מוט נחושת הוא חומר הגלם העיקרי של תעשיית הכבלים, וישנן שתי שיטות ייצור עיקריות - שיטת יציקה וגלגול רציפה ושיטת יציקה רציפה כלפי מעלה. ישנן שיטות ייצור רבות ליציקה וגלגול מתמשך של מוטות נחושת דלי חמצן. המאפיין שלה הוא שלאחר המסת המתכת בתנור הפיר, נוזל הנחושת עובר דרך תנור ההחזקה, המצנח והטונדי, ונכנס לחלל התבנית הסגור מצינור המזיגה. עוצמת הקירור מקוררת ליצירת בילט יצוק, ואז מגלגלת במספר מעברים. מוט הנחושת הדל חמצן המיוצר הוא מבנה עבד חם. מבנה היציקה המקורי נשבר ותכולת החמצן היא בדרך כלל בין 200 ל -400 עמודים לדקה. מוטות נחושת ללא חמצן מיוצרים בעצם בסין בשיטת יציקה רציפה כלפי מעלה. לאחר המסת המתכת בתנור אינדוקציה, תבנית הגרפיט משמשת ליציקה רציפה כלפי מעלה ואז להתגלגל או לעבוד קר. מוט הנחושת נטול החמצן המיוצר הוא מבנה יצוק עם חמצן הכמות בדרך כלל נמוכה מ -20 עמודים לדקה. בשל תהליכי הייצור השונים, ישנם הבדלים גדולים בהיבטים רבים כגון מבנה ארגוני, חלוקת תכולת חמצן, צורת טומאה והפצה.
1. ביצוע רישום
ביצועי השרטוט של מוטות נחושת קשורים לגורמים רבים, כגון תכולת טומאה, תוכן וחמצן והפצתם ובקרת תהליכים. ביצועי הציור של מוט הנחושת מנותחים מההיבטים לעיל.
1. השפעת שיטת ההיתוך על זיהומים כגון S
ייצור מוטות נחושת על ידי יציקה וגלגול מתמשך הוא בעיקר באמצעות בעירה של גז להמיסת מוטות הנחושת. במהלך תהליך הבעירה, באמצעות חמצון והתנפחות, ניתן להפחית במידה מסוימת זיהומים לנוזל הנחושת. לכן, לשיטת הליהוק והגלגול הרציף יש דרישות גבוהות יחסית לחומרי גלם. נמוך יותר. יציקה רציפה כלפי מעלה מייצרת מוטות נחושת ללא חמצן. מכיוון שהם נמסים על ידי תנור חשמלי אינדוקציה,"&ירוק פטנר; ו-" שעועית נחושת" על פני הנחושת האלקטרוליטית נמסים בעצם לנוזל הנחושת. ל- S המותכת יש השפעה רבה על הפלסטיות של מוטות נחושת ללא חמצן, מה שיגדיל את קצב שבירת החוטים.
2. כניסת זיהומים במהלך הליהוק
בתהליך הייצור, תהליך היציקה והגלגול הרציף צריך להעביר את נוזל הנחושת דרך תנור ההחזקה, הצינור והטונדי, שקל יחסית לגרום לחומר העקשן להתקלף. בתהליך הגלגול הוא צריך לעבור דרך הגלילים, מה שיגרום לנפילת הברזל, מה שיפגע במוטות הנחושת. לגרום לכלילים חיצוניים. בגלגול חם, גלגול התחמוצות על העור ומתחתו ישפיע לרעה על משיכת המוט ההיפוקסית. תהליך הייצור של שיטת הליהוק הרציף כלפי מעלה הוא קצר. נוזל הנחושת מושלם דרך הזרימה השקועה בתנור המשולב, אשר משפיע מעט על החומר העקשן. ההתגבשות מתבצעת בתבנית הגרפיט, כך שיהיו פחות מקורות זיהום וזיהומים בתהליך. יש פחות הזדמנויות להיכנס.
O, S ו- P הם אלמנטים שיכולים לייצר תרכובות עם נחושת. בנחושת מותכת, חמצן יכול להמיס חלק ממנו, אך כאשר מעובה נחושת, חמצן כמעט אינו מתמוסס בנחושת. החמצן המומס במצב המותך מזרז כחומר eutectic של נחושת=תחמוצת כוסות ומופץ בגבולות התבואה. המראה של eutectic תחמוצת נחושת כוסית מפחית באופן משמעותי את הפלסטיות של נחושת.
ניתן להמיס גופרית בנחושת בהמסה, אך המסיסות שלה כמעט מצטמצמת לאפס בטמפרטורת החדר. זה מופיע בצורה של גופרית גופרית בגבולות התבואה, מה שיפחית משמעותית את הפלסטיות של הנחושת.
3. צורת ההתפלגות וההשפעה של חמצן במוטות נחושת דלות חמצן ומוטות נחושת ללא חמצן
לתכולת החמצן יש השפעה משמעותית על יכולת המשיכה של מוטות נחושת דלי חמצן. כאשר תכולת החמצן עולה לערך האופטימלי, קצב שבירת החוט של מוט הנחושת הוא הנמוך ביותר. הסיבה לכך היא שחמצן פועל ככלי נבלות בתהליך התגובה ברוב הזיהומים. חמצן מתאים מועיל גם להסרת מימן בנוזל הנחושת, לייצור הצפת אדי מים ולהפחתת היווצרות הנקבוביות. תכולת החמצן הטובה ביותר מספקת את התנאים הטובים ביותר לתהליך ציור החוטים.
התפלגות תחמוצת מוט נחושת נמוכה בחמצן: בשלב הראשוני של התמצקות ביציקה רציפה, קצב פיזור החום והקירור האחיד הם הגורמים העיקריים הקובעים את התפלגות תחמוצת המוט נחושת. קירור לא אחיד יגרום להבדלים משמעותיים במבנה הפנימי של מוט הנחושת, אך העיבוד התרמי הבא בדרך כלל יהרוס את גבישי העמודים, מה שהופך את חלקיקי התחמוצת הכוסית לעדינים יותר ומפוזרים באופן אחיד. המצב האופייני הנגרם על ידי צבירת חלקיקי תחמוצת הוא התפרצות מרכז. בנוסף להשפעה של חלוקת חלקיקי תחמוצת, מוטות נחושת עם חלקיקי תחמוצת קטנים יותר מראים על מאפייני ציור חוטים טובים יותר, וחלקיקי Cu2O גדולים יותר עשויים לגרום לנקודות ריכוז מתח ולהישבר.
תכולת החמצן של נחושת ללא חמצן עולה על התקן, מוט הנחושת הופך שביר, קצב ההתארכות פוחת, נמל הדפוס המתוח נראה אדום כהה ומבנה הגביש משוחרר. כאשר תכולת החמצן עולה על 8 סל"ד, ביצועי התהליך הופכים להיות גרועים יותר, המתבטאים בשיעור גבוה במיוחד של הפרעת מוטות ושבירת חוטים במהלך יציקה ומתיחה. הסיבה לכך היא שחמצן יכול ליצור שלב שביר של תחמוצת כוסות עם נחושת, ויוצר eutectic תחמוצת נחושת כוסית, אשר מופץ על הגבול במבנה רשת. שלב שביר זה הוא בעל קשיות גבוהה והוא יופרד מגוף הנחושת במהלך עיוות קר, וכתוצאה מכך ירידה בתכונותיו המכניות של מוט הנחושת, והוא עשוי לגרום לשבר בעיבוד שלאחר מכן. תכולת חמצן גבוהה יכולה גם לגרום לירידה במוליכות של מוטות נחושת ללא חמצן. לכן יש לשלוט בקפדנות על תהליך היציקה הרציף כלפי מעלה ועל איכות המוצר.
4. השפעת המימן
ביציקה רציפה כלפי מעלה השליטה בתכולת החמצן נמוכה ותופעות הלוואי של תחמוצות מצטמצמות, אך השפעת המימן הופכת לבעיה משמעותית יותר. קיימת תגובת שיווי משקל בממיסה לאחר שאיפה: H2O (g) = [O] +2 [H];
גז ונקבוביות נוצרים על ידי משקעים והצטברות מימן מהפתרון העל-רווי בתהליך ההתגבשות. המימן שנזרז לפני התגבשות יכול להפחית את תחמוצת הכוס כדי ליצור בועות מים. מכיוון שהתכונה של יציקה כלפי מעלה היא התגבשותו של נחושת נוזלית מלמעלה למטה, צורת הנוזל שנוצר דומה לקונוס. הגז שנזרז לפני התגבשות נוזל הנחושת נחסם במבנה המתמצק במהלך התהליך הצף, ונקבוביות נוצרות במוט היצוק במהלך ההתגבשות. כאשר תכולת הגז העליונה קטנה, המימן המשקע קיים בגבול התבואה ויוצר דלילות; כאשר תכולת הגז גדולה, הוא מצטבר לנקבוביות. לכן הנקבוביות והדלילות נוצרים גם על ידי מימן וגם אדי מים.
מימן מגיע מתהליכים שונים בתהליך הייצור המוגדר, כמו" פטינה" של חומר הגלם הנחושת האלקטרוליטית, פחם החומר העזר **, סביבת האקלים **, ומגבש הגרפיט אינו מיובש. לכן, יש לכסות את פני נוזל הנחושת בתנור ההיתוך בפחם קלוי, והנחושת האלקטרוליטית צריכה לנסות להסיר את ה-" פטינה" ;," שעועית הנחושת" ו-" אוזניים" ;, שחשוב מאוד לשיפור איכות מוטות נחושת ללא חמצן.
בתהליך הליהוק והגלגול הרציף משתמשים לעיתים קרובות בשליטה מתאימה בתכולת החמצן לבקרת מימן. Cu2O + H2=2Cu + H2O
מאחר ונוזל הנחושת מתגבש מלמטה למעלה בתהליך היציקה, אדי המים הנוצרים על ידי החמצן והמימן בנוזל הנחושת יכולים בקלות לצוף למעלה ולברוח, ואת רוב המימן בנוזל הנחושת ניתן להסיר ביעילות ובכך להשפיע מוט הנחושת קטן יותר.
2. איכות משטח
בתהליך ייצור חוט מגנט ומוצרים אחרים, יש צורך לדרוש גם את איכות פני השטח של מוט הנחושת. יש לצייר את פני חוט הנחושת ללא קוצים, פחות אבקת נחושת וללא כתמי שמן. ובאמצעות בדיקת הפיתול כדי למדוד את איכות אבקת הנחושת על פני השטח ולבחון את ההתאוששות של מוט הנחושת לאחר פיתולו לקביעת איכותו.
בתהליך היציקה והגלגול הרציף, מיציקה לגלגול, הטמפרטורה גבוהה וחשופה לחלוטין לאוויר, כך שנוצרת שכבת תחמוצת עבה על פני הלוח היצוק. בתהליך הגלגול, כאשר הגלילים מסתובבים, חלקיקי תחמוצת מתגלגלים אל פני חוט הנחושת. מכיוון שתחמוצת הקופרה היא תרכובת שבירה הממיסה במיוחד, עבור התחמוצת הקופרית המגלגלת עמוק, כאשר האגרגטים בצורת הרצועה נמתחים על ידי התבנית, ייווצרו קירות על פני השטח החיצוניים של מוט הנחושת, מה שיגרום לבעיות לאחר מכן צִיוּר.
מוט הנחושת ללא חמצן המיוצר בתהליך היציקה הרציפה כלפי מעלה מבודד לחלוטין מחמצן עקב יציקה וקירור, ואין תהליך גלגול חם אחר כך. לפני השטח של מוט הנחושת אין תחמוצות שהתגלגלו אל פני השטח, והאיכות טובה יותר, ויש פחות אבקת נחושת לאחר השרטוט, הבעיות הנ"ל לעיתים רחוקות קיימות.
מוטות נחושת ללא חמצן מחולקים גם לציוד מיובא ולציוד ביתי. עם זאת, למוצרים מיובאים אין יתרונות ברורים. ההבדל בין מוצרי מוט נחושת אינו גדול במיוחד. כל עוד לוחיות הנחושת נבחרות היטב, בקרת הייצור יציבה יחסית וניתן להשתמש גם בציוד מקומי. את הפלט ניתן למתוח 0.05 מוט נחושת. ציוד מיובא הוא בדרך כלל ציוד Outokumpu פיני, הציוד המקומי הטוב ביותר צריך להיות מחסן הצי של שנחאי, זמן הייצור הארוך ביותר, מפעלים צבאיים, איכות אמינה.
ישנם שני סוגים עיקריים של ציוד מוטות נחושת דל חמצן מיובא בעולם. האחד הוא הציוד הדרומי של קו בארצות הברית, האנגלים הם SOUTHWIRE, היצרן המקומי הוא נאנג'ינג הואקסין, ג'יאנגשי נחושת, והשני הוא ציוד CONTIROD הגרמני, והיצרן המקומי הוא צ'אנגז'ו ג'יניואן, טיאנג'ין נהדר בצורה חלקה.
קל להבחין במוטות אנאירוביים והיפוקסיים מבחינת תכולת החמצן. נחושת ללא חמצן מכילה חמצן של 10-20 עמודים לדקה או פחות, אך יצרנים מסוימים יכולים לעשות זאת רק מתחת ל -50 עמודים לדקה. מוטות נחושת היפוקסיים הם 200 PPM. 400 PPM, תכולת החמצן של מוט טוב נשלטת בדרך כלל על 250 PPM, המוט האנאירובי בדרך כלל מאמץ את שיטת הרישום, והמוט הנמוך הוא יציקה וגלגול רציפים. שני המוצרים הם מוטות דלי חמצן יחסית לביצועי חוט אמייל. זה יכול להתאמה יותר, כגון גמישות, זווית ריבאונד וביצועים מתפתלים. עם זאת, מוט החמצן הנמוך הוא יחסית תובעני יותר לתנאי ציור, ואותו משתרע 0.2 חוטים. אם תנאי השרטוט אינם טובים, ניתן למשוך מוטות אנאירוביים רגילים. מוט היפוקסי טוב יישבר, אך אם הוא ממוקם במצב הארכת חוט טוב, אותו מוט, ייתכן שהמוט ההיפוקסי יכול להימשך לכפול אפס, בעוד שהמוט האנאירובי הרגיל יכול להימתח רק ל 0.1 לכל היותר. כמובן, המוצרים הדקים ביותר כמו Double Zero Two צריכים להסתמך על מוטות נחושת ללא חמצן מיובאים. נכון לעכשיו, חברות מסוימות מנסות להשתמש בשיטות הפשטה להתמודדות עם מוטות היפוקסיים למתיחת 0.03 קווים. אבל אני לא מאוד בטוח לגבי ההיבט הזה. ברור.
מוט נחושת נמוך חמצן
כבלי שמע בדרך כלל מעדיפים להשתמש במוטות נטולי חמצן. זה קשור לעובדה שהמוטות נטולי החמצן הם נחושת גבישית אחת והמוטות דלי החמצן הם נחושת רב-קריסטלית.
למוטות נחושת דלי חמצן ולמוטות נחושת ללא חמצן יש מאפיינים משלהם בשל הבדלים בשיטות הייצור.
1. לגבי שאיפה והוצאת חמצן וקיומו
תכולת החמצן של נחושת הקתודה בייצור מוטות נחושת היא בדרך כלל 10-50ppm, והמסיסות המוצקה של חמצן בנחושת בטמפרטורת החדר היא בערך 2ppm. תכולת החמצן של מוטות נחושת דלת חמצן היא בדרך כלל 200 (175) -400 (450) עמודים לדקה, ולכן החמצן נשאף במצב נוזלי של נחושת, ואילו מוטות נחושת ללא חמצן הם ההפך. חמצן נמצא בנחושת נוזלית. לאחר שמירה ארוכה, הוא מצטמצם ומוסר. בדרך כלל תכולת החמצן של מוט זה נמוכה מ- 10-50 ppm, והנמוך ביותר יכול להגיע ל 1-2 ppm. מנקודת מבט ארגונית, החמצן בנחושת דלת חמצן נמצא במצב של תחמוצת נחושת. קיים ליד גבול התבואה, אשר ניתן לומר שהוא נפוץ עבור מוטות נחושת דלי חמצן אך נדיר עבור מוטות נחושת ללא חמצן. לנוכחות תחמוצת נחושת בגבול התבואה בצורה של תכלילים יש השפעה שלילית על קשיחות החומר. החמצן בנחושת נטולת חמצן נמוך מאוד, כך שמבנה הנחושת הזה הוא מבנה חד פאזי אחיד המועיל לקשיחות. נקבוביות במוטות נחושת ללא חמצן אינה נדירה, אך זהו פגם שכיח במוטות נחושת דלי חמצן.
שנית, ההבדל בין ארגון גלגול חם לבין ארגון ליהוק
מוט הנחושת הדל חמצן הוא מגולגל חם, ולכן המבנה שלו עובד חם. מבנה היציקה המקורי נשבר והתגבש מחדש כאשר נוצר מוט 8 מ"מ. מוט הנחושת ללא חמצן הוא מבנה יצוק עם גרגירים גסים. זו הסיבה הטבועה לכך שנחושת ללא חמצן טמפרטורת התגבשות גבוהה יותר ודורשת טמפרטורת חישול גבוהה יותר. הסיבה לכך היא כי התגבשות מחדש מתרחשת בסמוך לגבול התבואה. למוט הנחושת נטול החמצן יש גרגירים גסים, וגודל התבואה יכול להגיע אפילו לכמה מילימטרים, כך שיש מעט גבולות תבואה. גם אם הוא מעוות על ידי ציור, גבולות התבואה נמוכים יחסית. עדיין יש פחות מוטות נחושת חמצן, ולכן נדרש כוח חישול גבוה יותר. הדרישה לחישול מוצלח של נחושת ללא חמצן היא: החישול הראשון של החוט הנשלף מהמוט אך טרם יצוק, כוח החישול צריך להיות גבוה ב-10-15% מהנחושת הדלת חמצן באותה סיטואציה. לאחר המשך השרטוט, יש להשאיר מרווח מספיק לכוח חישול בשלבים המאוחרים יותר ולהטמיע תהליכי חישול שונים עבור נחושת דלת חמצן ונחושת ללא חמצן כדי להבטיח את גמישות המוצרים והחוטים המוגמרים.
3. ההבדל בין תכלילים, תנודות בתכולת החמצן, תחמוצות פני השטח וליקויים בגלגול חם
יכולת המתיחה של מוטות נחושת ללא חמצן עדיפה על זו של מוטות נחושת דלים חמצן בכל קוטר החוטים. בנוסף לסיבות הארגוניות הנ"ל, למוטות נחושת נטולי חמצן יש פחות תכלילים, תכולת חמצן יציבה וללא פגמים העלולים להיגרם על ידי גלגול חם. עובי תחמוצת פני השטח של המוט יכול להגיע ל -15 A. בתהליך הייצור והגלגול הרציף, אם התהליך אינו יציב וניטור החמצן אינו קפדני, תכולת החמצן הבלתי יציבה תשפיע ישירות על ביצועי המוט. אם ניתן לפצות את תחמוצת המשטח בניקוי המתמשך של התהליך שלאחר מכן, אך הדבר היותר מטריד הוא שיש די הרבה תחמוצות" מתחת לעור" ;, שיש לו השפעה ישירה יותר על שבירת החוטים, כך שהחוט הדק נמשך. במקרה של חוטים עדינים במיוחד, על מנת להפחית את הניתוק, לפעמים המוצא האחרון נלקח על קילוף מוט הנחושת, או אפילו הסיבה לקילוף המשני, הוא הסרת התחמוצת התת עורית.
רביעית, יש הבדל בקשיחות של מוטות נחושת דלי חמצן ומוטות נחושת נטולי חמצן
ניתן למשוך את שניהם ל -0.015 מ"מ, אך לנחושת ללא חמצן בטמפרטורה נמוכה בחוט המוליך-על בטמפרטורה נמוכה יש רק 0.001 מ"מ בין החוטים.
5. יש הבדל בין חומרי הגלם של ייצור מוטות למשק של ייצור חוטים.
ייצור מוטות נחושת ללא חמצן דורש חומרי גלם איכותיים. באופן כללי, כאשר מציירים חוט נחושת בקוטר> 1 מ"מ, היתרונות של מוט נחושת נמוך חמצן הם ברורים יותר, ומוט נחושת נטול חמצן יתרון יותר לציור חוט נחושת בקוטר של< 0.5 מ"מ.
6. תהליך ייצור התיל של מוט נחושת דל חמצן שונה מזה של מוט נחושת ללא חמצן.
לא ניתן להעתיק את תהליך ייצור החוט של מוט הנחושת הדל חמצן, לתהליך ייצור החוט של מוט הנחושת ללא חמצן, לפחות תהליך החישול של השניים שונה. מכיוון שהגמישות של החוט מושפעת עמוקות מהרכב החומר ותהליך ייצור המוט, ייצור התיל וחישול, לא ניתן לומר בפשטות כי נחושת דלת חמצן או נחושת נטולת חמצן היא רכה וקשה. (
