电缆原材料低氧铜杆和无氧铜杆性能的区别

导读：因为出产铜杆的两者的工艺不同，所出产的铜杆中的含氧量及外观就不同。上引出产的铜杆，工艺妥当氧含量在10ppm以下，叫无氧铜杆；连铸连铸出产的铜杆是在维护条件下的热轧，氧含量在200-500ppm范围内，但有时也高达700ppm以上，一般状况下，此种办法出产的铜表面亮光，低氧铜杆，有时也叫光杆。铜杆是电缆职业的首要质料，出产的办法首要有两种——连铸连轧法和上引连铸法。连铸连轧低氧铜杆的出产

导读：因为出产铜杆的两者的工艺不同，所出产的铜杆中的含氧量及外观就不同。上引出产的铜杆，工艺妥当氧含量在10ppm以下，叫无氧铜杆；连铸连铸出产的铜杆 是在维护条件下的热轧，氧含量在200-500ppm范围内，但有时也高达700ppm以上，一般状况下，此种办法出产的铜表面亮光，低氧铜杆，有时也叫光杆。

铜杆是电缆职业的首要质料，出产的办法首要有两种——连铸连轧法和上引连铸法。连铸连轧低氧铜杆的出产办法较多，其特色是金属在竖炉中消融后，铜液经过保温炉、溜槽、中心包，从浇管进入关闭的模腔内，选用较大的冷却强度进行冷却，构成铸坯，然后进行多道次轧制，出产的低氧铜杆为热加工安排，本来的铸造安排现已破碎，含氧量一般为200~400ppm之间。无氧铜杆国内底子悉数选用上引连铸法出产，金属在感应电炉中消融后经过石墨模进行上引接连铸造，之后进行冷轧或冷加工，出产的无氧铜杆为铸造安排，含氧量一般在20ppm以下。因为制作工艺的不同，所以在安排结构、氧含量散布、杂质的办法及散布等诸多方面有较大不同。

一、拉制功能

铜杆的拉制功能跟许多要素有关，如杂质的含量、氧含量及散布、工艺操控等。下面分别从以上几个方面对铜杆的拉制功能进行剖析。

1、熔化办法对S等杂质的影响

连铸连轧出产铜杆首要是经过气体的焚烧使铜杆熔化，在焚烧的进程中，经过氧化和蒸发效果，可必定程度削减部分杂质进入铜液，因此连铸连轧法对质料要求相对低一些。上引连铸出产无氧铜杆，因为是用感应电炉熔化，电解铜表面的“铜绿”“铜豆”底子都熔入到铜液中。其间熔入的S对无氧铜杆塑性影响极大，会添加拉丝断线率。

2、铸造进程中杂质的进入

在出产进程中，连铸连轧工艺需经过保温炉、溜槽、中心包转运铜液，相对简略构成耐火资料的掉落，在轧制进程中需求经过轧辊，构成铁质的掉落，会给铜杆构成外部搀杂。而热轧中皮上和皮下氧化物的轧入，会给低氧杆的拉丝构成晦气的影响。上引连铸法出产工艺流程较短，铜液是经过联体炉内潜流式完结，对耐火资料的冲击不大，结晶是经过石墨模内进行，所以进程中或许发生的污染源较少，杂质进入的时机较少。

O、S、P是与铜会出产化合物的元素。在熔态铜中，氧能够溶解一部分，但当铜冷凝时，氧简直不溶解于铜中。熔态时所溶解的氧，以铜=氧化亚铜共晶体分出，散布在晶粒晶界处。铜-氧化亚铜共晶体的呈现，显着下降了铜的塑性。

硫能够溶解在熔体的铜中，但在室温下，其溶解度简直下降到零，它以硫化亚铜的办法呈现在晶粒晶界处，会显着下降铜的塑性。

3、氧在低氧铜杆和无氧铜杆中散布办法及其影响

氧含量对低氧铜杆的拉线功能有着显着的影响。当氧含量添加到最佳值时，铜杆的断线率最低。这是因为氧在与大部分杂质反响的进程中都起到了清除器的效果。适度的氧还有利于去除铜液中的氢，生成水蒸气溢出，削减气孔的构成。最佳的氧含量为拉线工艺供给了最好的条件。

低氧铜杆氧化物的散布：在接连浇铸中凝结的开始阶段，散热速率和均匀冷却是决议铜杆氧化物散布的首要要素。不均匀冷却会引起铜杆内部结构本质上的差异，但后续的热加工，柱状晶一般会遭到损坏，使氧化亚铜颗粒纤细化和均匀散布。氧化物颗粒集合而发生的典型状况是中心爆裂。除氧化物颗粒散布的影响外，具有较小氧化物颗粒的铜杆显示出较好的拉线特性，较大的Cu2O颗粒简略构成应力集中点而开裂。

无氧铜含氧量超支，铜杆变脆，延伸率下降，拉伸款式端口显暗红色，结晶安排疏松。当氧含量超出8ppm时，工艺功能变差，表现为铸造及拉伸进程中止杆及断线率极具增高。这是因为氧能与铜生成氧化亚铜脆性相，构成铜-氧化亚铜共晶体，以网状安排散布在境地上。这种脆性相硬度高，在冷变形时将会与铜机体脱离，导致铜杆的机械功能下降，在后续加工中简略构成开裂现象。氧含量高还能导致无氧铜杆导电率下降。因此，有必要严格操控上引连铸工艺及产品质量。

4、氢的影响

在上引连铸中，氧含量操控较低，氧化物的副效果呗**下降，但氢的影响成为较显着的问题。吸气后熔体中存在平衡反响：H2O(g)=[O]+2[H]；

气体及疏松是在结晶的进程中，氢从过饱和的溶液中分出并集合而构成的。在结晶前分出的氢又可恢复氧化亚铜而生成水气泡。因为上引铸造的特色是铜液自上而下的结晶，构成的液**形状近似锥型。铜液结晶前分出的气体在上浮进程中被堵在凝结安排内，结晶时在铸杆内构成气孔。上引的含气量少时，分出的氢存在于晶界处，构成疏松；含气量多时，则集组成气孔，因此，气孔和疏松是氢气和水蒸气两者构成的。

氢来源于上引出产进程中的各个工艺环节，如质料电解铜的“铜绿”、辅料木炭**、气候环境**、石墨结晶器未枯燥等。因此，熔化炉中的铜液表面应掩盖经烘烤的木炭，电解铜应尽量去除“铜绿”、“铜豆”“耳朵”，对进步无氧铜杆质量十分重要。

在连铸连轧工艺中，往往选用适度操控氧含量来操控氢。Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O

因为铜液在铸造进程中是自下而上结晶，铜液中的氧和氢所发生的水蒸气很简略上浮跑出，铜液中的氢大部分能被有用去除，因此对铜杆的影响较小。

二、表面质量

在出产电磁线等产品的进程中，对铜杆的表面质量也需提出要求。需求拉制后的铜丝表面无毛刺、铜粉少、无油污。并经过改变实验丈量表面铜粉的质量和改变后调查铜杆的恢复状况来断定其好坏。

在连铸连轧进程中，从铸造到轧制前，温度高，彻底露出于空气中，使铸坯表面构成较厚的氧化层，在轧制进程中，跟着轧辊的滚动，氧化物颗粒轧入铜线表面。因为氧化亚铜是高熔点脆性化合物，关于轧入较深的氧化亚铜，当成条状的集合物遇模具拉伸时，就会是铜杆外表面发生毛刺，给后续的涂漆构成费事。

而上引连铸工艺制作的无氧铜杆，因为铸造和冷却彻底与氧阻隔，后续亦无热轧进程，铜杆表面无轧入表面的氧化物，质量较好，拉制后铜粉少，上述问题较少存在。

无氧铜杆也分进口设备做的和国产设备做的,但现在进口产品已无显着优势，铜杆产品出来后差异不是很大,只需铜板选的好,出产操控比较安稳,国产设备也能产出可拉伸0.05的铜杆.进口设备一般是芬兰奥托昆普的设备,国产设备最好的应该是上海的水兵厂的了，出产时刻最长，军工企业，质量牢靠。

低氧铜杆进口设备世界首要有两种,一种是美国南线设备,英文是SOUTHWIRE,国内厂家是南京华新,江西铜业,另一种是德国CONTIROD设备,国内厂家是常州金源,天津大无缝。

无氧及低氧杆从含氧量上简略差异,无氧铜是含氧量在10-20个PPM以下,但现在有的厂家只能做到50个PPM以下.低氧铜杆在 200-400个PPM,好的杆子一般含氧量操控在250个PPM左右,无氧杆一般采纳的是上引法,低氧杆是连铸连轧,两种产品相对而言低氧杆对漆包线性 能更习惯些,如柔软性,回弹角,绕线功能.但低氧杆对拉丝条件相对要严苛些,相同拉伸0.2的细丝,假如伸线条件欠好,一般的无氧杆可拉而好的低氧杆就断 线,但假如放在好的伸线条件,相同的杆子,低氧杆说不定就能拉到双零五,而一般无氧杆最多只能拉伸到0.1罢了,当然做的最细的如双零二却非得依托进口的 无氧铜杆了.现在有企业尝试用剥皮的办法来处理低氧杆来伸0.03线.但有关这方面的内容我还不是很清楚。

音响线一般反而喜爱用无氧杆,这和无氧杆是单晶铜,低氧杆是多晶铜有关。

低氧铜杆和无氧铜杆因为制作办法的不同，致使存在不同，具有各自的特色。

一、关于氧的吸入和脱去以及它的存在状况

出产铜杆的阴极铜的含氧量一般在10—50ppm，在常温下氧在铜中的固溶度约2ppm。低氧铜杆的含氧量一般在200（175）—400（450）ppm，因此氧的进入是在铜的液态下吸入的，而上引法无氧铜杆则相反，氧在液态铜下坚持适当时刻后，被恢复而脱去，一般这种杆的含氧量都在10—50ppm以下，最低可达1-2ppm，从安排上看，低氧铜中的氧，以氧化铜状况，存在于晶粒鸿沟邻近，这对低氧铜杆而言能够说是常见的但对无氧铜杆则很少见。氧化铜以搀杂办法在晶界呈现对资料的耐性发生负面影响。而无氧铜中的氧很低，所以这种铜的安排是均匀的单相安排对耐性有利。在无氧铜杆中的多孔性是不常见的，而在低氧铜杆中则是常见的一种缺点。

二、热轧安排和铸造安排的差异

低氧铜杆因为经过热轧，所以其安排属热加工安排，本来的铸造安排现已破碎，在8mm的杆时已有再结晶的办法呈现，而无氧铜杆属铸造安排，晶粒粗大，这是为什么，无氧铜的再结晶温度较高，需求较高退火温度的固有原因。这是因为，再结晶发生在晶粒鸿沟邻近，无氧铜杆安排晶粒粗大，晶粒尺度乃至能达几个毫米，因此晶粒鸿沟少，即便经过拉制变形，但晶粒鸿沟相对低氧铜杆仍是较少，所以需求较高的退火功率。对无氧铜成功的退火要求是：由杆经拉制，但没有铸造安排的线时的第一次退火，其退火功率应比相同状况的低氧铜高10——15%。经持续拉制，在今后阶段的退火功率应留有满足的余量和对低氧铜和无氧铜实在差异履行不同的退火工艺，以确保在制品和制品导线的柔软性。

三、搀杂，氧含量动摇，表面氧化物和或许存在的热轧缺点的不同

无氧铜杆的可拉性在所有线径里与低氧铜杆比较都是优胜的，除上述安排原因外，无氧铜杆搀杂少，含氧量安稳，无热轧或许发生的缺点，杆表氧化物厚度可达≤15A。在连铸连轧出产进程中假如工艺不安稳，对氧监控不严，含氧量不安稳将直接影响杆的功能。假如杆的表面氧化物能在后工序的接连清洗中得以补偿外，但比较费事的是有适当多的氧化物存在于“皮下”，对拉线断线影响更直接，故而在拉制微细线，超微细线时，为了削减断线，有时要对铜杆采纳不得已的办法——剥皮，乃至二次剥皮的原因地点，意图要除掉皮下氧化物。

四、低氧铜杆和无氧铜杆的耐性有不同

两者都能够拉到0.015mm，但在低温超导线中的低温级无氧铜，其细丝间的距离只要0.001mm.

五、从制杆的原资料到制线的经济性有不同。

制作无氧铜杆要求质量较高的原资料。一般，拉制直径>1mm的铜线时，低氧铜杆的长处比较显着，而无氧铜杆显得更为优胜的是拉制直径<0.5mm的铜线。

六、低氧铜杆的制线工艺与无氧铜杆的有所不同。

低氧铜杆的制线工艺不能照搬到无氧铜杆的制线工艺上来，至少两者的退火工艺是不同的。因为线的柔软性深受资料成份和制杆，制线和退火工艺的影响，不能简略地说低氧铜或无氧铜谁软谁硬。

附：低氧铜杆和无氧铜杆简介

1、低氧铜杆

低氧铜杆是什么铜杆？低氧铜杆出产工艺是什么？低氧铜杆简介有哪些？首要看看低氧铜杆界说：以铜为质料经过连铸连轧办法出产出来含氧量200(175)~400(450)ppm之间铜杆材。

低氧铜杆简介-低氧铜杆工艺流程：

低氧铜杆选用连铸连轧工艺进行出产，其工艺流程为：电解铜→竖炉→保温炉→浇铸机→连轧机→清洗→收杆机→制品（ф8mm）电解铜接连加料，经竖炉接连熔化后放出铜水，经浇铸机铸成大截面的梯形锭，进入轧机进行热轧，轧成ф8铜杆坯料。

▍工艺缺点

(1)竖炉：A.因为竖炉体积小，电解铜边参加边熔化，熔化铜水没有条件进行充沛恢复。.B.整个熔化进程及出铜水进程，不能隔氧，所以含氧量十分高。.C.熔铜燃料一般都为气体，气体焚烧进程中，会直接影响铜液化学成分理处，影响较大有硫和氢等。

(2)浇铸机：浇铸机结晶轮将铜液成为固体进程中，无法进行隔氧，所以浇铸进程中进行第2次许多吸氧。

(3)温度操控：A.铜液温度，因为轧制量大，又遭到多种要素约束，该温度不太简略操控。B.进轧机铸锭温度，该温度要求操控在850℃，上下误差越大，对铜杆质量影响越大，而此温度很难操控。C.出轧机铜杆温度，该温度要求操控在600℃，也是上下误差越大，对铜杆质量影响越大，因为遭到前道工序约束，此温度也很难操控。D.整个进程中有许多环节，而某个环节稍呈现些问题，都会影响温度操控。

(4)其它：A.因为存在以上一些缺点，会构成铜杆质量不安稳，所以规范规则：连铸连轧低氧铜杆出厂前，有必要要做改变实验。但有出产厂底子不做，或不按规则批量做（每批不该超越60吨），或改变不合格批量照样出厂。B.含氧高，会影响拉线工序，铜线越拉越硬，中心要添加退火。含氧量高，还会影响导电功能。C.为处理工艺缺点，需尽或许进步机组功能，所以机组价格昴贵。如美国南线公司年产2.4万吨～4万吨机组，价格为690万美元，德国克虏勃公司更贵。而用户自己配套设备也要几十万仍至上百万美元。

工艺长处：(1)产值高，一般小型机组每小时产值可达10～14吨。(2)铜杆卸线选用梅花式，便于拉线机放线。(3)收线分量大，一般每盘可达4吨。

▍低氧铜杆简介-铜杆出产工艺办法：

1、浸涂成型法：能出产大长度亮光无氧铜杆、导电率为101～102%IACS，含氧量20ppm以下，铜杆圈重3.5～10吨。

浸涂成型使用冷铜杆吸热才能，用一根较细冷纯铜芯杆（或称种子杆），笔直经过一只能坚持必定液位凹凸铜水池，使铜水与该移动种子杆表面铜熔合在一起，并逐渐凝结结组成较粗铸造状况铜杆，然后经冷却、热轧、冷却、绕制成圈，整个进程关闭、有惰性气体维护下进行。

2、上引冷轧法：能出产大长度亮光无氧铜杆、导电率为101～101.6%IACS，含氧量10ppm以下，铜杆圈重2吨。

它是使用一种管式铜套（即石墨结晶器）其下端伸入并浸没在熔化铜液面下，上端与真空泵连通，开始时将结晶器内空气抽出，真空效果下，使管内发生负压，铜液缓缓招引向上，并在引升器邻近很快凝结成亮光铸锭。然后经冷轧或冷拉成杆。上引法出产铜杆含氧量10ppm以下，表面亮光。

3、连铸连轧法：能出产大长度亮光低氧铜杆、导电率为101～102%IACS，含氧量200～300ppm，铜杆圈重达5吨。

4、回线轧制法：出产短长度有氧化皮黑铜杆，导电率为99.5～100.5%IACS，含氧量200～500ppm，铜杆圈重只要86～136公斤。(因受船形铜锭分量约束)

▍低氧铜杆简介-低氧铜杆商标及特性：

低氧铜杆商标有三种，T1、T2、T3，低氧铜杆都为热轧，所认为软杆，代号为R。

（1）T1：用高纯电解铜为质料（含铜量大于99.9975%）出产低氧铜杆。

（2）T2：用1#电解铜为质料（含铜量大于99.95%）出产低氧铜杆。

（3）T3：用2#电解铜为质料（含铜量大于99.90%）出产低氧铜杆。因高纯电解铜和2#电解铜市场上很少，一般都用1#电解铜为质料，所以一般低氧铜杆商标为：T2R。

2、无氧铜杆

因为出产铜杆的工艺不同，所出产的铜杆中的含氧量及外观就不同。上引出产的铜杆，工艺妥当氧含量在20ppm以下，叫无氧铜杆；连铸连轧出产的铜杆是在维护条件下的热轧，氧含量在200-500ppm范围内，但有时也高达700ppm以上，一般状况下，此种办法出产的铜表面亮光，俗称亮光杆。

无氧铜杆是不含氧也不含任何脱氧剂残留物的纯铜。但实际上仍是含有十分微量氧和一些杂质。按规范规则，氧的含量不大于0.02%，杂质总含量不大于0.05%，铜的纯度大于99.95%。

一般用电解铜出产，电阻率低于低氧铜杆，因此在出产对电阻要求比较严苛的产品中，无氧铜杆比较经济；制作无氧铜杆要求质量较高的原资料；无氧铜杆显得更为优胜的是拉制直径<0.5mm的铜线。6MM的无氧铜杆用于出产铜扁线。3mm的无氧铜杆用于拉丝，出产电线铜芯，漆包线。首要应用于电线电缆和电机。

依据含氧量和杂质含量，无氧铜杆又分为TU1和TU2铜杆。TU1无氧铜杆纯度到达99.99%，氧含量不大于0.001%；TU2无氧铜纯度到达99.95%，氧含量不大于0.002%。