Vase süvaanalüüs kaablites. Milline vask on hea?
Sissejuhatus: Vaskvarraste tootmise erinevate protsesside tõttu on toodetud vaskvarraste hapnikusisaldus ja välimus erinev. Shangyingi toodetud vaskvarraste hapnikusisaldus on õige tehnoloogiaga alla 10 ppm, mida nimetatakse hapnikuvabadeks vaskvarrasteks; pidevvalamisel toodetud vaskvardad on kaitsetingimustes kuumvaltsitud ja hapnikusisaldus on vahemikus 200-500ppm, kuid mõnikord kuni üle 700 ppm. Üldiselt on selle meetodiga toodetud vasel särav välimus. Madala hapnikusisaldusega vaskvardaid nimetatakse mõnikord poleeritud vardadeks.
Hapnikuvaba vaskvarras
Vaskvarras on kaablitööstuse peamine tooraine. Peamist tootmismeetodit on kaks – pidevvalu ja valtsimine ning ülespoole suunatud pidevvalu. Madala hapnikusisaldusega vaskvarraste pidevaks valamiseks ja valtsimiseks on palju tootmismeetodeid. Iseloomulik on see, et pärast metalli sulamist šahtahjus läbib vase vedelik läbi hoideahju, renni, tunditusahju ja siseneb valutorust suletud vormiõõnsusse. Jahutustugevust kasutatakse mahajahtumiseks, et moodustada valatud plaat, mis seejärel rullitakse mitme käiguga. Toodetud madala hapnikusisaldusega vaskvarras on kuumtöödeldud struktuuriga. Algne valustruktuur on katki ja hapnikusisaldus on üldiselt vahemikus 200–400 ppm. Hapnikuvabu vaskvardaid toodetakse peamiselt Hiinas, kasutades pideva ülespoole valamise meetodit. Pärast metalli sulatamist induktsioonahjus valatakse see pidevalt läbi grafiitvormide ja seejärel külmvaltsitud või külmtöödeldud. Valmistatud hapnikuvabad vaskvardad on valatud struktuuriga ja sisaldavad hapnikku. Kogus on üldiselt alla 20 ppm. Erinevate tootmisprotsesside tõttu on suured erinevused paljudes aspektides, nagu organisatsiooni struktuur, hapnikusisalduse jaotus, lisandite vorm ja jaotus jne.
1. Joonistamise jõudlus
Vaskvarraste tõmbejõudlus on seotud paljude teguritega, nagu lisandite sisaldus, hapnikusisaldus ja jaotus, protsessi juhtimine jne. Järgnevalt analüüsitakse vaskvarraste tõmbejõudlust ülaltoodud aspektidest lähtudes.
1. Sulamismeetodi mõju lisanditele nagu S
Pidev valamine ja valtsimine vaskvarraste tootmiseks sulatab vaskvardad peamiselt gaasi põlemisel. Põlemisprotsessi käigus võib oksüdatsiooni ja lendumise kaudu teatud määral vähendada mõningate lisandite sattumist vasevedelikku. Seetõttu on pideva valamise ja valtsimise meetodil suhteliselt kõrged toorainenõuded. Madalam. Ülemine pidevvalu toodab hapnikuvabasid vaskvardaid. Kuna sulatamiseks kasutatakse induktsioonahju, siis elektrolüütilise vase pinnal olevad "paatina" ja "vaseoad" sulatatakse põhimõtteliselt vedelaks vaseks. Sulanud S-l on suur mõju hapnikuvaba vaskvarda plastilisusele ja see suurendab traadi tõmbamise katkemiskiirust.
2. Lisandite sattumine valamise ajal
Tootmisprotsessi käigus nõuab pidev valamis- ja valtsimisprotsess sulavase ülekandmist läbi hoideahjude, rennide ja valutorude, mis on suhteliselt lihtne põhjustada tulekindla materjali mahakoorumist. Valtsimisprotsessi ajal peab see läbima rulle, põhjustades raua mahakukkumist ja kahjustades vaskvardaid. Põhjustada väliseid lisandeid. Kuumvaltsimise ajal nahale ja naha alla rulluvad oksiidid avaldavad negatiivset mõju hüpoksiliste varraste tõmbamisele. Ülespoole suunatud pidevvalu meetodi tootmisprotsess on lühike. Vase vedelik valmib kombineeritud ahju sukeldatava voolu kaudu, millel on tulekindlatele materjalidele vähe mõju. Kristalliseerimine toimub grafiitvormis, nii et protsessi käigus võib tekkida vähem saasteallikaid ja lisandeid. Sissepääsuvõimalusi on vähem.
O, S ja P on elemendid, mis toodavad vasega ühendeid. Sulavas vases võib hapnik osaliselt lahustuda, kuid vase kondenseerumisel ei lahustu hapnik vases peaaegu üldse. Sulas olekus lahustunud hapnik sadestub vase=vaskoksiidi eutektikuna ja jaotub tera piiridel. Vask-vaskoksiidi eutektika tekkimine vähendab oluliselt vase plastilisust.
Väävlit saab lahustada sulavas vases, kuid toatemperatuuril väheneb selle lahustuvus peaaegu nullini. See ilmub tera piiridel vasksulfiidi kujul, mis vähendab oluliselt vase plastilisust.
3. Hapniku jaotusmustrid ja mõjud madala hapnikusisaldusega vaskvarrastes ja hapnikuvabades vaskvarrastes
Hapnikusisaldusel on oluline mõju madala hapnikusisaldusega vaskvarraste traadi tõmbamisele. Kui hapnikusisaldus suureneb optimaalse väärtuseni, on vaskvardal madalaim purunemismäär. Selle põhjuseks on asjaolu, et hapnik toimib reaktsioonis enamiku lisanditega püüdjana. Mõõdukas hapnik soodustab ka vesiniku eemaldamist vase vedelikust, tekitades veeauru ülevooluks ja vähendades pooride teket. Optimaalne hapnikusisaldus loob parimad tingimused traadi tõmbamise protsessiks.
Madala hapnikusisaldusega vaskvardade oksiidide jaotus: Pideval valamisel tahkumise algfaasis on soojuse hajumise kiirus ja ühtlane jahutamine peamised tegurid, mis määravad vaskvarraste oksiidi jaotuse. Ebaühtlane jahutamine põhjustab olulisi erinevusi vaskvarda sisestruktuuris, kuid järgneval termilisel töötlemisel sambakujulised kristallid tavaliselt hävivad, muutes vaskoksiidi osakesed rafineeritumaks ja ühtlaselt jaotunud. Tüüpiline olukord, mis tuleneb oksiidiosakeste agregatsioonist, on keskne lõhkemine. Lisaks oksiidiosakeste jaotuse mõjule näitavad väiksemate oksiidiosakestega vaskvardad paremaid traadi tõmbamisomadusi ning suuremad Cu2O osakesed põhjustavad kergesti stressikontsentratsioonipunkte ja purunemist.
Hapnikuvaba vase hapnikusisaldus ületab normi, vaskvarras muutub rabedaks, pikenemine väheneb, venitatud port tundub tumepunane ja kristallstruktuur on lahti. Kui hapnikusisaldus ületab 8 ppm, halveneb protsessi jõudlus, mis väljendub väga suures varraste purunemises ja traadi purunemises valamisel ja tõmbamisel. Seda seetõttu, et hapnik võib koos vasega moodustada vaskoksiidi rabeda faasi, moodustades vask-vaskoksiidi eutektika, mis jaotub võrgustruktuuris piiril. Sellel rabedal faasil on kõrge kõvadus ja see eraldub külmdeformatsiooni ajal vaskkehast, põhjustades vaskvarda mehaaniliste omaduste vähenemist ja põhjustades järgneva töötlemise käigus kergesti purunemise. Kõrge hapnikusisaldus võib põhjustada ka hapnikuvabade vaskvarraste juhtivuse vähenemist. Seetõttu tuleb ülespoole suunatud pideva valamise protsessi ja toote kvaliteeti rangelt kontrollida.
4. Vesiniku mõju
Ülespoole suunatud pidevvalamisel kontrollitakse hapnikusisaldust madalal ja oksiidide kõrvalmõjud vähenevad oluliselt, kuid suuremaks probleemiks muutub vesiniku mõju. Pärast sissehingamist toimub sulatis tasakaalureaktsioon: H2O(g)=[O]+2[H];
Gaas ja poorsus tekivad kristallisatsiooniprotsessi käigus, kui vesinik sadestub ja akumuleerub üleküllastunud lahusest. Enne kristalliseerumist sadestunud vesinik võib redutseerida vaskoksiidi, tekitades veemullid. Kuna ülespoole valamisel on iseloomulik sula vase kristalliseerumine ülalt alla, on moodustunud vedeliku kuju ligikaudu kooniline. Enne vase vedeliku kristalliseerumist sadestunud gaas blokeerub ujumisprotsessi ajal tahkestumise struktuuris ja kristalliseerumise käigus tekivad valuvardas poorid. Kui ülespoole suunatud gaasisisaldus on väike, on sadestunud vesinik terade piiridel ja moodustab poorsuse; kui gaasisisaldus on kõrge, koguneb see pooridesse. Seetõttu moodustavad poorid ja poorsuse nii vesinik kui ka veeaur.
Vesinik pärineb ülesvoolu tootmisprotsessi erinevatest protsessilülidest, näiteks toormaterjali elektrolüütilise vase "paatina", abimaterjalina puusüsi**, kliimakeskkond** ja grafiidikristallisaator ei ole kuiv jne. Seetõttu sulatusahjus oleva vase vedeliku pind peaks olema kaetud küpsetatud söega ja elektrolüütiline vask peaks püüdma eemaldada "paatina", "vase oad" ja "kõrvad", mis on hapnikuvaba kvaliteedi parandamiseks väga oluline. vaskvardad.
Pidevas valamis- ja valtsimisprotsessis juhitakse vesinikku sageli hapnikusisalduse mõõduka reguleerimisega. Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O
Kuna sulavask kristalliseerub valamise käigus alt üles, võib sulavas vases sisalduva hapniku ja vesiniku tekitatud veeaur kergesti üles ujuda ja sealt välja pääseda. Suurema osa sulavas vases sisalduvast vesinikust saab tõhusalt eemaldada, mõjutades seega vaskvarda. väiksem.
