Poglobljena analiza bakra v kablih. Kakšen baker je dober?
Uvod: Zaradi različnih postopkov izdelave bakrenih palic sta vsebnost kisika in videz proizvedenih bakrenih palic različna. Bakrene palice, ki jih proizvaja Shangying, imajo vsebnost kisika manj kot 10 ppm z ustrezno tehnologijo, ki se imenuje bakrene palice brez kisika; bakrene palice, proizvedene s kontinuirnim litjem, so vroče valjane v zaščitnih pogojih, vsebnost kisika pa je v območju 200-500ppm, včasih pa do več kot 700ppm. Na splošno ima baker, proizveden s to metodo, svetel videz. Bakrene palice z nizko vsebnostjo kisika včasih imenujemo polirane palice.
Bakrena palica brez kisika
Bakrena palica je glavna surovina v kabelski industriji. Obstajata dve glavni proizvodni metodi - neprekinjeno litje in valjanje ter neprekinjeno litje navzgor. Obstaja veliko proizvodnih metod za neprekinjeno litje in valjanje bakrenih palic z nizko vsebnostjo kisika. Značilnost je, da po taljenju kovine v gredni peči gre bakrena tekočina skozi zadrževalno peč, žleb, vlivno posodo in vstopi v zaprto votlino kalupa iz cevi za vlivanje. Intenzivnost hlajenja se uporablja za ohlajanje, da se oblikuje ulita plošča, ki se nato valja v več prehodih. Proizvedena bakrena palica z nizko vsebnostjo kisika ima vroče obdelano strukturo. Prvotna struktura ulitka je bila porušena, vsebnost kisika pa je običajno med 200 in 400 ppm. Bakrene palice brez kisika se v bistvu proizvajajo na Kitajskem z metodo neprekinjenega litja navzgor. Ko se kovina tali v indukcijski peči, se neprekinjeno uliva skozi grafitne kalupe in nato hladno valja ali hladno obdeluje. Proizvedene bakrene palice brez kisika imajo lito strukturo in vsebujejo kisik. Količina je običajno pod 20 ppm. Zaradi različnih proizvodnih procesov obstajajo velike razlike v številnih vidikih, kot so organizacijska struktura, porazdelitev vsebnosti kisika, oblika in porazdelitev nečistoč itd.
1. Risarski nastop
Zmogljivost vlečenja bakrenih palic je povezana s številnimi dejavniki, kot so vsebnost nečistoč, vsebnost in porazdelitev kisika, nadzor procesa itd. Sledi analiza zmogljivosti vlečenja bakrenih palic z zgornjih vidikov.
1. Vpliv metode taljenja na nečistoče, kot je S
Kontinuirano ulivanje in valjanje za proizvodnjo bakrenih palic v glavnem tali bakrene palice z zgorevanjem plina. Med postopkom zgorevanja je mogoče z oksidacijo in izhlapevanjem do določene mere zmanjšati vstop nekaterih nečistoč v bakreno tekočino. Zato ima metoda kontinuirnega litja in valjanja relativno visoke zahteve po surovinah. Nižje. Zgornje kontinuirno litje proizvaja bakrene palice brez kisika. Ker se za taljenje uporablja indukcijska peč, se "patina" in "bakrena zrna" na površini elektrolitskega bakra v bistvu stopijo v tekoči baker. Staljeni S ima velik vpliv na plastičnost bakrene palice brez kisika in bo povečal stopnjo zloma pri vlečenju žice.
2. Vnos nečistoč med postopkom litja
Med proizvodnim postopkom postopek neprekinjenega litja in valjanja zahteva prenos staljenega bakra skozi zadrževalne peči, žlebove in medilne korite, zaradi česar je razmeroma enostavno povzročiti luščenje ognjevzdržnega materiala. Med postopkom valjanja mora iti skozi zvitke, zaradi česar železo odpade in poškoduje bakrene palice. Vzrok zunanjih vključkov. Valjanje oksidov na in pod kožo med vročim valjanjem bo negativno vplivalo na vlečenje hipoksičnih palic. Proizvodni proces metode neprekinjenega litja navzgor je kratek. Bakrena tekočina se zaključi skozi potopni tok v kombinirani peči, ki ima majhen vpliv na ognjevzdržne materiale. Kristalizacija se izvaja v grafitnem kalupu, zato je manj virov onesnaženja in nečistoč, ki lahko nastanejo v procesu. Možnosti za vstop je manj.
O, S in P so elementi, ki tvorijo spojine z bakrom. V staljenem bakru se lahko kisik delno raztopi, ko pa baker kondenzira, se kisik v bakru skoraj ne raztopi. Raztopljeni kisik v staljenem stanju se obori kot evtektik bakrovega=bakrovega oksida in se porazdeli na mejah zrn. Pojav evtektike bakrovega in bakrovega oksida znatno zmanjša plastičnost bakra.
Žveplo je mogoče raztopiti v talini bakra, vendar se pri sobni temperaturi njegova topnost zmanjša skoraj na nič. Pojavi se na mejah zrn v obliki bakrovega sulfida, kar znatno zmanjša plastičnost bakra.
3. Vzorci porazdelitve kisika in učinki v bakrenih palicah z nizko vsebnostjo kisika in bakrenih palicah brez kisika
Vsebnost kisika pomembno vpliva na zmogljivost vlečenja žice bakrenih palic z nizko vsebnostjo kisika. Ko se vsebnost kisika poveča na optimalno vrednost, ima bakrena palica najnižjo stopnjo lomljenja. To je zato, ker kisik pri reakciji z večino nečistoč deluje kot čistilec. Zmeren kisik prav tako prispeva k odstranjevanju vodika iz bakrene tekočine, ustvarjanju vodne pare za prelivanje in zmanjšanju nastajanja por. Optimalna vsebnost kisika zagotavlja najboljše pogoje za proces vlečenja žice.
Porazdelitev oksidov bakrene palice z nizko vsebnostjo kisika: V začetni fazi strjevanja pri kontinuirnem litju sta hitrost odvajanja toplote in enakomerno hlajenje glavna dejavnika, ki določata porazdelitev oksida bakrene palice. Neenakomerno ohlajanje bo povzročilo bistvene razlike v notranji strukturi bakrene palice, vendar bodo pri kasnejši termični obdelavi stebrasti kristali običajno uničeni, zaradi česar bodo delci bakrovega oksida rafinirani in enakomerno porazdeljeni. Tipična situacija, ki je posledica agregacije oksidnih delcev, je centralni pok. Poleg vpliva porazdelitve oksidnih delcev imajo bakrene palice z manjšimi oksidnimi delci boljše lastnosti vlečenja žice, večji delci Cu2O pa zlahka povzročijo točke koncentracije napetosti in zlom.
Vsebnost kisika v bakru brez kisika presega standard, bakrena palica postane krhka, raztezek se zmanjša, raztegnjena odprtina je temno rdeča in kristalna struktura je ohlapna. Ko vsebnost kisika preseže 8ppm, se učinkovitost procesa poslabša, kar se kaže v izjemno visoki stopnji lomljenja palic in žice med litjem in vlečenjem. To je zato, ker lahko kisik tvori krhko fazo bakrovega oksida z bakrom, ki tvori evtektik bakra in bakrovega oksida, ki je porazdeljen na meji v mrežni strukturi. Ta krhka faza ima visoko trdoto in se bo med hladno deformacijo ločila od bakrenega telesa, kar bo povzročilo zmanjšanje mehanskih lastnosti bakrene palice in zlahka povzročilo zlom med nadaljnjo obdelavo. Visoka vsebnost kisika lahko povzroči tudi zmanjšanje prevodnosti bakrenih palic brez kisika. Zato je treba postopek neprekinjenega litja navzgor in kakovost izdelkov strogo nadzorovati.
4. Vpliv vodika
Pri neprekinjenem litju navzgor je vsebnost kisika nadzorovana nizka in stranski učinki oksidov so močno zmanjšani, vendar postane vpliv vodika pomembnejši problem. V talini po vdihu pride do ravnotežne reakcije: H2O(g)=[O]+2[H];
Plin in poroznost nastaneta med postopkom kristalizacije, ko se vodik obarja in kopiči iz prenasičene raztopine. Vodik, oborjen pred kristalizacijo, lahko reducira bakrov oksid, da ustvari vodne mehurčke. Ker je značilnost litja navzgor kristalizacija staljenega bakra od zgoraj navzdol, je oblika nastale tekočine približno stožčasta. Plin, ki se izloči, preden kristalizira bakrena tekočina, je blokiran v strukturi strjevanja med lebdečim procesom, med kristalizacijo pa se v livarski palici oblikujejo pore. Ko je vsebnost plina navzgor majhna, je oborjeni vodik na mejah zrn in tvori poroznost; ko je vsebnost plina visoka, se zbere v pore. Zato pore in poroznost tvorita vodik in vodna para.
Vodik prihaja iz različnih procesnih povezav v predhodnem proizvodnem procesu, kot je "patina" surovine elektrolitski baker, pomožni material oglje**, podnebno okolje** in grafitni kristalizator ni suh itd. Zato površina bakrene tekočine v talilni peči mora biti prekrita s pečenim ogljem, elektrolitski baker pa mora poskušati odstraniti "patino", "bakrena zrna" in "ušesa", kar je zelo pomembno za izboljšanje kakovosti brez kisika bakrene palice.
V procesu neprekinjenega litja in valjanja se vodik pogosto nadzoruje z zmernim nadzorom vsebnosti kisika. Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O
Ker staljeni baker med postopkom litja kristalizira od spodaj navzgor, lahko vodna para, ki jo ustvarita kisik in vodik v staljenem bakru, zlahka priplava navzgor in uide. Večino vodika v staljenem bakru je mogoče učinkovito odstraniti in tako vplivati na bakreno palico. manjši.
