O cobre em todos os cabos é igual? Que tipo de cobre é bom?
O vergalhão de cobre é a principal matéria-prima da indústria de cabos. Existem dois métodos principais de produção - fundição contínua e laminação e fundição contínua ascendente. Existem muitos métodos de produção para fundição contínua e laminação de barras de cobre com baixo teor de oxigênio. A característica é que depois que o metal é derretido no forno de cuba, o líquido de cobre passa pelo forno de retenção, rampa, distribuidor e entra na cavidade fechada do molde a partir do tubo de vazamento. A intensidade de resfriamento é usada para resfriar e formar uma placa fundida, que é então laminada em múltiplas passagens. A barra de cobre com baixo teor de oxigênio produzida possui uma estrutura processada a quente. A estrutura original da fundição foi quebrada e o teor de oxigênio está geralmente entre 200 e 400 ppm. As barras de cobre isentas de oxigênio são produzidas basicamente na China usando o método de fundição contínua ascendente. Depois que o metal é derretido em um forno de indução, ele é continuamente fundido em moldes de grafite e depois laminado ou trabalhado a frio. As barras de cobre isentas de oxigênio produzidas possuem estrutura fundida e contêm oxigênio. A quantidade é geralmente inferior a 20 ppm. Devido aos diferentes processos de fabricação, existem grandes diferenças em muitos aspectos, como estrutura organizacional, distribuição do conteúdo de oxigênio, forma e distribuição de impurezas, etc.
1. Desempenho de desenho
O desempenho de trefilação de barras de cobre está relacionado a muitos fatores, como conteúdo de impurezas, conteúdo e distribuição de oxigênio, controle de processo, etc. A seguir está uma análise do desempenho de trefilação de barras de cobre a partir dos aspectos acima.
1. A influência do método de fusão em impurezas como S
A fundição e laminação contínuas para produzir barras de cobre derretem principalmente as barras de cobre por meio da combustão de gás. Durante o processo de combustão, por meio de oxidação e volatilização, algumas impurezas podem ser reduzidas até certo ponto na entrada do líquido de cobre. Portanto, o método de fundição e laminação contínua tem requisitos relativamente altos de matéria-prima. Mais baixo. A fundição contínua superior produz barras de cobre isentas de oxigênio. Como o forno de indução é usado para fusão, a “pátina” e os “grãos de cobre” na superfície do cobre eletrolítico são basicamente fundidos no cobre líquido. O S derretido tem grande influência na plasticidade da barra de cobre isenta de oxigênio e aumentará a taxa de quebra da trefilação.
2. A entrada de impurezas durante o processo de fundição
Durante o processo de produção, o processo de fundição e laminação contínua requer a transferência de cobre fundido através de fornos de retenção, rampas e distribuidores, o que é relativamente fácil de causar o descascamento do material refratário. Durante o processo de laminação, ele precisa passar pelos rolos, fazendo com que o ferro caia e danifique as hastes de cobre. Causa inclusões externas. A rolagem de óxidos sobre e sob a pele durante a laminação a quente terá um efeito adverso na trefilação das hastes hipóxicas. O processo de produção do método de fundição contínua ascendente é curto. O líquido de cobre é completado através do fluxo submersível no forno combinado, que tem pouco impacto nos materiais refratários. A cristalização é realizada no molde de grafite, portanto há menos fontes de poluição e impurezas que podem ser geradas no processo. Há menos chance de entrada.
O, S e P são elementos que produzem compostos com cobre. No cobre fundido, o oxigênio pode se dissolver parcialmente, mas quando o cobre se condensa, o oxigênio dificilmente se dissolve no cobre. O oxigênio dissolvido no estado fundido precipita como cobre=óxido cuproso eutético e é distribuído nos limites dos grãos. O surgimento do óxido eutético cobre-cuproso reduz significativamente a plasticidade do cobre.
O enxofre pode ser dissolvido em cobre fundido, mas à temperatura ambiente sua solubilidade é reduzida a quase zero. Aparece nos limites dos grãos na forma de sulfeto cuproso, o que reduzirá significativamente a plasticidade do cobre.
3. Padrões e efeitos de distribuição de oxigênio em barras de cobre com baixo teor de oxigênio e barras de cobre sem oxigênio
O teor de oxigênio tem um impacto significativo no desempenho da trefilação de barras de cobre com baixo teor de oxigênio. Quando o teor de oxigênio aumenta para o valor ideal, a barra de cobre apresenta a menor taxa de quebra. Isso ocorre porque o oxigênio atua como um eliminador em sua reação com a maioria das impurezas. O oxigênio moderado também contribui para a remoção do hidrogênio do líquido de cobre, gerando vapor de água para transbordar e reduzindo a formação de poros. O teor ideal de oxigênio fornece as melhores condições para o processo de trefilação.
Distribuição de óxidos de barra de cobre com baixo teor de oxigênio: No estágio inicial de solidificação na fundição contínua, a taxa de dissipação de calor e o resfriamento uniforme são os principais fatores que determinam a distribuição de óxidos de barra de cobre. O resfriamento desigual causará diferenças essenciais na estrutura interna da barra de cobre, mas no processamento térmico subsequente, os cristais colunares geralmente serão destruídos, resultando no refinamento e na distribuição uniforme das partículas de óxido cuproso. Uma situação típica resultante da agregação de partículas de óxido é o rompimento central. Além da influência da distribuição de partículas de óxido, as hastes de cobre com partículas de óxido menores apresentam melhores características de trefilação, e partículas maiores de Cu2O causam facilmente pontos de concentração de tensão e quebra.
2. Qualidade da superfície
No processo de produção de produtos como fios eletromagnéticos, também são necessários requisitos para a qualidade da superfície das hastes de cobre. A superfície do fio de cobre trefilado precisa estar livre de rebarbas, menos pó de cobre e livre de manchas de óleo. A qualidade do pó de cobre na superfície é medida através de um teste de torção e a recuperação da barra de cobre após a torção é observada para determinar sua qualidade.
Durante o processo de lingotamento e laminação contínua, da fundição à laminação, a temperatura é elevada e completamente exposta ao ar, causando a formação de uma espessa camada de óxido na superfície da laje fundida. Durante o processo de laminação, à medida que os rolos giram, as partículas de óxido rolam na superfície do fio de cobre. Como o óxido cuproso é um composto frágil com alto ponto de fusão, para o óxido cuproso que é laminado mais profundamente, quando os agregados em forma de tira são esticados pelo molde, rebarbas serão geradas na superfície externa da barra de cobre, causando problemas para posterior pintura.
Haste de cobre com baixo teor de oxigênio
Os cabos de áudio geralmente preferem usar hastes sem oxigênio. Isto está relacionado ao fato de que as hastes livres de oxigênio são de cobre monocristalino e as hastes hipóxicas são de cobre policristalino.
As hastes de cobre com baixo teor de oxigênio e as hastes de cobre sem oxigênio são diferentes devido aos diferentes métodos de fabricação e possuem características próprias.
1. Sobre a inalação e remoção de oxigênio e seu estado de existência
O teor de oxigênio do cobre catódico usado na produção de varetas de cobre é geralmente 10-50ppm, e a solubilidade sólida do oxigênio no cobre à temperatura ambiente é de cerca de 2ppm. O teor de oxigênio das barras de cobre com baixo teor de oxigênio é geralmente de 200 (175) - 400 (450) ppm, então o oxigênio é inalado sob o estado de cobre líquido, enquanto a barra de cobre livre de oxigênio puxada para cima é pelo contrário , o oxigênio é inalado sob o cobre líquido. Após ser mantido por um período considerável de tempo, ele é reduzido e removido. Normalmente, o conteúdo de oxigênio desse tipo de bastão está abaixo de 10-50ppm, e o mais baixo pode ser 1-2ppm. Do ponto de vista do tecido, o oxigênio no cobre com baixo teor de oxigênio é oxidado. O estado do cobre existe próximo aos limites dos grãos, o que é comum para barras de cobre com baixo teor de oxigênio, mas raro para barras de cobre sem oxigênio. A presença de óxido de cobre na forma de inclusões nos contornos dos grãos tem um impacto negativo na tenacidade do material. O oxigênio no cobre livre de oxigênio é muito baixo, então a estrutura desse cobre é uma estrutura monofásica uniforme, o que é benéfico para a tenacidade. A porosidade é incomum em barras de cobre sem oxigênio e é um defeito comum em barras de cobre com baixo teor de oxigênio.
2. A diferença entre estrutura laminada a quente e estrutura fundida
Como a barra de cobre com baixo teor de oxigênio foi laminada a quente, sua estrutura é processada a quente. A estrutura original da fundição foi quebrada e a recristalização apareceu na haste de 8 mm. A barra de cobre isenta de oxigênio possui uma estrutura fundida com grãos grossos. Esta é a razão inerente pela qual o cobre livre de oxigênio tem uma temperatura de recristalização mais alta e requer uma temperatura de recozimento mais alta. Isto ocorre porque a recristalização ocorre perto dos limites dos grãos. A estrutura da barra de cobre isenta de oxigênio possui grãos grossos e o tamanho do grão pode atingir vários milímetros. Portanto, existem poucos limites de grão. Mesmo que seja deformado pelo desenho, os limites dos grãos são relativamente baixos. Há ainda menos barras de cobre de oxigênio, portanto é necessário maior poder de recozimento. Os requisitos para um recozimento bem-sucedido de cobre isento de oxigênio são: o primeiro recozimento quando o fio é retirado da haste, mas ainda não foi fundido. O poder de recozimento deve ser 10-15% maior que o do cobre com baixo teor de oxigênio na mesma situação. Após a trefilação contínua, deve-se deixar margem suficiente para o poder de recozimento nas etapas subsequentes e diferentes processos de recozimento devem ser realizados em cobre com baixo teor de oxigênio e cobre sem oxigênio para garantir a maciez dos fios em processo e acabados.
3. Diferenças nas inclusões, flutuações no teor de oxigênio, óxidos superficiais e possíveis defeitos de laminação a quente
A estirabilidade das hastes de cobre isentas de oxigênio é superior à das hastes de cobre com baixo teor de oxigênio em todos os diâmetros de fio. Além das razões estruturais acima mencionadas, as barras de cobre isentas de oxigênio têm menos inclusões, teor de oxigênio estável e nenhum defeito que possa surgir da laminação a quente. , a espessura do óxido da superfície da haste pode atingir menos ou igual a 15A. Durante o processo de produção de fundição e laminação contínua, se o processo for instável e o monitoramento de oxigênio não for rigoroso, o teor instável de oxigênio afetará diretamente o desempenho da haste. Se o óxido superficial da haste pode ser compensado na limpeza contínua no pós-processo, o mais problemático é que existe uma quantidade considerável de óxido "sob a pele", o que tem impacto mais direto na quebra do fio. Portanto, ao desenhar fios finos, ao trabalhar com fios ultrafinos, para reduzir a quebra, às vezes a haste de cobre tem que ser descascada ou mesmo descascada duas vezes como último recurso para remover o óxido subcutâneo.
4. Há uma diferença na tenacidade entre as hastes de cobre com baixo teor de oxigênio e as hastes de cobre sem oxigênio
Ambos podem ser esticados até {{0}},015 mm, mas no cobre livre de oxigênio de baixa temperatura no fio supercondutor de baixa temperatura, o espaçamento entre os filamentos é de apenas 0,001 mm.
5. Existem diferenças na economia, desde as matérias-primas da fabricação de barras até a fabricação de roscas.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with diameters >1 mm, as vantagens das hastes de cobre com baixo teor de oxigênio são mais óbvias, enquanto as hastes de cobre sem oxigênio são ainda mais superiores ao trefilar fios de cobre com diâmetros<0.5mm.
6. O processo de fabricação de barras de cobre com baixo teor de oxigênio é diferente daquele das barras de cobre sem oxigênio.
O processo de fabricação de barras de cobre com baixo teor de oxigênio não pode ser copiado do processo de fabricação de barras de cobre sem oxigênio. Pelo menos os processos de recozimento dos dois são diferentes. Como a suavidade do fio é profundamente afetada pela composição do material e pelos processos de fabricação da haste, fabricação do fio e recozimento, não podemos simplesmente dizer quem é mais macio ou mais duro, cobre com baixo teor de oxigênio ou cobre sem oxigênio.
