Hoe onderscheid je zuurstofvrije koperen staven van zuurstofarme koperen staven?
Inleiding: Mensen verwarren zuurstofvrije koperen staven vaak met zuurstofarme koperen staven. Om het optreden van deze situatie te verminderen, zal dit artikel iedereen helpen juiste beoordelingen te maken op basis van vele jaren praktische ervaring van beoefenaars. Er is een zeer groot prestatieverschil tussen de twee. Als je ze zorgvuldig aan het uiterlijk identificeert, kun je ook enkele dingen vinden waarmee ze van elkaar kunnen worden onderscheiden.
De productieprocessen van zuurstofvrije koperstaven en zuurstofarme koperstaven zijn verschillend, wat te horen is aan de namen. Het belangrijkste verschil tussen de twee is het zuurstofgehalte. Op dit moment moet iemand zeggen: ik weet dat de ene zuurstof bevat en de andere niet. Hoewel dit heel juist klinkt, is het feitelijk verkeerd. Hoewel het zuurstofvrij koper wordt genoemd, bevat dit materiaal ook zuurstof, maar het gehalte is zeer klein en kan worden genegeerd. Bovendien zijn er vanwege verschillende productieprocessen bepaalde prestatieverschillen. Zuurstofvrije koperen staven hebben een helderder uiterlijk. Daarom hebben zuurstofvrije koperen staven, wanneer twee producten tegelijkertijd worden aangetroffen, over het algemeen een betere helderheid.
1. Definitie
Met koper als grondstof worden koperstaven met een zuurstofgehalte tussen 200 (175) en 400 (450) ppm geproduceerd door middel van continue giet- en walsmethoden, die zuurstofarme koperen staven worden genoemd.
Koperstaven geproduceerd via de opwaartse inductiemethode met een zuurstofgehalte van minder dan 20 ppm worden zuurstofvrije koperen staven genoemd. Zuurstofvrije koperen staven zijn puur koper dat geen zuurstof of enig desoxidatiemiddelresidu bevat, maar in feite zeer sporen van zuurstof en enkele onzuiverheden bevat. Volgens de norm is het zuurstofgehalte niet groter dan 0.02%, het totale gehalte aan onzuiverheden is niet groter dan 0,05% en de zuiverheid van koper is groter dan 99,95%. Afhankelijk van het zuurstofgehalte en het onzuiverheidsgehalte zijn zuurstofvrije koperen staven verdeeld in TU1- en TU2-koperstaven. De zuiverheid van TU1 zuurstofvrije koperen staaf bereikt 99,99% en het zuurstofgehalte is niet meer dan 0,001%; de zuiverheid van TU2 zuurstofvrij koper bereikt 99,95% en het zuurstofgehalte is niet meer dan 0,002%.
2. Productieproces
Koperstaaf is de belangrijkste grondstof in de kabelindustrie. Er zijn twee productiemethoden: continugieten en walsen, en opwaarts continugieten.
Er zijn veel methoden om zuurstofarme koperen staven te produceren door continu gieten en walsen, en het zuurstofgehalte is over het algemeen 200-400ppm. Het kenmerk ervan is dat nadat het metaal in de schachtoven is gesmolten, de kopervloeistof door de warmhoudoven, de stortkoker en de verdeelbak stroomt en vanuit de gietpijp de gesloten vormholte binnendringt. Het wordt gekoeld met een grotere koelintensiteit om een gegoten plaat te vormen, en vervolgens in meerdere passages verwerkt. Na het walsen is de oorspronkelijke gietstructuur verbroken en heeft de geproduceerde zuurstofarme koperen staaf een thermisch verwerkte structuur.
In China wordt de opwaartse continugietmethode in principe gebruikt om zuurstofvrije koperen staven te produceren, en het zuurstofgehalte ligt over het algemeen onder de 20 ppm. Nadat het metaal in de inductieoven is gesmolten, wordt het continu door de grafietvorm naar boven gegoten en vervolgens koudgewalst of koud bewerkt. De geproduceerde zuurstofvrije koperstaaf is een gegoten structuur.
De zuurstofarme koperen staaf is een thermisch verwerkte structuur en er is herkristallisatie opgetreden in de staaf van 8 mm. De zuurstofvrije koperstaaf heeft een gegoten structuur met grove korrels. Dit is de reden waarom de zuurstofvrije koperen staaf een hogere herkristallisatietemperatuur heeft en een hogere gloeitemperatuur vereist. Omdat herkristallisatie plaatsvindt nabij de korrelgrenzen, zijn de korrels van de zuurstofvrije koperen staafstructuur grof en kan de korrelgrootte zelfs enkele millimeters bereiken. Daarom zijn er weinig korrelgrenzen. Zelfs als het door trekken wordt vervormd, zijn de korrelgrenzen relatief zuurstofarme koperen staven. Nog minder, dus er is een hoger gloeivermogen vereist.
De vereisten voor het succesvol gloeien van zuurstofvrij koper zijn: het eerste gloeien wanneer de draad uit de staaf wordt getrokken maar nog niet is gegoten. Het uitgloeivermogen moet in dezelfde situatie 10-15% hoger zijn dan dat van zuurstofarm koper. Na het continu trekken moet er voldoende marge overblijven voor het uitgloeivermogen in de daaropvolgende fasen en moeten er verschillende uitgloeiprocessen worden uitgevoerd op zuurstofarm koper en zuurstofvrij koper om de zachtheid van de in bewerking zijnde en afgewerkte draden te garanderen.
3. Zuurstofgehalte
Het is gemakkelijk om onderscheid te maken tussen anaërobe en hypoxische staven op basis van hun zuurstofgehalte. Het zuurstofgehalte van anaërobe koperen staven ligt onder 10-20ppm, maar momenteel kunnen sommige fabrikanten slechts onder de 50 ppm komen. Koperstaven met een laag zuurstofgehalte zijn 200-400ppm, en goede koperen staven hebben over het algemeen een zuurstofgehalte van ongeveer 250 ppm.
Het zuurstofgehalte van kathodekoper dat wordt gebruikt bij de productie van koperen staven is over het algemeen 10-50ppm, en de vaste oplosbaarheid van zuurstof in koper bij kamertemperatuur is ongeveer 2 ppm. Het zuurstofgehalte van koperen staafjes met een laag zuurstofgehalte is over het algemeen 200 (175)-400 (450) ppm, dus zuurstof wordt ingeademd in vloeibare kopervorm. Integendeel, de zuurstofvrije koperen staaf geproduceerd door de opwaartse trekmethode wordt verkleind en verwijderd nadat de zuurstof lange tijd onder vloeibaar koper is gehouden. Normaal gesproken ligt het zuurstofgehalte van deze staaf onder de 10-50ppm, en het laagste kan 1-2ppm zijn.
Vanuit structureel oogpunt bevindt de zuurstof in de zuurstofarme koperen staaf zich in de toestand van koperoxide nabij de korrelgrenzen. Dit is gebruikelijk bij koperen staven met een laag zuurstofgehalte, maar zelden bij zuurstofvrije koperen staven. Koperoxide verschijnt als insluitsels aan de korrelgrenzen, wat een negatieve invloed kan hebben op de taaiheid van het materiaal. Het zuurstofgehalte in zuurstofvrij koper is zeer laag, waardoor de structuur van dit koper een uniforme enkelfasige structuur is, wat de taaiheid ten goede komt. Porositeit is ongebruikelijk bij zuurstofvrije koperen staven, maar is een veelvoorkomend defect bij zuurstofarme koperen staven.
4. Tekenprestaties
De trekprestaties van koperen staven houden verband met vele factoren, zoals het gehalte aan onzuiverheden, het zuurstofgehalte en de distributie, procescontrole, enz.
Zuurstofvrije staven gebruiken over het algemeen de opwaartse trekmethode, terwijl hypoxische staven worden geproduceerd door continu gieten en walsen. Relatief gezien zijn hypoxische staven beter aanpasbaar aan de eigenschappen van geëmailleerde draad, zoals zachtheid, rebound-hoek en wikkelprestaties, maar hypoxische staven stellen relatief meer eisen aan draadtrekomstandigheden. Rek ook 0.2-filament uit. Als de rekomstandigheden niet goed zijn, kan de gewone anaërobe staaf worden uitgerekt, maar de goede hypoxische staaf zal breken; maar als dezelfde staaf onder goede rekomstandigheden wordt geplaatst, zal de hypoxische staaf hem uitrekken tot dubbel nul en vijf, terwijl gewone anaerobe polen slechts kunnen worden uitgerekt tot maximaal 0.1. Natuurlijk zijn de dunste exemplaren, zoals Shuang Zero Two, afhankelijk van geïmporteerde zuurstofvrije koperen staven. Beide kunnen worden uitgerekt tot 0.015 mm, maar in het zuurstofvrije koper van lage temperatuurkwaliteit in de supergeleidende draad bij lage temperatuur is de afstand tussen de filamenten slechts 0,001 mm.
1. De invloed van de smeltmethode op onzuiverheden zoals S
Bij de continue giet- en walsmethode smelt de koperstaaf voornamelijk door de verbranding van gas. Tijdens het verbrandingsproces kunnen sommige onzuiverheden door oxidatie en vervluchtiging tot op zekere hoogte worden verminderd zodat ze niet in de kopervloeistof terechtkomen, waardoor de eisen aan grondstoffen relatief laag zijn. Bij de opwaartse continugietmethode wordt voor het smelten gebruik gemaakt van een inductieoven. De "patina" en "koperbonen" op het oppervlak van het elektrolytische koper zullen in principe in de kopervloeistof worden gesmolten. De gesmolten S heeft een grote invloed op de plasticiteit van de zuurstofvrije koperstaaf en zal de draadbreuk vergroten. lijntarief.
2. Het binnendringen van onzuiverheden tijdens het gietproces
Tijdens het productieproces vereist het continue giet- en walsproces de overdracht van gesmolten koper via vasthoudovens, goten en verdeelbakken, waardoor het vuurvaste materiaal relatief gemakkelijk kan loslaten. Tijdens het walsproces moet het door de rollen gaan, waardoor het ijzer eraf valt, wat externe gemengdheid veroorzaakt. Het inrollen van oxiden tijdens het proces zal het trekken van hypoxische staven nadelig beïnvloeden. Het productieproces van de opwaartse continugietmethode is kort. De kopervloeistof wordt voltooid door de onderdompelbare stroming in de gecombineerde oven, wat weinig invloed heeft op de vuurvaste materialen. De kristallisatie wordt uitgevoerd in de grafietvorm, waardoor er minder vervuilingsbronnen en onzuiverheden kunnen ontstaan tijdens het proces. Er is minder kans op binnenkomst.
3. Vorm van zuurstofdistributie en de impact ervan
Het zuurstofgehalte heeft een aanzienlijke invloed op de draadtrekprestaties van de koperen staaf. Wanneer het zuurstofgehalte de optimale waarde heeft, is de breuksnelheid van de koperen staaf het laagst. Dit komt omdat zuurstof als wegvanger fungeert in zijn reactie met de meeste onzuiverheden. Gematigde zuurstof is ook bevorderlijk voor het verwijderen van waterstof uit de kopervloeistof, waardoor waterdamp ontstaat die overstroomt en de vorming van poriën wordt verminderd.
Verdeling van zuurstofarme koperstaafoxides: In de beginfase van het stollen bij continugieten zijn de warmtedissipatiesnelheid en uniforme koeling de belangrijkste factoren die de verdeling van het koperstaafoxide bepalen. Ongelijkmatige koeling zal essentiële verschillen in de interne structuur van de koperen staaf veroorzaken, maar bij daaropvolgende thermische verwerking zullen de kolomvormige kristallen gewoonlijk worden vernietigd, wat resulteert in de verfijning en uniforme verdeling van koperoxidedeeltjes. Een typische situatie die voortkomt uit de aggregatie van oxidedeeltjes is centraal barsten. Naast de invloed van de distributie van oxidedeeltjes, vertonen koperen staven met kleinere oxidedeeltjes betere draadtrekeigenschappen, en veroorzaken grotere koperoxidedeeltjes gemakkelijk spanningsconcentratiepunten en breuk.
Het zuurstofgehalte van de zuurstofvrije koperen staaf overschrijdt de norm, de koperen staaf wordt bros, de rek neemt af, de uitgerekte poort lijkt donkerrood en de kristalstructuur is los. Wanneer het zuurstofgehalte 8 ppm overschrijdt, verslechteren de procesprestaties, wat zich uit in een extreem hoge mate van staafbreuk en draadbreuk tijdens het gieten en trekken. Dit komt omdat zuurstof een brosse fase van cupro-oxide met koper kan vormen, waardoor een koper-koperoxide-eutecticum ontstaat, dat op de grens in een netwerkstructuur wordt verdeeld. Deze brosse fase heeft een hoge hardheid en zal tijdens koude vervorming van het koperen lichaam scheiden, waardoor de mechanische eigenschappen van de koperen staaf afnemen en tijdens de daaropvolgende verwerking gemakkelijk breuken veroorzaken. Een hoog zuurstofgehalte kan er ook voor zorgen dat de geleidbaarheid van zuurstofvrije koperstaven afneemt. Daarom moeten het opwaartse continue gietproces en de productkwaliteit strikt worden gecontroleerd.
4. De invloed van waterstof
Bij opwaarts continugieten wordt het zuurstofgehalte lager geregeld, worden de bijwerkingen van oxiden verminderd en wordt de invloed van waterstof een groter probleem.
Na inhalatie vindt er een evenwichtsreactie plaats in de smelt: H₂O(g)=[O]+2[H]. Gas en porositeit worden gevormd tijdens het kristallisatieproces wanneer waterstof neerslaat en zich ophoopt uit de oververzadigde oplossing. De waterstof die vóór kristallisatie neerslaat, kan koperoxide verminderen en waterbellen genereren. Omdat het kenmerk van opwaarts gieten de kristallisatie van gesmolten koper van boven naar beneden is, is de vorm van de gevormde vloeistof ongeveer conisch. Het gas dat neerslaat voordat de kopervloeistof kristalliseert, wordt tijdens het drijfproces in de stollingsstructuur geblokkeerd en tijdens de kristallisatie worden poriën in de gietstaaf gevormd. Wanneer het opwaartse gasgehalte klein is, bevindt de neergeslagen waterstof zich aan de korrelgrenzen en vormt porositeit; wanneer het gasgehalte hoog is, verzamelt het zich in de poriën. Daarom worden poriën en porositeit gevormd door zowel waterstof als waterdamp.
Waterstof is afkomstig van verschillende processchakels in het stroomopwaartse productieproces, zoals de "patina" van de grondstof elektrolytisch koper, het hulpmateriaal houtskool, de klimaatomgeving is vochtig en de grafietkristallisator is niet droog, enz. Daarom is het oppervlak van de kopervloeistof in de smeltoven moet worden bedekt met gebakken houtskool, en het elektrolytische koper moet proberen "patina", "koperbonen" en "oren" te verwijderen, wat erg belangrijk is om de kwaliteit van zuurstofvrije koperen staven te verbeteren .
Bij het continue giet- en walsproces wordt waterstof vaak geregeld door het zuurstofgehalte matig te regelen (Cu₂O+H₂=2Cu+H₂O). Omdat het gesmolten koper tijdens het gietproces van onder naar boven kristalliseert, kan de waterdamp die wordt gegenereerd door de zuurstof en waterstof in het gesmolten koper gemakkelijk naar boven drijven en ontsnappen. Het grootste deel van de waterstof in het gesmolten koper kan effectief worden verwijderd, waardoor de koperstaaf wordt aangetast. kleiner.
5. Oppervlaktekwaliteit
Bij het vervaardigen van producten als elektromagnetische draden worden ook eisen gesteld aan de oppervlaktekwaliteit van koperen staven. Het oppervlak van de getrokken koperdraad moet vrij zijn van bramen, minder koperpoeder en vrij van olievlekken. De kwaliteit van de koperdraad moet worden gemeten door middel van een torsietest en het herstel van de koperen staaf na torsie om de kwaliteit ervan te bepalen.
Tijdens het continue giet- en walsproces, van gieten tot walsen, is de temperatuur hoog en volledig blootgesteld aan de lucht, waardoor zich een dikke oxidelaag vormt op het oppervlak van de gegoten plaat. Tijdens het walsproces, terwijl de rollen roteren, rolden de oxidedeeltjes in het oppervlak van de koperdraad. Omdat cuprooxide een brosse verbinding is met een hoog smeltpunt, zullen er, wanneer de diepgewalste strookvormige aggregaten van cuprooxide die diep zijn gerold door de mal worden uitgerekt, bramen ontstaan op het buitenoppervlak van de koperen staaf, wat problemen veroorzaakt bij het daaropvolgende verven. Er zijn twee hoofdtypen geïmporteerde apparatuur voor koperen staven met een laag zuurstofgehalte: SOUTHWIRE-apparatuur uit de Verenigde Staten, waarvan de binnenlandse fabrikanten Nanjing Huaxin en Jiangxi Copper zijn; de andere is CONTIROD-apparatuur uit Duitsland, waarvan de binnenlandse fabrikanten Changzhou Jinyuan en Tianjin Seamless zijn.
De zuurstofvrije koperen staaf vervaardigd door het opwaartse continue gietproces is volledig geïsoleerd van zuurstof als gevolg van het gieten en afkoelen, en er is geen daaropvolgende warmwalsproces. Er is geen oxide in het oppervlak van de koperen staaf gerold en de kwaliteit is beter. Er is minder koperpoeder na het trekken. , is de kans kleiner dat de bovengenoemde problemen voorkomen.
De productie van zuurstofvrije koperstaven is ook onderverdeeld in de productie van geïmporteerde apparatuur en de productie van huishoudelijke apparatuur. Geïmporteerde producten hebben momenteel echter geen duidelijke voordelen. Er is niet veel verschil in de geproduceerde koperstaafproducten. Zolang de koperplaat goed is geselecteerd en de productiecontrole stabiel is, kan huishoudelijke apparatuur ook een betrouwbare output produceren. Rek de koperen staaf uit 0.05. Geïmporteerde apparatuur is doorgaans apparatuur uit het Finse Outokumpu. De beste huishoudelijke apparatuur moet afkomstig zijn van de Shanghai Navy Yard, die de langste productietijd en betrouwbare kwaliteit heeft.
6. Toepassing
Zuurstofarme koperen staven en zuurstofvrije koperen staven worden beide door elektriciens gebruikt. Het zijn niets meer dan draden en kabels, geëmailleerde draden, platte draden en koperen staven. Er is niet veel verschil in de toepassingsgebieden.
Zuurstofvrije koperen staven worden over het algemeen geproduceerd uit elektrolytisch koper en hun weerstandsvermogen en verwerkingsprestaties zijn beter dan die van koperen staven met een laag zuurstofgehalte. Daarom worden zuurstofvrije staven over het algemeen gebruikt om veeleisende elektrische materialen te produceren, zoals geëmailleerde draden. De weerstand van zuurstofvrije staven is beslist kleiner en de toepassing. De verwarmingssituatie bij gebruik van de motor is beslist beter dan die van de hypoxische staaf.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >Zuurstofarme koperen staven van 1 mm hebben duidelijke voordelen. Zuurstofvrije koperstaven zijn nog superieur bij het trekken van koperdraden met een diameter<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.
Daarom gebruiken nu in principe grote elektrische producten met lage weerstandseisen zuurstofarme staven; kleine producten met hoge weerstandseisen maken gebruik van anaërobe staven. Audiokabels geven over het algemeen de voorkeur aan zuurstofvrije staven. Dit houdt verband met het feit dat de zuurstofvrije staven uit één kristallijn koper bestaan en de hypoxische staven uit polykristallijn koper.
7. Prijsvoordeel
Tegenwoordig gebruiken steeds meer kabelbedrijven zuurstofvrije koperstaven als grondstof voor het maken van kabels. Wat zijn de prestatievoordelen van zuurstofvrije koperen staven vergeleken met gewone koperen staven?
"Vergeleken met gewone koperen staven hebben zuurstofvrije koperen staven een betere ductiliteit en een hogere geleidbaarheid, en zijn ze de meest ideale grondstoffen voor de draad- en kabel- en elektrische en elektrische industrie." zei een senior fabrikant van zuurstofvrije koperen staven. Vergeleken met gewone koperen staven hebben zuurstofvrije koperen staven uitstekende eigenschappen zoals hoge zuiverheid, laag zuurstofgehalte, hoge geleidbaarheid en goede verwerkingsprestaties. Ze hebben ook een glad uiterlijk, een rond oppervlak en geen bramen, scheuren, afbladderen of insluitingsdefecten.
Gewone koperstaven bevatten vaak een aanzienlijke hoeveelheid koperoxide-onzuiverheden, die een negatieve invloed hebben op de taaiheid van het materiaal. De hoogwaardige zuurstofvrije koperen staaf bevat vrijwel geen onzuiverheden en heeft een uitstekende taaiheid. Bovendien heeft de uitstekende zuurstofvrije koperen staaf een uniforme structuur en dikke kristallen, die niet alleen de meest voorkomende porositeitsdefecten in gewone koperen staven overwint, maar ook de meest superieure trekbaarheid heeft onder alle draaddiameters.
Betekent een zuurstofvrije koperen staaf met zulke uitstekende prestaties een hoge prijs? Insiders uit de sector beantwoorden deze vraag ontkennend. Enerzijds wordt bij de huidige binnenlandse productie van zuurstofvrije koperstaven vooral gebruik gemaakt van de opwaartse trekmethode. Dit reguliere proces zelf heeft de voordelen van een korte processtroom, een hoog rendement, lage kosten en lage investeringen. Daarom is de prijs van zuurstofvrije koperen staven relatief. De prijs van gewone koperen staven zal niet veel hoger zijn; aan de andere kant heeft het zuurstofvrije koperproductieproces bijna 20 jaar ontwikkeling doorgemaakt en zijn er veel verbeteringen geweest in de werkwijzen en processen, zoals het toevoegen van een raffinageproces aan het oplopende productieproces, waarbij gebruik wordt gemaakt van schrootkoper draad gegenereerd tijdens het smelt- en productieproces van de hoogfrequentoven met de opwaartse inductiemethode is vrijgesteld van extra verwerkingskosten en transportkosten. Met perfecte technologie en productieprocessen kan een volwassen fabrikant van zuurstofvrije koperen staven de kosten van zuurstofvrije koperen staven bijna hetzelfde maken als die van gewone koperen staven.
