銅、鋁桿加工工藝資料

1、銅、鋁桿整理完資料第二章原材料 第一節(jié)電工用鋁 一電工用鋁 鋁是銀白色的金屬，熔點(diǎn)為658，比重為2 .7g/cm3，作為電線電纜導(dǎo)電線芯應(yīng)采用鋁含量為99.7以上的電工用鋁，其化學(xué)成分應(yīng)符合GB12768-91(表2-1)中的規(guī)定。 表2-1 二，鋁的主要性能及影響其性能的因素 l鋁的導(dǎo)電性能 導(dǎo)電性是指金屬材料傳導(dǎo)電流的性能。各種金屬的導(dǎo)電性能各不相同。金屬的導(dǎo)電性愈好，則電流通過時(shí)所產(chǎn)生的熱量就愈小，從而在輸電過程中的電能損失就較小。導(dǎo)電性是衡量電線電纜導(dǎo)電線芯的主要指標(biāo)。金屬的導(dǎo)電性用電導(dǎo)率來(lái)表示，也可用電導(dǎo)率的倒數(shù)電阻率來(lái)表示。電阻率可以用實(shí)測(cè)值表示，也可用相對(duì)值表示，在電線電纜技術(shù)

2、中，常用電阻率來(lái)表示金屬線材的導(dǎo)電性。 根據(jù)電阻定律，對(duì)于線性導(dǎo)體，在溫度不變時(shí)，其電阻與導(dǎo)體在電流方向上的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的電流方向垂直的截面成反比。即有下列關(guān)系：式中為比例系數(shù)，也稱導(dǎo)體的電阻率。有時(shí)也用表示 應(yīng)當(dāng)指出，公式(2-1)所計(jì)算的電阻為導(dǎo)體的直流電阻。 在電線電纜技術(shù)中，為比較金屬電阻的大小，往往 采用導(dǎo)電率的相對(duì)值表示。即國(guó)際電工番品會(huì)rmr、拇定：在溫度20時(shí)，比重導(dǎo)體電阻為0 .0172410時(shí)的軟銅導(dǎo)電率為100% IACS推薦精選（軟銅國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電率）。 其它各種導(dǎo)電金屬和合金的導(dǎo)電率常以與標(biāo)準(zhǔn)銅相比的百分率表示：鋁的電阻率為IACS，導(dǎo)電性能較好。 影響導(dǎo)電率的各

3、種因素： (1)雜質(zhì)對(duì)鋁導(dǎo)電性能的影響。鋁的純度對(duì)導(dǎo)電率的影響較為明顯，如99. 95%鋁的導(dǎo)電率為63% IACS，99. 99%的高純度鋁的導(dǎo)電率為65% IACS。鋁中所含雜質(zhì)對(duì)導(dǎo)電率的影響如圖2-1所示。通過對(duì)鋁中可能存在的十三種雜質(zhì)元素的研究發(fā)現(xiàn)Mn、Cr、V、Ti對(duì)鋁導(dǎo)電率的影響較為明顯。圖2-1雜質(zhì)對(duì)鋁導(dǎo)電率的影響 對(duì)于電工用鋁，F(xiàn)e和Si是主要雜質(zhì)，其含量與相對(duì)比例對(duì)鋁的各種性能都有很大的影響。為確保鋁的導(dǎo)電率應(yīng)嚴(yán)格控制Fe和Si的含量及其比例。研究結(jié)果表明鐵與硅含量比在1.42.5之間，鋁桿的性能較好。 我國(guó)鋁礦的含硅量較高，造成鋁導(dǎo)體導(dǎo)電率低，不符合電工用鋁導(dǎo)體的要求。但在

4、含硅較高的鋁中加入稀土，稀土元素以置換固溶方式與硅一起溶人雜質(zhì)相，減少鋁固溶體中硅的含量，降低了硅對(duì)鋁導(dǎo)體的不良影響。為解決我國(guó)電工用鋁不足的局面，上海電纜研究所通過多年努力，采用稀土優(yōu)化綜合處理技術(shù)對(duì)硅含量在 0.09 0.13%的鋁錠進(jìn)行處理，使其各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到 電工用鋁的要求。并在二十世紀(jì)八十年代中期實(shí)現(xiàn)了 在鋁連鑄連軋的工業(yè)化生產(chǎn)條件下用稀土處理含硅較 高的非電工用鋁。這種電工鋁導(dǎo)體性能優(yōu)良，可達(dá)到國(guó) 內(nèi)、外同類標(biāo)準(zhǔn)的要求，具有很高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 (2)冷變形對(duì)鋁導(dǎo)電率的影響。鋁在發(fā)生冷變形 時(shí)，導(dǎo)電率下降不多，當(dāng)壓縮率達(dá)9598%時(shí)，鋁的導(dǎo)電推薦精選 率僅下降1.2%。 導(dǎo)體金屬

5、經(jīng)冷變形后，電阻增大，而在一定溫度下 進(jìn)行退火時(shí)，電阻可以恢復(fù)到變形前的水平。 (3)溫度對(duì)鋁導(dǎo)電率的影響。金屬的導(dǎo)電性隨著溫 度的升高而下降，即金屬的電阻隨著溫度的升高而增 大，當(dāng)溫度在絕對(duì)零度與熔點(diǎn)之間時(shí)，電阻和電阻率與 溫度呈下列線性關(guān)系：式中R2和2一溫度為t2時(shí)的電阻和電阻率； R1和1一溫度為t1時(shí)的電阻和電阻率。 在計(jì)算電線電纜導(dǎo)體隨溫度變化的電阻時(shí)，往往將試驗(yàn)溫度t測(cè)得的數(shù)值換算到標(biāo)準(zhǔn)溫度20 ，電阻、電阻率分別寫成R20、20。 2鋁的機(jī)械性能。 (1)鋁的主要機(jī)械性能 電線電纜所用鋁導(dǎo)體應(yīng)具有較好的機(jī)械性能，包括抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性等。 1)抗拉強(qiáng)度。強(qiáng)度是指金屬材料在載荷

6、作用下抵抗變形和破裂的能力，可以通過試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。金屬材料的強(qiáng)度越高，說明它抵抗載荷作用的能力越大。電線電纜技術(shù)中最常用的強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度。 金屬在均勻的拉力作用下，逐漸拉伸直至拉斷時(shí)所需的負(fù)荷，稱為拉斷力。拉伸應(yīng)力與導(dǎo)體受力方向的垂直截面的比值稱為抗拉強(qiáng)度。它表明單位截面積的金屬線抵抗拉伸應(yīng)力破壞的最大能力。 拉伸應(yīng)力與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系：式中。b一拉伸強(qiáng)度，單位為帕斯卡(Pa)； Pb一拉伸應(yīng)力，單位為牛頓(N)； Fb垂直于拉力方向的金屬線的原橫截面積，單 位為平方毫米（mm2）。 2)塑性。金屬材料在負(fù)荷的作用下產(chǎn)生變形而不破壞，當(dāng)負(fù)荷去除后，仍能使變形保留下來(lái)的性能稱為塑性。這種負(fù)荷去除后，

7、能保留的永久變形稱為塑性變形。 金屬材料的塑性是通過對(duì)試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)來(lái)測(cè)定的。它用伸長(zhǎng)率和斷面收縮率這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)表示。在電線電纜技術(shù)中，一般采用伸長(zhǎng)率表示。 金屬材料受拉伸力直至拉斷時(shí)，所拉伸的長(zhǎng)度與原有長(zhǎng)度的比值，稱為伸長(zhǎng)率，用百分率表示。伸長(zhǎng)率可通過下式計(jì)算：推薦精選式中L0一試樣原標(biāo)距長(zhǎng)度； L1-試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度。 伸長(zhǎng)率可以表示金屬材料的塑性大小，伸長(zhǎng)率越大則金屬塑性越好，說明金屬越柔軟，富于延展性。一般將的材料稱為塑性材料；將的材料稱為脆性材料。電線電纜技術(shù)中一般選用標(biāo)距長(zhǎng)度為200mm，記為200 經(jīng)常使用的機(jī)械性能還有彈性、韌性、疲勞、蠕變性、硬度等。在連鑄連軋工藝中經(jīng)常

8、測(cè)試的機(jī)械性能為抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。鋁的主要機(jī)械性能見表2-2。 表2-2導(dǎo)電用鋁的性能(2)影響鋁機(jī)械性能的因素： 1)雜質(zhì)對(duì)鋁機(jī)械性能的影響。鋁中含有雜質(zhì)可使 拉伸強(qiáng)度增大，鐵和硅都可使鋁的抗拉強(qiáng)度增大，但伴 隨抗拉強(qiáng)度的增大，塑性將降低。 2)冷變形對(duì)鋁機(jī)械性能的影響。伴隨冷加工的硬 化現(xiàn)象，可極大地提高鋁的拉伸強(qiáng)度。當(dāng)變形程度為 90%時(shí)，拉伸強(qiáng)度可提高20%，甚至更大。圖2-2為鋁 的玲蠻形席對(duì)鋁機(jī)械性能的影響。圖2-2鋁的冷變形度對(duì)鋁機(jī)械性能的影響 3)溫度對(duì)鋁機(jī)械性能的影響。鋁在低溫時(shí)，拉伸強(qiáng)度、硬度和彈性模量增高；延伸率和耐沖擊值增高；無(wú)低推薦精選溫脆性。適合作低溫導(dǎo)體。圖2-3

9、為不同溫度下鋁的機(jī)械性能。 圖2-3不同溫度下鋁的機(jī)械性能 由于鋁的蠕變極限和抗拉強(qiáng)度及溫度有關(guān)，鋁的長(zhǎng) 期使用溫度不宜超過90，短期使用溫度不宜超過 120。 冷變形后的鋁線在一定溫度下退火后，鋁的機(jī)械性能將恢復(fù)變形前指標(biāo)，因此，控制變形程度及配合退火工藝-可以制造軟硬不同的線材，適合產(chǎn)品的不同用途。不同溫度退火變化規(guī)律如圖2-4所示。由圖中可看出，退火溫度過高會(huì)引起晶粒粗大，塑性變壞。 圖2-4不同退火溫度對(duì)鋁機(jī)械性能的影響 3鋁的耐腐蝕性能 金屬受周圍媒質(zhì)作用而引起損壞的現(xiàn)象稱為金屬的腐蝕，金屬抵抗腐蝕破壞的能力稱為耐腐蝕性。 常見的腐蝕是金屬的氧化。金屬在大氣中，表面總會(huì)產(chǎn)生不同程度的

10、氧化現(xiàn)象，溫度越高，氧化越快。這些在金屬表面生成的氧化膜具有不同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。如生成的氧化膜完整、致密，使氧化膜內(nèi)部與空氣隔絕，推薦精選將避免進(jìn)一步氧化；如生成的氧化膜疏松、多孔，則易于剝落或脫離，使大氣中的氧連續(xù)不斷地與金屬內(nèi)層接觸反應(yīng)，加劇金屬的腐蝕。 當(dāng)大氣中含有易于與金屬材料起化學(xué)反應(yīng)的有害氣體，或金屬直接接觸有害液體，都將與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其過程與氧化過程相似。 鋁的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，極易被氧化，生成氧化鋁膜( A1203)致密的氧化鋁膜性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)外界侵蝕有一定的抵抗能力，保護(hù)內(nèi)層的鋁，避免了進(jìn)一步的氧化。因此可以認(rèn)為鋁具有良好的抗腐蝕能力。 影響鋁抗腐蝕性能的因素。 (1)雜質(zhì)

11、對(duì)鋁抗腐蝕性能的影響。鋁的純度對(duì)抗腐蝕影響極大。如99%的鋁在稀鹽酸中的溶解度比99.95%的鋁要快50倍。當(dāng)鋁中含鐵量大于0 .1 時(shí)，其腐蝕速度比99998%的高純鋁大160倍。硅對(duì)鋁的抗腐蝕性影響與鋁中鐵的含量有關(guān)。當(dāng)鋁中不含鐵時(shí)，影響不大，當(dāng)鐵、硅同時(shí)存在時(shí)，則顯著降低鋁的抗腐蝕性。導(dǎo)電金屬的雜質(zhì)中銅對(duì)鋁抗腐蝕性的影響比鐵、硅要嚴(yán)重得多，鋁中含O.l%銅的腐蝕速度比含O.l%鐵時(shí)大10倍。 (2)周圍媒質(zhì)條件對(duì)鋁抗腐蝕性能的影響。在沿海地區(qū)，大氣中鹽霧所含有的氯離子凝集在鋁的表面，易在表面的雜質(zhì)和缺陷周圍引起局部腐蝕，形成孔洞、裂紋。因此需要采用較高純度的鋁或采取特殊的防蝕措施。 4鋁

12、的工藝性能。 金屬材料的工藝性能是指在加工過程中所表現(xiàn)出來(lái)的的加工難易程度。 鋁屬面心立方晶格，可塑性好，可進(jìn)行各種形式的壓力加工；鋁的焊接性能良好，但切削性能不好。 三導(dǎo)電鋁合金 為克服純鋁的缺點(diǎn)，擴(kuò)大鋁導(dǎo)體的應(yīng)用，開發(fā)了導(dǎo) 電鋁合金。導(dǎo)電鋁合金是在盡量不降低或少降低鋁導(dǎo) 電率的前提下，提高鋁的抗拉強(qiáng)度和耐熱性。 1導(dǎo)電鋁合金的種類 (1)鋁鎂硅合金。鋁中加人鎂和硅，通過固溶處理 及后續(xù)的人工時(shí)效或自然時(shí)效，析出起強(qiáng)化作用的 Mg2Si，可使鋁的強(qiáng)度顯著提高。鋁鎂硅合金適于制造 架空線。 該合金耐腐蝕性良好，焊接區(qū)的耐腐蝕性能不變； 在合金中加入少量的鐵，可使晶粒細(xì)化，有利于提高合 金的耐熱

13、性。 (2)鋁鎂合金。鋁鎂合金中鎂的含量為1%以下， 加入鎂可起到周溶強(qiáng)化作用，再結(jié)合冷加工硬化可使鋁推薦精選 的強(qiáng)度提高，鋁鎂合金的成分簡(jiǎn)單，加工方便，焊接性、 耐腐蝕性均較好，是用途較廣的鋁合金。硬態(tài)的適用于 制造架空導(dǎo)線，軟態(tài)的適用于制造導(dǎo)電線芯。 在該類合金中加入稀土元素，不僅可以細(xì)化晶粒， 改善加工性能，而且能提高抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、耐熱和 耐腐蝕等性能。 3)鋁锫合金 鋁中加入少量的锫，可顯著提高耐熱性，如加入0 1%的話時(shí)，鋁的再結(jié)晶溫度可提高到320以上，導(dǎo)電 率下降3.54%IACS。為減少電阻率的降低，可適當(dāng)減少锫的加入量，再添加微量的釔。 鋁鋯合金的耐熱性較好，因此鋁锫合

14、金的工作溫度 大幅度提高，長(zhǎng)期使用溫度為150，短時(shí)可達(dá)180 200。2鋁合金的發(fā)展動(dòng)態(tài) 受多方面因素影響，導(dǎo)電鋁合金的發(fā)展較為緩慢。 據(jù)資料介紹，僅有耐熱鋁合金的開發(fā)較為成功，其中具 有代表性的是日本住友電工研制的小弧垂架空線用的 超耐熱鋁合金。 傳統(tǒng)的鋁合金制造工藝，需要進(jìn)行淬火周溶和時(shí)效 處理，工序繁雜，產(chǎn)品成本較高，影響了鋁合金的使用推 廣。隨著連鑄連軋生產(chǎn)工藝的的發(fā)展，在生產(chǎn)過程中采 用了連續(xù)淬火工序，改進(jìn)了原來(lái)工藝中軋制后的鋁合金 需要進(jìn)行重新加熱、分批淬火工序，在節(jié)約能量及工時(shí) 上都取得了很大的效益，但拉制的線材仍需進(jìn)行時(shí)效處 理后才能進(jìn)行絞制。采用CHTA工藝解決了這個(gè)問題。

15、 在連鑄連軋生產(chǎn)過程中，利用控制軋制的溫度，使合金 在生產(chǎn)過程中經(jīng)歷淬火和時(shí)效處理。采用CHTA工藝 生產(chǎn)鋁合金線的經(jīng)濟(jì)效益顯著，可節(jié)約30%的生產(chǎn)費(fèi) 用。該工藝的生產(chǎn)的合金線性能穩(wěn)定，且優(yōu)于常規(guī)生產(chǎn) 工藝制造的產(chǎn)品。 第二節(jié)銅 電線電纜產(chǎn)品導(dǎo)電線芯，除了鋁導(dǎo)體外，還有銅導(dǎo)體。銅的熔煉在電線電纜制造中是第一道工序，其質(zhì)量的好壞，直接影響到電纜成品的質(zhì)量；但銅在熔煉過程中，不能減少銅液內(nèi)的金屬雜質(zhì)含量，因此，入爐所用原材料要求用高質(zhì)量的陰極銅。 一陰極銅 1陰極銅的標(biāo)準(zhǔn)要求： 陰極銅也稱電解銅，是電解精煉出的一種最純的銅。它的技術(shù)要求必須符合標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。 (1)化學(xué)成分： 陰極銅按化學(xué)成分可分

16、為高純陰極銅和標(biāo)準(zhǔn)陰極銅推薦精選兩個(gè)牌號(hào)，作為電線電纜材料用銅，其雜質(zhì)含量不得高于標(biāo)準(zhǔn)陰極銅的規(guī)定。如表2-3表2-3標(biāo)準(zhǔn)陰極銅化學(xué)成分 (2)外觀要求： 1)陰極銅表面應(yīng)潔凈，無(wú)污泥、油褥等各種外來(lái)物。 2)高純陰極銅表面應(yīng)無(wú)硫酸銅；標(biāo)準(zhǔn)陰極銅表面（包括吊耳部分）的綠色附著物總面積應(yīng)不大于單面面積的3%。但由于潮濕空氣的作用，使陰極銅表面氧化而生成一層暗綠色者不作廢品。 3）陰極銅表面及邊緣不得有呈花瓣?duì)罨驑渲畹慕Y(jié)粒（允許修整）。4)標(biāo)準(zhǔn)陰極銅表面高5mm以上圓頭密集結(jié)粒的總面積不得大于單面面積的10%(允許修整)。 (3)其他要求： 1)陰極銅以整塊供應(yīng)。經(jīng)供需雙方協(xié)商，也可供應(yīng)切塊。

17、2)陰極銅塊應(yīng)經(jīng)受普通裝卸而不脆斷。 3)單塊陰極銅的重量應(yīng)不小于15kg或中心部位厚度不小于5mm。 2陰極銅的檢驗(yàn) (1)陰極銅應(yīng)由供方技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行檢驗(yàn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合CB/T467 - 1997的規(guī)定，并填寫質(zhì)量保證書。 (2)需方收到產(chǎn)品后也應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)方法如下：從同一天，同一循環(huán)系統(tǒng)，同一電流密度的陰極銅中隨機(jī)取出610個(gè)樣塊，用直徑為10nuu一20mm的鉆頭，在距陰極銅四周100mm的矩形中，以棋盤行列布置鉆孔若干處。鉆取時(shí)，不許用任何潤(rùn)滑劑，鉆速以樣塊不氧化為宜，表面鉆屑應(yīng)去掉，鉆孔深度應(yīng)大于樣塊厚度的二分之一。將所得的鉆屑混勻，用磁鐵除凈加工時(shí) 帶入的鐵屑，并縮分

18、至不少于600g。 (3)將取得的鉆屑，按GB/T5121銅及銅合金的化 學(xué)分析方法）的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，如果檢驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn) CB/T467 - 1997規(guī)定不符，可在收到產(chǎn)品之日起一個(gè)月 內(nèi)向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。只有檢驗(yàn)結(jié)果與 標(biāo)準(zhǔn)相符時(shí)，才能準(zhǔn)許使用此批陰極銅。 陰極銅進(jìn)人工廠后，工廠按要求標(biāo)識(shí)好同批陰極銅 的進(jìn)貨時(shí)間，生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)日期。操作者也要明確陰推薦精選 極銅的質(zhì)量檢驗(yàn)情況，并將使用的陰極銅按年批次的標(biāo) 識(shí)，記錄在（生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃表）中，注明陰極銅的名稱、廠 家、生產(chǎn)日期。為以后產(chǎn)品的可追溯性提供理論依據(jù)。 二、銅的性能及影響其性能的因素 純銅是玫瑰紅色，表面生成氧化銅膜后呈

19、紫色，又 稱為紫銅，其物理性能見下表2-4。 表2-4純銅的物理性能 銅具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，耐蝕性好，機(jī)械性能 高，塑性好，易焊接，無(wú)磁性等特性。但由于各種因素的 影響，其性能也有較大的變化。下面就銅的性能及影響 其性能的因素具體介紹如下： 1銅的導(dǎo)電性 銅的導(dǎo)電性好，僅次于銀而居第二位。高純陰極銅（含銅量在99.99%以上），導(dǎo)電率是很高的，在20C時(shí)電導(dǎo)率可達(dá)相對(duì)導(dǎo)電而無(wú)氧銅的導(dǎo)電率可達(dá)102%IACS。但有許多因素會(huì)顯著影響銅的導(dǎo)電性能，常見的有： (1)雜質(zhì)對(duì)銅導(dǎo)電性的影響 在電線電纜制造工藝中，銅作為導(dǎo)體，起著傳輸電能的作用，因此，導(dǎo)電性能是銅的主要性能。雜質(zhì)對(duì)銅導(dǎo)電性的影響見圖

20、2-5。圖2-5雜質(zhì)對(duì)銅導(dǎo)電性能的影響推薦精選 圖2-5表示了銅中所含雜質(zhì)對(duì)其導(dǎo)電性的影響。從圖中可以看出，雜質(zhì)對(duì)銅的導(dǎo)電性影響是很大的，一切雜質(zhì)元素或故意加入的合金元素，都會(huì)降低銅的導(dǎo)電性能，降低的程度因雜質(zhì)含量的不同而不同。對(duì)銅導(dǎo)電性影響最顯著的雜質(zhì)有磷、鐵、砷、鉍等，因此在銅中應(yīng)盡量減少這些元素的含量。微量的銀、鎘、鎂等對(duì)銅的導(dǎo)電性影響不大，可作為銅合金加入元素，提高銅的機(jī)械強(qiáng)度和耐蝕性。在非金屬雜質(zhì)中值得注意的是氧的影響，當(dāng)含量甚微時(shí)，氧在銅中可氧化一些雜質(zhì)，銅的導(dǎo)電率略有提高(無(wú)氧銅的導(dǎo)電率可達(dá)102% IACS)，降低了雜質(zhì)對(duì)銅電導(dǎo)率的影響；但隨著含氧量增加，氧在銅中的氧化物增多，

21、導(dǎo)電率會(huì)顯著下降，增加其冷脆和熱脆性。 (2)冷加工和熱處理對(duì)銅導(dǎo)電性的影響 銅導(dǎo)線可以經(jīng)拉伸后使用（硬銅線），拉伸變形對(duì)銅的導(dǎo)電率有一定的影響，當(dāng)變形不大時(shí)，導(dǎo)電率下降不超過2 010；但隨著變形程度增大，導(dǎo)電率降低，當(dāng)變形度達(dá)到97.5%時(shí)，導(dǎo)電率可下降6.2%。 為了消除銅的冷作硬化，可以將銅線進(jìn)行退火，退火后可以恢復(fù)銅線的導(dǎo)電率，圖2-6和圖2-7所示分別為銅的冷加工變形度和退火溫度對(duì)銅的導(dǎo)電性的影響。圖2-6純銅的電阻率與變形度的關(guān)系圖2-7銅的退火溫度對(duì)導(dǎo)電率的影響推薦精選 (3)溫度對(duì)銅導(dǎo)電性的影響 銅在熔點(diǎn)以下時(shí)，其電阻率隨溫度升高而增大，從固態(tài)到液態(tài)時(shí)，出現(xiàn)電阻率的突增。經(jīng)過

22、冷變形的銅材在退火時(shí)，導(dǎo)電率得到恢復(fù)。不同退火溫度對(duì)硬銅線的 導(dǎo)電率影響見圖2-7。 2銅的機(jī)械性能 銅的機(jī)械性能較好，有較高的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。 影響銅機(jī)械性能的因素有： (1)雜質(zhì)對(duì)銅機(jī)械性能的影響 一般情況下，外來(lái)元素進(jìn)入銅中，均會(huì)增加銅的抗 拉強(qiáng)度，但某些元素在增加銅的抗拉強(qiáng)度的同時(shí)也增加 了銅的硬度，甚至使銅產(chǎn)生臆性而惡化了銅的加工性 能，并導(dǎo)致導(dǎo)電率下降。如氧、氫等都可以使銅的機(jī)械 強(qiáng)度顯著下降。， 1)氧氧進(jìn)入銅是來(lái)自熔煉過程中，氧在液態(tài)銅 中可無(wú)限溶解，而在固態(tài)銅中溶解的很少，并隨溫度的 降低溶解度減少。在銅凝固過程中，氧以氧化亞銅 （Cu2O）和銅(Cu)的共晶體的形式分布在

23、銅的晶界上，在 含氧量較高的情況下，銅的塑性降低，惡化了銅的壓力 加工性能，亦增加了銅的焊接困難；在拉伸線材時(shí)，使銅 線表面發(fā)毛，易斷裂，同時(shí)也降低了銅的耐蝕性。 2)氫氫在銅中的溶解度如圖2-8，當(dāng)氫含量超 過溶解度時(shí)，則有氣體析出。若與氧共存在銅水中，在 銅凝固過程中，氫、氧的溶解度減少，析出氫、氧，隨著氫 氧濃度的增大，可發(fā)生以下幾種情況： 氫濃度達(dá)到溶解度時(shí)，析出氫氣泡，產(chǎn)生傲氣 孔。 氧濃度達(dá)到共晶濃度(0.39)時(shí)，與銅生成 CU20粒子，使銅產(chǎn)生脆性。 氫、氧結(jié)合產(chǎn)生水氣，析出H20氣泡，產(chǎn)生氣孔。 以上三種情況，均降低銅的機(jī)械性能。圖2-8 氫在銅中的溶解度 (2)冷變形對(duì)銅機(jī)

24、械性能的影響 經(jīng)過拉伸銅的機(jī)械強(qiáng)度可提高到450MN/m2，經(jīng)過退火軟化后，銅的機(jī)械強(qiáng)度可恢復(fù)到拉伸前的水平，圈2-6中表明了玲變形對(duì)銅機(jī)械性能的影響。推薦精選 圖2-9退火溫度對(duì)銅機(jī)械性能的影響(3)溫度對(duì)銅機(jī)械性能的影響 銅的機(jī)械性能與退火溫度有關(guān)，圖2-9所示，銅的抗拉強(qiáng)度隨溫度升高而降低，當(dāng)溫度高于200時(shí)，抗拉強(qiáng)度急劇下降，在500 600時(shí)，延伸率和斷面收縮率急劇下降，“出現(xiàn)低塑性區(qū)”，如圖2-9。因此，銅在熱加工時(shí)，必須避開這個(gè)溫度范圍。 3銅的耐蝕性 銅的耐蝕性較好，它與鹽酸或稀硫酸的作用甚微，在于燥的空氣中具有較好的耐蝕性，但在潮濕的空氣中表面易生成有毒的銅綠。影響銅耐蝕性的

25、因素有： (1)大氣對(duì)銅耐蝕性的影響 銅耐大氣侵蝕，可與大氣中的硫化物（主要是硫化氫和二氧化硫）作用，表面生成一層由組成的深綠色保護(hù)膜，使腐蝕速度減慢。但在含有大量二氧化硫、硫化氫、硝酸、氨和氯等氣體的情況下，會(huì)引起強(qiáng)烈腐蝕，其中以氯最為嚴(yán)重，在沿海地區(qū)，由于大氣中存在鹽霧，經(jīng)多年長(zhǎng)期使用后，銅線表面會(huì)出現(xiàn)一層細(xì)微的潰傷斑點(diǎn)，使銅線強(qiáng)度下降。 (2)溫度對(duì)銅耐蝕性的影響 銅在室溫干燥的空氣中幾乎不氧化。當(dāng)溫度達(dá)到 100時(shí)，表面生成黑色的氧化銅膜(Cu0)。在300以 下時(shí)氧化緩慢，溫度再高，氧化速度增加，銅表面生成紅 色的氧化亞銅膜高于600時(shí)，銅會(huì)強(qiáng)烈氧化，推薦精選 并使接觸電阻增大，嚴(yán)重

26、時(shí)將導(dǎo)致連接處局部燒熔。為 防止氧化，必要時(shí)可在銅線表面鍍覆一層錫或銀、鎳、鉻 等。 銅在許多物質(zhì)如淡水、海水、有機(jī)酸和非氧化性鹽 類溶液中比較穩(wěn)定，但在各種含氧或氧化性的酸、鹽溶 液以及氨鹽中極易氧化。 4銅的塑性變形能力 銅具有面心立方晶格，有很好的塑性變形能力。熱 加工時(shí)，首次壓力加工量可達(dá)3040%。但雜質(zhì)對(duì)銅的 塑性變形能力影響極大，這主要取決于銅與雜質(zhì)元素的 相互作用。 (1)鉍和鉛 鉍和鉛能在銅的晶界上形成低熔點(diǎn)的 共晶體，當(dāng)壓力加工溫度超過鉍或鉛的熔點(diǎn)時(shí)，會(huì)沿晶 界面發(fā)生斷裂，因而使銅的熱加工性能變壞，成為熱脆 性。因此對(duì)銅中雜質(zhì)鉍和鉛的含量應(yīng)嚴(yán)格限制，鉍的含 量不得超過0.0

27、006%，鉛的含量不得超過0.002%。 (2)鐵 鐵使銅的強(qiáng)度升高，但降低了銅的塑性， 惡化銅的加工性能，降低銅的導(dǎo)電性及耐蝕性，并推遲 銅的再結(jié)晶溫度。 （3）硫和氧 銅中雜后硫和氫，能與銅形成化合物這兩種化合物硬而脆，致使銅產(chǎn)生“冷 脆”，使銅的冷變形困難。因此，銅中氧硫的含量也要加 以限制。 (4)硒和碲 硒和碲能提高銅的切削加工性能，但 對(duì)焊接不利。 三、銅合金 為了改善銅的機(jī)械性能，提高銅的耐磨性、耐蝕性 等，研究制造了各種銅合金，在電線電纜行業(yè)中主要用 作導(dǎo)體。 1銀銅合金 銅中加入少量銀，可以顯著提高軟化溫度和耐蠕變 能力，對(duì)導(dǎo)電率影響不大。電線電纜用銀銅合金通常含 銀量為O.l0.2%。銀銅合金具有很好的耐磨性、電接 觸性、耐蝕性，一般用來(lái)制造電車線、通信線以及其它高 耐磨性導(dǎo)線。隨著含銀量增加，拉伸強(qiáng)度增加，但導(dǎo)電 率下降。 2鎘銅合金 銅中