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如何預(yù)防銅導(dǎo)體氧化影響電纜質(zhì)量

[當(dāng)前欄目:技術(shù)支持]????? [發(fā)布日期:2014-07-11]
  電線(xiàn)電纜生產(chǎn)過(guò)程中,銅導(dǎo)體氧化變色是個(gè)老大難問(wèn)題,大家都知道,電纜的成本80%都在銅材,銅材本來(lái)就是比較貴重的金屬,加上現(xiàn)在昂貴的加工成本和人工費(fèi)用,一旦氧化之后,線(xiàn)纜企業(yè)的損失可想而知。而銅的氧化在加工行業(yè)中出現(xiàn)氧化的情況極為普遍,往往清洗烘干后幾小時(shí)出現(xiàn)氧化變色,數(shù)日后起氧化渣,面對(duì)氧化過(guò)的銅,許多的線(xiàn)纜企業(yè)都會(huì)發(fā)愁,如何預(yù)防銅的氧化成了廠(chǎng)家急須解決的問(wèn)題。
  在電線(xiàn)電纜生產(chǎn)過(guò)程采取多種有效防護(hù)措施,能夠降低電線(xiàn)電纜銅導(dǎo)體氧化變色程度。采取一些適當(dāng)?shù)拇胧┛梢詼p少甚至避免銅的氧化,比如:選用優(yōu)質(zhì)電解銅為原料,采用合適的銅桿加工工藝,使用含抗氧劑的拉絲油,連續(xù)退火工序使用抗氧劑;束絞線(xiàn)工序銅絲表面鈍化處理;銅導(dǎo)體存放時(shí),適當(dāng)包裹隔離空氣;絕緣材料使用過(guò)氧化物交聯(lián)劑,使絕緣有較高的電極電位,保持銅導(dǎo)體處于被還原狀態(tài);盡量縮短銅絲的受熱過(guò)程等等。
  具體而言,防止電線(xiàn)電纜銅導(dǎo)體氧化變色的主要要從以下幾個(gè)方面入手:首先是要對(duì)電解銅加工成銅桿的控制。
  目前,電解銅加工成銅桿通常有上引法和連鑄連軋法兩種方法。上引法是將電解銅加入工頻感應(yīng)熔化爐,通電后感應(yīng)加熱達(dá)到熔化銅料的目的。熔化的銅液經(jīng)過(guò)兩爐之間的狹小的熔溝進(jìn)入保溫爐進(jìn)行保溫,而后由引桿機(jī)構(gòu)利用結(jié)晶器冷卻水冷卻控制引出銅桿實(shí)現(xiàn)了銅桿的生產(chǎn),銅桿冷卻到室溫后進(jìn)入空氣中,最后由收線(xiàn)機(jī)構(gòu)將銅桿盤(pán)成圈供下一道工序使用。上引法整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)在隔氧狀態(tài)下的全過(guò)程生產(chǎn),確保了產(chǎn)品的純度與無(wú)氧,避免了銅桿的氧化,能夠生產(chǎn)無(wú)氧銅桿。使用上引法生產(chǎn)的銅桿,電阻率低、結(jié)構(gòu)密實(shí)、加工性能好、外觀(guān)光潔、表面圓整、無(wú)氧化、無(wú)毛刺、無(wú)裂紋、無(wú)起皮及夾雜缺陷。 連鑄連軋法是將電解銅加入熔化爐,熔化的銅液經(jīng)過(guò)兩爐之間的狹小的熔溝進(jìn)入保溫爐進(jìn)行保溫,而后通過(guò)連鑄機(jī)、牽引機(jī)、滾剪機(jī)、校直刨角機(jī)、打毛機(jī)、連軋機(jī)、收桿裝置生產(chǎn)成銅桿。高溫熔化的銅在連鑄時(shí),表面與空氣中的氧氣接觸,會(huì)形成氧化銅。雖然經(jīng)后道連軋去除了部分外層氧化皮,但還有部分氧化皮軋進(jìn)了銅桿中。連鑄連軋生產(chǎn)過(guò)程中要使用抗氧劑的冷卻液,可減少銅桿表面氧化變色。
  銅桿拉絲的控制,銅桿拉制大規(guī)格的銅絲,一般使用連拉連退機(jī)組,要經(jīng)過(guò)巨拉機(jī)拉絲、退火、冷卻、烘干、收線(xiàn)過(guò)程。連續(xù)退火時(shí),要注意蒸汽保護(hù)氣體裝置正常運(yùn)行,要使用含有抗氧劑的拉絲乳化液,銅絲表面不得有殘留的拉絲液,拉絲下盤(pán)后用塑料膜包裹好,存放在干燥的環(huán)境中,減少銅絲表面氧化變色。銅桿拉制小規(guī)格的銅絲一般要經(jīng)過(guò)大拉機(jī)、中拉機(jī)再到小拉機(jī),要使用含有抗氧劑的拉絲乳化液,銅絲表面不得有殘留的拉絲液,拉絲下盤(pán)后用塑料膜包裹好,存放在干燥環(huán)境,再流轉(zhuǎn)到后道工序退火。
  銅絲退火工序的控制,銅絲經(jīng)過(guò)多道拉絲延伸后,晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,晶格畸變、錯(cuò)位產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,表現(xiàn)為銅絲硬化,延伸率變小,導(dǎo)體電阻率上升。將銅絲緩慢加熱到一定溫度,保持足夠時(shí)間,然后以適宜的緩慢冷卻,對(duì)銅絲進(jìn)行熱處理即退火。目的是改善銅絲的塑性和韌性,晶格重新排列,消除內(nèi)應(yīng)力。目前,退火的方式有罐式退火和水封式管式連續(xù)退火。罐式退火的步驟是,銅絲裝罐,封閉罐子,抽真空到-0.1 MPa,保持一定時(shí)間后,充氮?dú)饣蚨趸嫉?.2-0.4 MPa,升溫到規(guī)定溫度,保溫一定時(shí)間后,吊罐空氣冷卻,再吊水中冷卻到常溫后,放氣出爐。要確保罐式退火高溫下,全過(guò)程銅絲不與空氣接觸,冷卻到室溫出爐,能夠有效防止銅絲氧化。
  水封式管式連續(xù)退火是將銅絲直接在大功率加熱管中走線(xiàn),控制加熱溫度和走線(xiàn)速度達(dá)到退火目的。進(jìn)線(xiàn)端開(kāi)口,利用冷卻水產(chǎn)生的蒸汽排出管內(nèi)空氣,使銅絲高溫退火不氧化,出線(xiàn)端使用水封式,阻止空氣進(jìn)入。特別要提出的是冷卻水中需增加抗氧劑,抗氧劑能在銅絲表面產(chǎn)生一層均勻的鈍化膜,能保持銅絲表面光澤,不易氧化變色。退火的銅絲用塑料膜包裹好,存放在干燥的環(huán)境中。
  銅絲束絲和絞線(xiàn)過(guò)程(簡(jiǎn)稱(chēng)束絞過(guò)程)的控制銅絲束絞前,若銅絲沒(méi)有經(jīng)過(guò)抗氧劑的鈍化處理,可以在束絞絲工序補(bǔ)充處理??寡鮿┑呐浞绞鞘褂?.2% - 0.4%苯并三氮唑酒精溶液,將抗氧劑溶解在工業(yè)酒精中,用輸液管滴入束絞絲中,滴入量以酒精能夠濕潤(rùn)銅絲為準(zhǔn),滴入過(guò)多會(huì)飛到設(shè)備上造成浪費(fèi)。同時(shí),酒精溶液易揮發(fā),能起潤(rùn)滑和冷卻束絞線(xiàn)的作用,可防止緊壓導(dǎo)體在銅絞線(xiàn)過(guò)拉拔模時(shí)溫度升高而引起表面氧化。束絞導(dǎo)體下盤(pán)后用塑料膜包裹好,存放在干燥的環(huán)境中。
  絕緣罐式硫化工序的控制傳統(tǒng)的罐式硫化工藝,一般適用天然-丁苯膠絕緣,用秋蘭姆(TMTD)硫化的絕緣橡皮,采用防老劑MB和DNP并用。防老劑MB在硫化過(guò)程中,能純化銅表面,形成金黃色的化學(xué)較穩(wěn)定的保護(hù)膜,防老劑DNP 是銅抑止劑,與活性銅離子形成穩(wěn)定的螯合物。防老劑MB 和DNP 有協(xié)同效果,生產(chǎn)中導(dǎo)體用聚酯薄膜或絲棉紙(電纜隔離紙)作隔離層,絕緣線(xiàn)芯兩端密封后再硫化,選用合適的硫化罐汽壓,縮短硫化時(shí)間等。硫化后,束絲導(dǎo)體最外表面能形成金黃色的保護(hù)膜,束線(xiàn)內(nèi)層會(huì)變紅色,嚴(yán)重的變成黑褐色。束絞銅絲經(jīng)過(guò)抗氧劑鈍化處理,對(duì)一次硫化能改善銅絲外觀(guān)質(zhì)量,需要二次硫化不可避免還會(huì)出現(xiàn)銅絲變色問(wèn)題。
  熱塑性塑料絕緣工序的控制。熱塑性塑料絕緣正常情況下對(duì)銅絲氧化沒(méi)有影響。電纜料中使用了劣質(zhì)原輔材料,常規(guī)檢測(cè)指標(biāo)合格,但長(zhǎng)期使用就會(huì)對(duì)銅絲造成損害。PVC絕緣的增塑劑,如DOP、DOS、鄰苯二甲酸雙十一酯、偏苯三酸三辛酯、氯化石蠟等存在游離酸離子析出,會(huì)腐蝕銅絲而氧化發(fā)黑,嚴(yán)重影響電纜性能。盡量不使用含有環(huán)氧大豆油電纜料,這種電纜料時(shí)間長(zhǎng)久后表面會(huì)出油,銅絲會(huì)氧化變色,影響電纜產(chǎn)品質(zhì)量。

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