用的。