Le cuivre de tous les câbles est-il le même ? Quel type de cuivre est bon ? Un article explique clairement
Introduction : En raison des différents processus de production de tiges de cuivre, la teneur en oxygène et l'apparence des tiges de cuivre produites sont différentes. Les barres de cuivre produites par Shangying sont appelées barres de cuivre sans oxygène si la teneur en oxygène est inférieure à 10 ppm avec une technologie appropriée ; les barres de cuivre produites par coulée continue sont laminées à chaud dans des conditions de protection et la teneur en oxygène est de l'ordre de 200-500 ppm, mais parfois jusqu'à plus de 700 ppm. Généralement, le cuivre produit par cette méthode a un aspect brillant. Les tiges de cuivre à faible teneur en oxygène sont parfois appelées tiges polies.
Tige de cuivre sans oxygène
La tige de cuivre est la principale matière première de l’industrie du câble. Il existe deux méthodes de production principales : la coulée continue et le laminage et la coulée continue ascendante. Il existe de nombreuses méthodes de production pour la coulée continue et le laminage de barres de cuivre à faible teneur en oxygène. La caractéristique est qu'une fois le métal fondu dans le four à cuve, le liquide de cuivre passe à travers le four de maintien, la goulotte, le répartiteur et pénètre dans la cavité fermée du moule à partir du tuyau de coulée. L'intensité du refroidissement est utilisée pour refroidir afin de former une dalle coulée, qui est ensuite laminée en plusieurs passes. La tige de cuivre à faible teneur en oxygène produite a une structure traitée à chaud. La structure de coulée d'origine a été brisée et la teneur en oxygène se situe généralement entre 200 et 400 ppm. Les barres de cuivre sans oxygène sont essentiellement produites en Chine en utilisant la méthode de coulée continue ascendante. Une fois le métal fondu dans un four à induction, il est coulé en continu dans des moules en graphite, puis laminé à froid ou travaillé à froid. Les barres de cuivre sans oxygène produites ont une structure coulée et contiennent de l'oxygène. La quantité est généralement inférieure à 20 ppm. En raison des différents processus de fabrication, il existe de grandes différences sur de nombreux aspects tels que la structure organisationnelle, la distribution de la teneur en oxygène, la forme et la distribution des impuretés, etc.
1. Performances de dessin
Les performances d'étirage des barres de cuivre sont liées à de nombreux facteurs, tels que la teneur en impuretés, la teneur et la distribution d'oxygène, le contrôle du processus, etc. Ce qui suit est une analyse des performances d'étirage des barres de cuivre sous les aspects ci-dessus.
1. L'influence de la méthode de fusion sur les impuretés telles que S
La coulée continue et le laminage pour produire des barres de cuivre font principalement fondre les barres de cuivre par combustion de gaz. Au cours du processus de combustion, par oxydation et volatilisation, certaines impuretés peuvent être réduites dans une certaine mesure en ne pénétrant pas dans le liquide de cuivre. Par conséquent, le procédé de coulée et de laminage continus nécessite des matières premières relativement élevées. Inférieur. La coulée continue supérieure produit des tiges de cuivre sans oxygène. Étant donné que le four à induction est utilisé pour la fusion, la « patine » et les « grains de cuivre » à la surface du cuivre électrolytique sont essentiellement fondus dans le cuivre liquide. Le S fondu a une grande influence sur la plasticité de la tige de cuivre sans oxygène et augmentera le taux de casse du tréfilage.
2. L'entrée d'impuretés pendant le processus de coulée
Au cours du processus de production, le processus de coulée et de laminage continus nécessite le transfert du cuivre fondu à travers des fours de maintien, des goulottes et des répartiteurs, ce qui permet de décoller relativement facilement le matériau réfractaire. Pendant le processus de laminage, il doit passer à travers les rouleaux, ce qui provoque la chute du fer et endommage les tiges de cuivre. Provoquer des inclusions externes. L'enroulement des oxydes sur et sous la peau lors du laminage à chaud aura un effet néfaste sur l'étirage des crayons hypoxiques. Le processus de production de la méthode de coulée continue ascendante est court. Le liquide de cuivre est complété par le flux submersible dans le four combiné, ce qui a peu d'impact sur les matériaux réfractaires. La cristallisation est réalisée dans le moule en graphite, ce qui réduit le nombre de sources de pollution et d'impuretés pouvant être générées au cours du processus. Il y a moins de chances d'entrer.
O, S et P sont des éléments qui produisent des composés avec le cuivre. Dans le cuivre fondu, l'oxygène peut se dissoudre partiellement, mais lorsque le cuivre se condense, l'oxygène se dissout à peine dans le cuivre. L'oxygène dissous à l'état fondu précipite sous forme d'eutectique d'oxyde cuivreux de cuivre=et est distribué aux joints de grains. L'émergence de l'eutectique cuivre-oxyde cuivreux réduit considérablement la plasticité du cuivre.
Le soufre peut être dissous dans le cuivre fondu, mais à température ambiante, sa solubilité est réduite à presque zéro. Il apparaît aux joints de grains sous forme de sulfure cuivreux, ce qui va réduire considérablement la plasticité du cuivre.
3. Modèles et effets de distribution de l'oxygène dans les tiges de cuivre à faible teneur en oxygène et les tiges de cuivre sans oxygène
La teneur en oxygène a un impact significatif sur les performances de tréfilage des tiges de cuivre à faible teneur en oxygène. Lorsque la teneur en oxygène augmente jusqu'à la valeur optimale, la tige de cuivre présente le taux de rupture le plus bas. En effet, l’oxygène agit comme un piégeur dans sa réaction avec la plupart des impuretés. Un oxygène modéré est également propice à l'élimination de l'hydrogène du liquide de cuivre, générant un débordement de vapeur d'eau et réduisant la formation de pores. La teneur optimale en oxygène offre les meilleures conditions pour le processus de tréfilage.
Répartition des oxydes de barres de cuivre à faible teneur en oxygène : Dans la phase initiale de solidification en coulée continue, le taux de dissipation thermique et le refroidissement uniforme sont les principaux facteurs qui déterminent la répartition des oxydes de barres de cuivre. Un refroidissement inégal entraînera des différences essentielles dans la structure interne de la tige de cuivre, mais lors du traitement thermique ultérieur, les cristaux en forme de colonne seront généralement détruits, ce qui entraînera un raffinement et une distribution uniforme des particules d'oxyde cuivreux. Une situation typique résultant de l’agrégation de particules d’oxyde est l’éclatement central. En plus de l'influence de la distribution des particules d'oxyde, les tiges de cuivre contenant des particules d'oxyde plus petites présentent de meilleures caractéristiques de tréfilage, et les particules de Cu2O plus grosses provoquent facilement des points de concentration de contraintes et des ruptures.
La teneur en oxygène du cuivre sans oxygène dépasse la norme, la tige de cuivre devient cassante, l'allongement diminue, le port étiré apparaît en rouge foncé et la structure cristalline est lâche. Lorsque la teneur en oxygène dépasse 8 ppm, les performances du processus se détériorent, ce qui se manifeste par un taux extrêmement élevé de rupture de tiges et de fils pendant la coulée et l'étirage. En effet, l'oxygène peut former une phase fragile d'oxyde cuivreux avec le cuivre, formant un eutectique cuivre-oxyde cuivreux, qui est distribué à la frontière dans une structure en réseau. Cette phase fragile a une dureté élevée et se séparera du corps en cuivre lors de la déformation à froid, ce qui entraînera une diminution des propriétés mécaniques de la tige de cuivre et une fracture facile lors du traitement ultérieur. Une teneur élevée en oxygène peut également entraîner une diminution de la conductivité des tiges de cuivre sans oxygène. Par conséquent, le processus de coulée continue ascendante et la qualité du produit doivent être strictement contrôlés.
4. L'influence de l'hydrogène
Dans la coulée continue ascendante, la teneur en oxygène est contrôlée à un niveau bas et les effets secondaires des oxydes sont considérablement réduits, mais l'influence de l'hydrogène devient un problème plus important. Il y a une réaction d'équilibre dans la matière fondue après inhalation : H2O(g)=[O]+2[H] ;
Des gaz et de la porosité se forment pendant le processus de cristallisation lorsque l'hydrogène précipite et s'accumule à partir de la solution sursaturée. L'hydrogène précipité avant la cristallisation peut réduire l'oxyde cuivreux pour générer des bulles d'eau. La caractéristique de la coulée ascendante étant la cristallisation du cuivre fondu de haut en bas, la forme du liquide formé est approximativement conique. Le gaz précipité avant la cristallisation du liquide de cuivre est bloqué dans la structure de solidification pendant le processus de flottage et des pores se forment dans la tige de coulée pendant la cristallisation. Lorsque la teneur en gaz vers le haut est faible, l'hydrogène précipité existe aux joints de grains et forme une porosité ; lorsque la teneur en gaz est élevée, il s'accumule dans les pores. Par conséquent, les pores et la porosité sont formés à la fois par l’hydrogène et la vapeur d’eau.
L'hydrogène provient de divers maillons du processus de production en amont, tels que la « patine » de la matière première cuivre électrolytique, le charbon de bois**, l'environnement climatique** et le cristalliseur de graphite n'est pas sec, etc. la surface du liquide de cuivre dans le four de fusion doit être recouverte de charbon de bois cuit, et le cuivre électrolytique doit essayer d'éliminer la « patine », les « grains de cuivre » et les « oreilles », ce qui est très important pour améliorer la qualité du cuivre sans oxygène. tiges de cuivre.
Dans le processus de coulée continue et de laminage, l'hydrogène est souvent contrôlé en contrôlant modérément la teneur en oxygène. Cu2O+H2= 2Cu+H2O
Étant donné que le cuivre fondu cristallise de bas en haut pendant le processus de coulée, la vapeur d'eau générée par l'oxygène et l'hydrogène présents dans le cuivre fondu peut facilement flotter et s'échapper. La majeure partie de l'hydrogène contenu dans le cuivre fondu peut être efficacement éliminée, affectant ainsi la tige de cuivre. plus petit.
2. Qualité des surfaces
Dans le processus de production de produits tels que les fils électromagnétiques, des exigences sont également requises concernant la qualité de surface des tiges de cuivre. La surface du fil de cuivre étiré doit être exempte de bavures, de moins de poudre de cuivre et de taches d'huile. La qualité de la poudre de cuivre en surface est mesurée grâce à un test de torsion et la récupération de la tige de cuivre après torsion est observée pour déterminer sa qualité.
Pendant le processus de coulée continue et de laminage, de la coulée au laminage, la température est élevée et complètement exposée à l'air, provoquant la formation d'une épaisse couche d'oxyde à la surface de la brame coulée. Pendant le processus de laminage, lorsque les rouleaux tournent, les particules d'oxyde roulent sur la surface du fil de cuivre. Étant donné que l'oxyde cuivreux est un composé fragile avec un point de fusion élevé, lorsque les agrégats en forme de bande d'oxyde cuivreux laminés profondément sont étirés par le moule, des bavures seront générées sur la surface extérieure de la tige de cuivre, provoquant des problèmes pour la peinture ultérieure.
La tige de cuivre sans oxygène fabriquée par le processus de coulée continue ascendante est complètement isolée de l'oxygène en raison de la coulée et du refroidissement, et il n'y a pas de processus de laminage à chaud ultérieur. Il n’y a pas d’oxyde roulé à la surface de la tige de cuivre et la qualité est meilleure. Il y a moins de poudre de cuivre après étirage. , les problèmes ci-dessus sont moins susceptibles d'exister.
Les tiges de cuivre sans oxygène sont également fabriquées avec des équipements importés et des équipements nationaux. Cependant, les produits importés ne présentent actuellement aucun avantage évident. Après la commercialisation des produits en tiges de cuivre, la différence n'est pas très grande. Tant que la plaque de cuivre est bien sélectionnée et que le contrôle de la production est relativement stable, des équipements domestiques peuvent également être utilisés. Le résultat est constitué de tiges de cuivre avec une extensibilité de 0,05. Le matériel importé est généralement du matériel provenant d'Outokumpu en Finlande. Le meilleur équipement domestique devrait provenir de l’usine navale de Shanghai. Elle a le temps de production le plus long et constitue une entreprise de l’industrie militaire avec une qualité fiable.
Il existe deux principaux types d’équipements de tiges de cuivre à faible teneur en oxygène importés dans le monde. L’un d’entre eux est l’équipement américain South Line, qui s’appelle SOUTHWIRE en anglais. Les fabricants nationaux sont Nanjing Huaxin et Jiangxi Copper. L'autre est l'équipement allemand CONTIROD. Les fabricants nationaux sont Changzhou Jinyuan et Tianjin. Super sans couture.
Il est facile de distinguer les bâtonnets anaérobies des bâtonnets hypoxiques en termes de teneur en oxygène. Le cuivre sans oxygène a une teneur en oxygène inférieure à 10-20 PPM, mais actuellement certains fabricants ne peuvent atteindre que moins de 50 PPM. Les tiges de cuivre à faible teneur en oxygène ont une teneur en oxygène inférieure à 200-20 PPM. 4{{10}}0 pages par minute. La teneur en oxygène des bons bâtons est généralement contrôlée à environ 250 PPM. Les poteaux sans oxygène utilisent généralement la méthode de tirage vers le haut. Les pôles hypoxiques sont coulés et laminés en continu. Les deux produits sont relativement bons en termes de performances du fil émaillé. Il est plus adaptable, comme la douceur, l'angle de rebond et les performances d'enroulement. Cependant, les bâtonnets hypoxiques sont relativement durs dans les conditions d'étirage. De même, 0,2 filaments peuvent être étirés. Si les conditions de tirage ne sont pas bonnes, des tiges anaérobies ordinaires peuvent être tirées. Un bon pôle hypoxique brisera la ligne, mais s'il est placé dans de bonnes conditions d'étirement, le même pôle pourra être étiré jusqu'à doubler 0,5 avec un pôle hypoxique, alors qu'un pôle anaérobie ordinaire ne peut être étiré qu'à 0,1 au maximum. , bien sûr, les plus fins, comme le Double Zero Two, doivent s'appuyer sur des tiges de cuivre importées sans oxygène. Actuellement, certaines entreprises tentent d'utiliser des méthodes de pelage pour traiter des tiges à faible teneur en oxygène afin d'étirer des fils de 0,03. Mais je ne connais pas très bien cet aspect. clair.
Tige de cuivre à faible teneur en oxygène
Les câbles audio préfèrent généralement utiliser des tiges sans oxygène. Ceci est lié au fait que les bâtonnets sans oxygène sont du cuivre monocristallin et que les bâtonnets hypoxiques sont du cuivre polycristallin.
Les tiges de cuivre à faible teneur en oxygène et les tiges de cuivre sans oxygène sont différentes en raison de différentes méthodes de fabrication et ont leurs propres caractéristiques.
1. À propos de l'inhalation et de l'élimination de l'oxygène et de son état d'existence
La teneur en oxygène du cuivre cathodique utilisé dans la production de barres de cuivre est généralement de 10-50 ppm, et la solubilité solide de l'oxygène dans le cuivre à température ambiante est d'environ 2 ppm. La teneur en oxygène des tiges de cuivre à faible teneur en oxygène est généralement de 200 (175) - 400 (450) ppm, de sorte que l'oxygène est inhalé à l'état de cuivre liquide, tandis que la tige de cuivre sans oxygène aspirée vers le haut est au contraire , l'oxygène est inhalé sous le cuivre liquide. Après avoir été conservé longtemps, il est réduit et éliminé. Habituellement, la teneur en oxygène de ce type de tige est inférieure à 10-50 ppm, et la plus basse peut être de 1-2 ppm. Du point de vue tissulaire, l’oxygène contenu dans le cuivre à faible teneur en oxygène se présente sous forme d’oxyde de cuivre. Existe près des limites des grains, ce qui est courant pour les tiges de cuivre à faible teneur en oxygène mais rare pour les tiges de cuivre sans oxygène. La présence d'oxyde de cuivre sous forme d'inclusions aux joints de grains a un impact négatif sur la ténacité du matériau. L'oxygène dans le cuivre sans oxygène est très faible, de sorte que la structure de ce cuivre est une structure monophasée uniforme, ce qui est bénéfique pour la ténacité. La porosité est rare dans les tiges de cuivre sans oxygène et constitue un défaut courant dans les tiges de cuivre à faible teneur en oxygène.
2. La différence entre la structure laminée à chaud et la structure coulée
Étant donné que la tige de cuivre à faible teneur en oxygène a été laminée à chaud, sa structure est une structure traitée à chaud. La structure de coulée d'origine a été brisée et une recristallisation est apparue dans la tige de 8 mm. La tige de cuivre sans oxygène a une structure coulée à gros grains. C'est la raison inhérente pour laquelle le cuivre sans oxygène a une température de recristallisation plus élevée et nécessite une température de recuit plus élevée. En effet, la recristallisation se produit près des joints de grains. La structure des tiges de cuivre sans oxygène présente des grains grossiers et la taille des grains peut même atteindre plusieurs millimètres. Il y a donc peu de joints de grains. Même s'il est déformé par étirage, les joints de grains sont relativement faibles. Il y a encore moins de barres de cuivre oxygénées, ce qui nécessite une puissance de recuit plus élevée. Les conditions requises pour un recuit réussi du cuivre sans oxygène sont les suivantes : le premier recuit lorsque le fil est étiré de la tige mais n'a pas encore été coulé. Le pouvoir de recuit doit être 10-15 % supérieur à celui du cuivre à faible teneur en oxygène dans la même situation. Après un étirage continu, une marge suffisante doit être laissée pour la puissance de recuit dans les étapes suivantes et différents processus de recuit doivent être effectués sur du cuivre à faible teneur en oxygène et du cuivre sans oxygène pour garantir la flexibilité des fils en cours de traitement et finis.
3. Différences d'inclusions, fluctuations de la teneur en oxygène, oxydes de surface et éventuels défauts de laminage à chaud
L'aptitude à l'étirage des tiges de cuivre sans oxygène est supérieure à celle des tiges de cuivre à faible teneur en oxygène dans tous les diamètres de fil. En plus des raisons structurelles mentionnées ci-dessus, les barres de cuivre sans oxygène présentent moins d'inclusions, une teneur en oxygène stable et aucun défaut pouvant résulter du laminage à chaud. , l'épaisseur de l'oxyde de surface de la tige peut atteindre inférieure ou égale à 15A. Pendant le processus de production de coulée continue et de laminage, si le processus est instable et que la surveillance de l'oxygène n'est pas stricte, la teneur en oxygène instable affectera directement les performances de la tige. Si l'oxyde de surface de la tige peut être compensé lors du nettoyage continu lors du post-traitement, le plus gênant est qu'il existe une quantité considérable d'oxyde "sous la peau", ce qui a un impact plus direct sur la rupture du fil. Par conséquent, lors du tréfilage de fils fins, lorsque vous travaillez avec des fils ultra-fins, afin de réduire la casse, la tige de cuivre doit parfois être pelée ou même pelée deux fois en dernier recours pour éliminer l'oxyde sous-cutané.
4. Il existe une différence de ténacité entre les tiges de cuivre à faible teneur en oxygène et les tiges de cuivre sans oxygène
Les deux peuvent être étirés jusqu'à {{0}} 0,015 mm, mais dans le cuivre sans oxygène de qualité basse température dans le fil supraconducteur à basse température, l'espacement entre les filaments n'est que de 0,001 mm.
5. Il existe des différences économiques entre les matières premières utilisées pour la fabrication des tiges et la fabrication des filetages.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with diameters >1 mm, les avantages des tiges de cuivre à faible teneur en oxygène sont plus évidents, tandis que les tiges de cuivre sans oxygène sont encore plus supérieures lors du tréfilage de fils de cuivre de diamètres<0.5mm.
6. Le processus de fabrication des tiges de cuivre à faible teneur en oxygène est différent de celui des tiges de cuivre sans oxygène.
Le processus de fabrication de fils de tiges de cuivre à faible teneur en oxygène ne peut pas être copié sur le processus de fabrication de fils de tiges de cuivre sans oxygène. Au moins, les processus de recuit des deux sont différents. Étant donné que la douceur du fil est profondément affectée par la composition du matériau et les processus de fabrication des tiges, de fabrication du fil et de recuit, nous ne pouvons pas simplement dire qui est le plus doux ou le plus dur, du cuivre à faible teneur en oxygène ou du cuivre sans oxygène.
Introduction aux tiges de cuivre à faible teneur en oxygène et aux tiges de cuivre sans oxygène
1. Tige de cuivre à faible teneur en oxygène
Quel type de tige de cuivre est une tige de cuivre à faible teneur en oxygène ? Quel est le processus de production de tiges de cuivre à faible teneur en oxygène ? Quelle est l’introduction aux tiges de cuivre à faible teneur en oxygène ? Tout d'abord, examinons la définition des barres de cuivre à faible teneur en oxygène : les barres de cuivre avec une teneur en oxygène comprise entre 200 (175) et 400 (450) ppm sont produites par coulée continue et laminage.
Introduction au flux de processus de tige de cuivre à faible teneur en oxygène :
Les tiges de cuivre à faible teneur en oxygène sont produites à l'aide du processus de coulée et de laminage continus. Le flux de processus est le suivant : cuivre électrolytique → four à cuve → four de maintien → machine de coulée → laminoir continu → nettoyage → machine de fermeture de tige → produit fini (ф8 mm) le cuivre électrolytique est alimenté en continu et passé à travers la verticale Après une fusion continue dans le four, fondu le cuivre est libéré, qui est coulé en lingots trapézoïdaux de grande section par la machine de coulée, puis entre dans le laminoir pour le laminage à chaud afin de former des ébauches de tige de cuivre ф8.
▍Défauts de fabrication
(1) Four à cuve : A. En raison de la petite taille du four à cuve, le cuivre électrolytique fond lors de son ajout et l'eau de cuivre fondu n'a aucune condition pour une réduction complète. .B. L'ensemble du processus de fusion et du processus de production d'eau de cuivre ne peut pas isoler l'oxygène, la teneur en oxygène est donc très élevée. .C. Le combustible du cuivre fondu est généralement du gaz. Au cours du processus de combustion du gaz, cela affectera directement la composition chimique du cuivre liquide, avec des impacts plus importants tels que le soufre et l'hydrogène.
(2) Machine de coulée : lorsque la roue de cristallisation de la machine de coulée transforme le cuivre fondu en un solide, l'oxygène ne peut pas être isolé, de sorte qu'une grande quantité d'oxygène est absorbée pour la deuxième fois pendant le processus de coulée.
(3) Contrôle de la température : A. La température du cuivre fondu n'est pas facile à contrôler en raison du grand volume de laminage et des contraintes liées à divers facteurs. B. La température du lingot entrant dans le laminoir doit être contrôlée à 850 degrés. Plus l'écart supérieur et inférieur est grand, plus l'impact sur la qualité de la tige de cuivre est grand, et cette température est difficile à contrôler. C. La température de la tige de cuivre sortant du laminoir doit être contrôlée à 600 degrés. Plus l'écart supérieur et inférieur est grand, plus l'impact sur la qualité de la tige de cuivre est grand. En raison des contraintes du procédé précédent, cette température est également difficile à contrôler. D. Il existe de nombreux maillons dans l'ensemble du processus, et s'il y a un problème dans un maillon, cela affectera le contrôle de la température.
(4) Autres : A. En raison des défauts ci-dessus, la qualité de la tige de cuivre sera instable, c'est pourquoi la norme stipule que la tige de cuivre à faible teneur en oxygène de coulée continue et de laminage doit être soumise à un test de torsion avant de quitter l'usine. Cependant, certains fabricants ne les fabriquent pas du tout, ou ne les fabriquent pas par lots comme spécifié (chaque lot ne doit pas dépasser 60 tonnes), ou encore ils inversent les lots non qualifiés et quittent quand même l'usine. B. Une teneur élevée en oxygène affectera le processus de tréfilage. Le fil de cuivre deviendra plus dur à mesure qu'il sera tiré et un recuit devra être ajouté au milieu. Contient de l'oxygène
