כיצד להבדיל בין מוטות נחושת נטולי חמצן לבין מוטות נחושת דלי חמצן?
הקדמה: לעתים קרובות אנשים מבלבלים בין מוטות נחושת נטולי חמצן לבין מוטות נחושת דלי חמצן. על מנת לצמצם את התרחשות המצב הזה, מאמר זה יעזור לכולם לעשות שיפוטים נכונים על סמך שנים רבות של ניסיון מעשי של מתרגלים. יש הבדל גדול מאוד בביצועים בין השניים. אם תזהו אותם בקפידה מהמראה, תוכלו למצוא גם כמה דברים שיכולים להבחין ביניהם.
תהליכי הייצור של מוטות נחושת נטולי חמצן ומוטות נחושת דלי חמצן שונים, אותם ניתן לשמוע מהשמות. ההבדל העיקרי בין השניים הוא תכולת החמצן. בזמן הזה מישהו צריך לומר, אני יודע שאחד מכיל חמצן והשני לא. למרות שזה נשמע די נכון, זה בעצם שגוי. אמנם היא נקראת נחושת נטולת חמצן, אך גם חומר זה מכיל חמצן, אך התכולה קטנה מאוד וניתן להתעלם ממנה. בנוסף, עקב תהליכי ייצור שונים, ישנם הבדלים מסוימים בביצועים. למוטות נחושת נטולי חמצן יש מראה בהיר יותר. לכן, כאשר נתקלים בשני מוצרים בו-זמנית, למוטות נחושת נטולי חמצן יש בדרך כלל בהירות טובה יותר.
1. הגדרה
באמצעות נחושת כחומר גלם, מוטות נחושת עם תכולת חמצן בין 200 (175) ל-400 (450) ppm מיוצרים בשיטות יציקה וגלגול מתמשכים, הנקראים מוטות נחושת דלי חמצן.
מוטות נחושת המיוצרים בשיטת האינדוקציה כלפי מעלה עם תכולת חמצן מתחת ל-20 ppm נקראים מוטות נחושת נטולי חמצן. מוטות נחושת נטולי חמצן הם נחושת טהורה שאינה מכילה חמצן או שאריות של מסיר חמצן, אך למעשה מכילה כמויות קטנות מאוד של חמצן וכמה זיהומים. לפי התקן, תכולת החמצן אינה גדולה מ-0.02%, תכולת הטומאה הכוללת אינה גדולה מ-0.05%, וטוהר הנחושת גדול יותר מ-99.95%. על פי תכולת החמצן ותכולת הטומאה, מוטות נחושת נטולי חמצן מחולקים למוטות נחושת TU1 ו-TU2. הטוהר של מוט נחושת נטול חמצן TU1 מגיע ל-99.99%, ותכולת החמצן אינה עולה על 0.001%; הטוהר של נחושת נטולת חמצן TU2 מגיע ל-99.95%, ותכולת החמצן היא לא יותר מ-0.002%.
2. תהליך ייצור
מוט נחושת הוא חומר הגלם העיקרי בתעשיית הכבלים. קיימות שתי שיטות ייצור: יציקה וגלגול רציף, ויציקה רציפה כלפי מעלה.
ישנן שיטות רבות לייצור מוטות נחושת דלי חמצן על ידי יציקה וגלגול מתמשכים, ותכולת החמצן היא בדרך כלל 200-400ppm. המאפיין שלו הוא שאחרי שהמתכת נמסה בכבשן הפיר, נוזל הנחושת עובר דרך תנור ההחזקה, המצנח והפח, ונכנס אל חלל העובש הסגור מצינור המזיגה. הוא מקורר בעוצמת קירור גדולה יותר ליצירת לוח יצוק, ולאחר מכן מעובד במספר מעברים. לאחר הגלגול, מבנה היציקה המקורי נשבר, ולמוט הנחושת דל החמצן המיוצר יש מבנה מעובד תרמית.
בסין, שיטת היציקה הרציפה כלפי מעלה משמשת בעצם לייצור מוטות נחושת נטולי חמצן, ותכולת החמצן היא בדרך כלל מתחת ל-20ppm. לאחר שהמתכת נמסה בכבשן האינדוקציה, היא נוצקת ברציפות כלפי מעלה דרך תבנית הגרפיט, ולאחר מכן מגולגלת קר או עבדה בקור. מוט הנחושת נטול החמצן המיוצר הוא מבנה יצוק.
מוט הנחושת דל החמצן הוא מבנה מעובד תרמית, והתגבשות מחדש הופיעה במוט 8 מ"מ. למוט הנחושת נטול החמצן מבנה יצוק עם גרגירים גסים. זו הסיבה שלמוט הנחושת נטול החמצן יש טמפרטורת גיבוש מחדש גבוהה יותר ודורש טמפרטורת חישול גבוהה יותר. מכיוון שהתגבשות מחדש מתרחשת בסמוך לגבולות התבואה, הגרגירים של מבנה מוט הנחושת נטול החמצן הם גסים, וגודל הגרגיר יכול להגיע אפילו למספר מילימטרים. לכן, יש מעט גבולות תבואה. גם אם הוא מעוות על ידי משיכה, גבולות התבואה הם מוטות נחושת דלי חמצן יחסית. עדיין פחות, ולכן נדרש כוח חישול גבוה יותר.
הדרישות עבור חישול מוצלח של נחושת נטולת חמצן הן: חישול ראשון כאשר החוט נמשך מהמוט אך טרם יצוק. כוח החישול צריך להיות 10-15% גבוה יותר מזה של נחושת דלת חמצן באותו מצב. לאחר שרטוט רציף, יש להשאיר מרווח מספיק לעוצמת החישול בשלבים הבאים ולבצע תהליכי חישול שונים על נחושת דלת חמצן ונחושת נטולת חמצן כדי להבטיח את רכות החוטים בתהליך והמוגמרים.
3. תכולת חמצן
קל להבחין בין מוטות אנאירוביים והיפוקסיים על סמך תכולת החמצן שלהם. תכולת החמצן של מוטות נחושת אנאירוביים היא מתחת ל-10-20ppm, אך נכון לעכשיו, חלק מהיצרנים יכולים להשיג רק מתחת ל-50ppm. מוטות נחושת דלי חמצן הם 200-400ppm, ולמוטות נחושת טובים יש בדרך כלל תכולת חמצן של כ-250ppm.
תכולת החמצן של נחושת קתודה המשמשת לייצור מוטות נחושת היא בדרך כלל 10-50ppm, והמסיסות המוצקה של חמצן בנחושת בטמפרטורת החדר היא בערך 2ppm. תכולת החמצן של מוטות נחושת דלי חמצן היא בדרך כלל 200 (175)-400 (450) ppm, כך שהחמצן נשאף במצב נוזלי נחושת. להיפך, מוט הנחושת נטול החמצן המיוצר בשיטת ה-up drawing מצטמצם ומוסר לאחר שהחמצן נשמר מתחת לנחושת נוזלית במשך זמן רב. בדרך כלל, תכולת החמצן של מוט זה היא מתחת ל-10-50ppm, והנמוך ביותר יכול להיות 1-2ppm.
מנקודת מבט מבנית, החמצן במוט הנחושת דל החמצן קיים במצב של תחמוצת נחושת ליד גבולות התבואה. זה נפוץ עבור מוטות נחושת דלי חמצן, אך נדיר עבור מוטות נחושת ללא חמצן. תחמוצת נחושת מופיעה כתכלילים בגבולות התבואה, אשר יכולה להשפיע לרעה על קשיחות החומר. החמצן בנחושת נטולת חמצן נמוך מאוד, ולכן המבנה של נחושת זו הוא מבנה חד פאזי אחיד, המועיל לקשיחות. נקבוביות אינה שכיחה במוטות נחושת נטולי חמצן, אך היא פגם שכיח במוטות נחושת דלי חמצן.
4. ביצועי ציור
ביצועי השרטוט של מוטות נחושת קשורים לגורמים רבים, כגון תכולת טומאה, תכולת חמצן ופיזור, בקרת תהליכים וכו'.
מוטות נטולי חמצן מאמצים בדרך כלל את שיטת השרטוט כלפי מעלה, בעוד מוטות היפוקסיים מיוצרים על ידי יציקה וגלגול מתמשכים. באופן יחסי, מוטות היפוקסיות מתאימים יותר לתכונות החוטים עם אמייל, כגון רכות, זווית ריבאונד וביצועי פיתול, אך מוטות היפוקסיות תובעניים יותר באופן יחסי בתנאי ציור החוטים. מותח גם את 0.2 נימה. אם תנאי המתיחה אינם טובים, ניתן למתוח את המוט האנאירובי הרגיל, אך המוט ההיפוקסי הטוב ישבר; אבל אם אותו מוט מונח בתנאי מתיחה טובים, המוט ההיפוקסי אולי תוכל למתוח אותו לכפול אפס וחמש, בעוד מוטות אנאירוביים רגילים יכולים להימתח רק עד 0.1 לכל היותר. כמובן, הדקיקים ביותר כמו Shuang Zero Two צריכים להסתמך על מוטות נחושת מיובאים ללא חמצן. ניתן למתוח את שניהם ל-0.015 מ"מ, אבל בנחושת נטולת חמצן בדרגה נמוכה בחוט המוליך בטמפרטורה נמוכה, המרווח בין החוטים הוא 0.001 מ"מ בלבד.
1. השפעת שיטת ההיתוך על זיהומים כגון S
שיטת היציקה והגלגול המתמשכת ממיסה בעיקר את מוט הנחושת באמצעות בעירה של גז. במהלך תהליך הבעירה, באמצעות חמצון ונידוף, ניתן להפחית חלק מהזיהומים במידה מסוימת מכניסה לנוזל הנחושת, ולכן הדרישות לחומרי גלם נמוכות יחסית. שיטת היציקה הרציפה כלפי מעלה משתמשת בתנור אינדוקציה להתכה. ה"פטינה" ו"שעועית הנחושת" על פני הנחושת האלקטרוליטית יומסו בעצם לתוך נוזל הנחושת. ל-S המומס יש השפעה רבה על הפלסטיות של מוט הנחושת נטול החמצן ותגביר את שבירת החוט. תעריף שורה.
2. כניסת זיהומים בתהליך היציקה
במהלך תהליך הייצור, תהליך היציקה והגלגול הרציף מצריך העברה של נחושת מותכת דרך תנורי החזקה, מצנחים וצינורות, מה שקל יחסית לגרום לחומר העקשן להתקלף. בתהליך הגלגול הוא צריך לעבור דרך הגלילים, מה שגורם לברזל ליפול, מה שיגרום ל-Mixed חיצוני. גלגול של תחמוצות במהלך התהליך ישפיע לרעה על משיכה של מוטות היפוקסיים. תהליך הייצור של שיטת היציקה הרציפה כלפי מעלה הוא קצר. נוזל הנחושת הושלם דרך הזרימה הצוללת בתנור המשולב, אשר לה השפעה מועטה על החומרים העמידים. ההתגבשות מתבצעת בתבנית הגרפיט, כך שיש פחות מקורות זיהום וזיהומים שעלולים להיווצר בתהליך. יש פחות סיכוי לכניסה.
3. צורת הפצת חמצן והשפעתו
לתכולת החמצן יש השפעה משמעותית על ביצועי ציור החוטים של מוט הנחושת. כאשר תכולת החמצן היא בערך האופטימלי, קצב שבירת מוט הנחושת הוא הנמוך ביותר. הסיבה לכך היא שהחמצן פועל כסורק בתגובה שלו עם רוב הזיהומים. חמצן מתון תורם גם לסילוק מימן מנוזל הנחושת, יצירת אדי מים לגלישה ולהפחתת היווצרות נקבוביות.
פיזור תחמוצות מוט נחושת דל חמצן: בשלב הראשוני של התמצקות ביציקה רציפה, קצב פיזור החום והקירור האחיד הם הגורמים העיקריים הקובעים את התפלגות תחמוצת מוט הנחושת. קירור לא אחיד יגרום להבדלים מהותיים במבנה הפנימי של מוט הנחושת, אך בעיבוד תרמי שלאחר מכן, הגבישים העמודים בדרך כלל ייהרסו, וכתוצאה מכך עידון ופיזור אחיד של חלקיקי תחמוצת הקופרוס. מצב אופייני הנובע מהצטברות של חלקיקי תחמוצת הוא התפרצות מרכזית. בנוסף להשפעה של פיזור חלקיקי תחמוצת, מוטות נחושת עם חלקיקי תחמוצת קטנים יותר מראים מאפייני ציור תיל טובים יותר, וחלקיקי תחמוצת קופרוס גדולים יותר גורמים בקלות לנקודות ריכוז מתח ולשבירה.
תכולת החמצן של מוט הנחושת נטול החמצן עולה על התקן, מוט הנחושת הופך שביר, ההתארכות פוחתת, היציאה המתוחה נראית אדום כהה ומבנה הגביש רופף. כאשר תכולת החמצן עולה על 8ppm, ביצועי התהליך מתדרדרים, מה שמתבטא בשיעור גבוה במיוחד של שבירת מוט ושבירת חוט במהלך היציקה והשריפה. הסיבה לכך היא שחמצן יכול ליצור שלב שביר של תחמוצת קופרוס עם נחושת, ויוצר אוקטיקה של תחמוצת נחושת-קופרוס, המופצת על הגבול במבנה רשת. לשלב שביר זה יש קשיות גבוהה והוא ייפרד מגוף הנחושת במהלך דפורמציה קרה, מה שיגרום לירידה בתכונות המכניות של מוט הנחושת ולגרום בקלות לשבר במהלך העיבוד הבא. תכולת חמצן גבוהה יכולה גם לגרום לירידה במוליכות של מוטות נחושת נטולי חמצן. לכן, תהליך היציקה המתמשכת כלפי מעלה ואיכות המוצר חייבים להיות בשליטה קפדנית.
4. השפעת המימן
ביציקה רציפה כלפי מעלה, תכולת החמצן נשלטת נמוכה יותר, תופעות הלוואי של תחמוצות מצטמצמות, והשפעת המימן הופכת לבעיה משמעותית יותר.
ישנה תגובת שיווי משקל בהמסה לאחר שאיפה: H₂O(g)=[O]+2[H]. גז ונקבוביות נוצרים במהלך תהליך ההתגבשות כאשר מימן משקע ומצטבר מהתמיסה העל-רוויה. המימן המשקע לפני ההתגבשות יכול להפחית את תחמוצת הקופרוס ליצירת בועות מים. מכיוון שהאופייני ליציקה כלפי מעלה הוא התגבשות של נחושת מותכת מלמעלה למטה, צורת הנוזל הנוצר היא חרוטית בקירוב. הגז המשקע לפני התגבשות נוזל הנחושת נחסם במבנה ההתמצקות במהלך תהליך הציפה, ונקבוביות נוצרות במוט היציקה במהלך ההתגבשות. כאשר תכולת הגז כלפי מעלה קטנה, המימן המשקע קיים בגבולות התבואה ויוצר נקבוביות; כאשר תכולת הגז גבוהה, הוא נאסף לנקבוביות. לכן, נקבוביות ונקבוביות נוצרות הן על ידי מימן והן אדי מים.
מימן מגיע מקישורי תהליכים שונים בתהליך הייצור במעלה הזרם, כגון ה"פטינה" של חומר הגלם הנחושת האלקטרוליטית, חומר העזר פחם, סביבת האקלים לחה, ומגבש הגרפיט אינו יבש וכו'. לכן, פני השטח של נוזל הנחושת בכבשן ההיתוך צריך להיות מכוסה בפחם אפוי, והנחושת האלקטרוליטית צריכה לנסות להסיר "פטינה", "שעועית נחושת" ו"אוזניים", דבר שחשוב מאוד לשיפור איכותם של מוטות נחושת נטולי חמצן. .
בתהליך היציקה והגלגול המתמשך, מימן נשלט לרוב על ידי שליטה מתונה בתכולת החמצן (Cu₂O+H₂=2Cu+H₂O). מכיוון שהנחושת המותכת מתגבשת מלמטה למעלה במהלך תהליך היציקה, אדי המים הנוצרים על ידי החמצן והמימן בנחושת המותכת יכולים לצוף בקלות ולברוח. ניתן להסיר ביעילות את רוב המימן בנחושת המותכת, ובכך להשפיע על מוט הנחושת. קטן יותר.
5. איכות פני השטח
בתהליך ייצור מוצרים כגון חוטים אלקטרומגנטיים נדרשות דרישות גם לאיכות פני השטח של מוטות נחושת. פני השטח של חוט הנחושת הנמשך צריכים להיות נקיים מקומטים, פחות אבקת נחושת וללא כתמי שמן. יש למדוד את איכות חוט הנחושת באמצעות בדיקת פיתול והתאוששות של מוט הנחושת לאחר פיתול כדי לקבוע את איכותו.
במהלך תהליך היציקה והגלגול המתמשך, מיציקה ועד גלגול, הטמפרטורה גבוהה וחשופה לחלוטין לאוויר, מה שגורם להיווצרות שכבת תחמוצת עבה על פני הלוח היצוק. במהלך תהליך הגלגול, כשהגלילים מסתובבים, חלקיקי התחמוצת התגלגלו אל פני השטח של חוט הנחושת. מכיוון שחמוצת הקופרוס היא תרכובת שבירה עם נקודת התכה גבוהה, כאשר אגרגטים בצורת רצועות של תחמוצת הקופרוס המגולגלות לעומק נמתחים על ידי התבנית, יווצרו כתמים על פני השטח החיצוניים של מוט הנחושת, שיגרמו לצרות לצביעה הבאה. ישנם שני סוגים עיקריים של ציוד מיובא למוטות נחושת דלי חמצן: ציוד SOUTHWIRE מארצות הברית, שהיצרנים המקומיים שלו הם Nanjing Huaxin ו-Jiangxi Copper; השני הוא ציוד CONTIROD מגרמניה, שהיצרנים המקומיים שלו הם Changzhou Jinyuan ו-Tianjin Seamless.
מוט הנחושת נטול החמצן המיוצר בתהליך היציקה המתמשכת כלפי מעלה מבודד לחלוטין מחמצן עקב יציקה וקירור, ואין לאחר מכן תהליך גלגול חם. אין תחמוצת מגולגלת אל פני השטח של מוט הנחושת, והאיכות טובה יותר. יש פחות אבקת נחושת לאחר הציור. , סביר להניח שהבעיות הנ"ל קיימות פחות.
ייצור מוט נחושת נטול חמצן מתחלק גם לייצור ציוד מיובא וייצור ציוד מקומי. עם זאת, למוצרים מיובאים אין יתרונות ברורים כיום. אין הרבה הבדל במוצרי מוט הנחושת המיוצרים. כל עוד לוח הנחושת נבחר היטב ובקרת הייצור יציבה, ציוד ביתי יכול גם לייצר תפוקה אמינה. למתוח את מוט הנחושת 0.05. ציוד מיובא הוא בדרך כלל ציוד של Outokumpu של פינלנד. הציוד הביתי הטוב ביותר צריך להיות מחצר הצי של שנחאי, שיש לה את זמן הייצור הארוך ביותר ואיכות אמינה.
6. יישום
מוטות נחושת דלי חמצן ומוטות נחושת נטולי חמצן משמשים שניהם על ידי חשמלאים. הם לא יותר מחוטים וכבלים, חוטי אמייל, חוטים שטוחים ומוטות נחושת. אין הרבה הבדל בשדות היישום.
מוטות נחושת נטולי חמצן מיוצרים בדרך כלל מנחושת אלקטרוליטית, וההתנגדות וביצועי העיבוד שלהם טובים יותר ממוטות נחושת דלת חמצן. לכן, מוטות נטולי חמצן משמשים בדרך כלל לייצור חומרים חשמליים בעלי דרישה גבוהה, כגון חוטי אמייל. ההתנגדות של מוטות נטולי חמצן בהחלט קטנה יותר, והיישום מצב החימום בשימוש במנוע בהחלט טוב יותר מזה של המוט ההיפוקסי.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >למוטות נחושת באורך 1 מ"מ דל חמצן יש יתרונות ברורים. מוטות נחושת נטולי חמצן עדיפים אפילו יותר כאשר מציירים חוטי נחושת בקוטר<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.
לכן, עכשיו בעיקרון מוצרים חשמליים בגודל גדול עם דרישות התנגדות נמוכות משתמשים במוטות דלי חמצן; מוצרים בגודל קטן עם דרישות עמידות גבוהות משתמשים במוטות אנאירוביים. כבלי שמע מעדיפים בדרך כלל להשתמש במוטות נטולי חמצן. זה קשור לעובדה שהמוטות נטולי החמצן הם נחושת חד גבישית והמוטות ההיפוקסיים הם נחושת רב גבישית.
7. יתרון במחיר
כיום, יותר ויותר חברות כבלים נוטות להשתמש במוטות נחושת נטולי חמצן כחומרי גלם לייצור כבלים. אז מה הם יתרונות הביצועים של מוטות נחושת נטולי חמצן בהשוואה למוטות נחושת רגילים?
"בהשוואה למוטות נחושת רגילים, למוטות נחושת נטולי חמצן יש גמישות טובה יותר ומוליכות גבוהה יותר, והם חומרי הגלם האידיאליים ביותר לתעשיית החוטים והכבלים ותעשיות החשמל והחשמל". אמר יצרן מוטות נחושת בכיר ללא חמצן. בהשוואה למוטות נחושת רגילים, למוטות נחושת נטולי חמצן יש מאפיינים מצוינים כגון טוהר גבוה, תכולת חמצן נמוכה, מוליכות גבוהה וביצועי עיבוד טובים. יש להם גם מראה חלק, משטח עגול, וללא פגמים, סדקים, קילופים או פגמים.
מוטות נחושת רגילים מכילים לרוב כמות ניכרת של זיהומי תחמוצת נחושת, אשר תשפיע לרעה על קשיחות החומר. מוט הנחושת האיכותי ללא חמצן כמעט ללא זיהומים ובעל קשיחות מעולה. יתרה מכך, למוט הנחושת המעולה נטול החמצן יש מבנה אחיד וגבישים עבים, אשר לא רק מתגבר על פגמי הנקבוביות הנפוצים ביותר במוטות נחושת רגילים, אלא גם בעל יכולת המשיכה המעולה ביותר מבין כל קוטרי החוטים.
אז האם מוט נחושת נטול חמצן עם ביצועים מצוינים כל כך אומר מחיר גבוה? מקורבים בתעשייה עונים על שאלה זו בשלילה. מצד אחד, הייצור המקומי הנוכחי של מוטות נחושת נטולי חמצן משתמש בעיקר בשיטת הציור כלפי מעלה. לתהליך מיינסטרים זה עצמו יש את היתרונות של זרימת תהליך קצר, שיעור תשואה גבוה, עלות נמוכה והשקעה נמוכה. לכן, המחיר של מוטות נחושת נטולי חמצן הוא יחסית המחיר של מוטות נחושת רגילים לא יהיה גבוה בהרבה; מצד שני, תהליך ייצור הנחושת נטולת החמצן חווה כמעט 20 שנות פיתוח, והיו שיפורים רבים בשיטות ותהליכי ההפעלה, כמו הוספת תהליך זיקוק לתהליך הייצור בשרטוט, באמצעות The scrap copper חוט שנוצר במהלך תהליך ההיתוך והייצור של תנור תדר החשמל בשיטת האינדוקציה כלפי מעלה פטור מדמי עיבוד נוספים ודמי הובלה. עם טכנולוגיה ותהליכי ייצור מושלמים, יצרן מוטות נחושת נטולי חמצן בוגר יכול להפוך את העלות של מוטות נחושת נטולי חמצן כמעט זהה למוטות נחושת רגילים.
