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)率來表示，也可用電導(dǎo)率的倒數(shù)電阻率來表示。電阻率可以用實(shí)測值表示，也可用相對值表示，在電線電纜

2、技術(shù)中，常用電阻率來表示金屬線材的導(dǎo)電性。根據(jù)電阻定律，對于線性導(dǎo)體，在溫度不變時，其電阻與導(dǎo)體在電流方向上的長度成正比，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)電率的相對值表示。即國際電工番品會rmr 、拇定：在溫度20時，比重導(dǎo)體電阻為 0 .0172410 時的軟銅導(dǎo)電率為100% IACS精選文庫（軟銅國際標(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

3、的各種因素：(1) 雜質(zhì)對鋁導(dǎo)電性能的影響。鋁的純度對導(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)對導(dǎo)電率的影響如圖 2-1 所示。通過對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 對鋁導(dǎo)電率的影響較為明顯。圖 2-1 雜質(zhì)對鋁導(dǎo)電率的影響對于電工用鋁， Fe 和 Si 是主要雜質(zhì)，其含量與相對比例對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之間，鋁桿的性能較好。我國鋁礦的含硅量較高，造成鋁導(dǎo)體導(dǎo)電率低，不符

4、合電工用鋁導(dǎo)體的要求。但在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，降低了硅對鋁導(dǎo)體的不良影響。為解決我國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) 冷變形對鋁導(dǎo)電率的影響。鋁在發(fā)生冷變形時，導(dǎo)電率下降不多，當(dāng)壓縮率達(dá) 95 98%時，鋁的導(dǎo)電-2精選文庫率僅下

5、降 1.2%。導(dǎo)體金屬經(jīng)冷變形后，電阻增大，而在一定溫度下進(jìn)行退火時，電阻可以恢復(fù)到變形前的水平。(3) 溫度對鋁導(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)溫度在絕對零度與熔點(diǎn)之間時，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 t 2時的電阻和電阻率；R1 和 1 一溫度為t 1 時的電阻和電阻率。在計(jì)算電線電纜導(dǎo)體隨溫度變化的電阻時，往往將試驗(yàn)溫度 t 測得的數(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。

6、1) 抗拉強(qiáng)度。強(qiáng)度是指金屬材料在載荷作用下抵抗變形和破裂的能力，可以通過試驗(yàn)來測定。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2位為平方毫米（ mm）。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

7、保留下來的性能稱為塑性。這種負(fù)荷去除后，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試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)來測定的。它用伸長率和斷面收縮率這兩個指標(biāo)來表示。在電線電纜技術(shù)中，一般采用伸長率表示。金屬材料受拉伸力直至拉斷時，所拉伸的長度與原有長度的比值，稱為伸長率，用百分率表示。伸長率可通過下式計(jì)算：-3精選文庫式中 L0 一試樣原標(biāo)距長度；L1- 試樣拉斷后的標(biāo)距長度。伸長率可以表示金屬材料的塑性大小，伸長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)距長度為200mm，記為 200經(jīng)常使用的機(jī)械性能還有彈性、韌性、

8、疲勞、蠕變性、硬度等。在連鑄連軋工藝中經(jīng)常測試的機(jī)械性能為抗拉強(qiáng)度和伸長率。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，拉伸強(qiáng)度可提高 20%，甚至更大。圖 2-2 為鋁的玲蠻形席對鋁機(jī)械性能的影響。圖 2-2 鋁的冷變形度對鋁機(jī)械性能的影響3) 溫度對鋁機(jī)械性能的影響。鋁在低溫時，拉伸強(qiáng)度、硬度和彈性模量增高；延伸率和耐沖

9、擊值增高；無低-4精選文庫溫脆性。適合作低溫導(dǎo)體。圖 2-3 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，退火溫度過高會引起晶粒粗大，塑性變壞。圖 2-4 不同退火溫度對鋁機(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

10、性。常見的腐蝕是金屬的氧化。金屬在大氣中，表面總會產(chǎn)生不同程度的氧化現(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，-5精選文庫將避免進(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

11、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)對鋁抗腐蝕性能的影響。鋁的純度對抗腐蝕影響極大。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，其腐蝕速度比 99 998%的高純鋁大 160 倍。硅對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，影響不大，當(dāng)鐵、硅同時存在時，則顯著降低鋁的抗腐蝕性。導(dǎo)電金屬的雜質(zhì)中銅對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%鐵時大 10 倍。(2) 周圍媒質(zhì)條件對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

12、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)的人工時效或自然時效，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

13、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-6精選文庫的強(qiáng)度提高，鋁鎂合金的成分簡單，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01% 的話時，鋁的再結(jié)晶溫度可提高到 320以上，導(dǎo)電率下降 3.5 4%IACS。為減少電阻率的降低，可

14、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，因此鋁锫合金的工作溫度大幅度提高，長期使用溫度為150，短時可達(dá) 180200 。2鋁合金的發(fā)展動態(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)約能量及工時上都取得了很大的效益，但拉制的線材仍需進(jìn)行時效處理后

15、才能進(jìn)行絞制。采用 CHTA工藝解決了這個問題。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

16、) 化學(xué)成分：陰極銅按化學(xué)成分可分為高純陰極銅和標(biāo)準(zhǔn)陰極銅-7精選文庫兩個牌號，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，無污泥、油褥等各種外來物。2) 高純陰極銅表面應(yīng)無硫酸銅；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

17、：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。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 6 10 個樣塊，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，不許用任何潤滑劑，鉆速以樣塊不氧化為宜，表面鉆屑應(yīng)去掉，鉆孔深

18、度應(yīng)大于樣塊厚度的二分之一。將所得的鉆屑混勻，用磁鐵除凈加工時帶入的鐵屑，并縮分至不少于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，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)識好同批陰極銅的進(jìn)貨時間，生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)日期。操作者也要明確陰-8精選文庫極銅的質(zhì)量檢驗(yàn)情況，并將使用的陰極銅按年批次的標(biāo)識，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

19、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20'C 時電導(dǎo)率可達(dá)相對導(dǎo)電而無氧銅的導(dǎo)電率可達(dá) 102%IACS。但有許多因素會顯著影響銅的導(dǎo)電性能，常見的有：(1) 雜質(zhì)對銅導(dǎo)電性的影響在電線電纜制造工藝中，銅作為

20、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)對銅導(dǎo)電性的影響見圖 2-5 。圖 2-5 雜質(zhì)對銅導(dǎo)電性能的影響圖 2-5 表示了銅中所含雜質(zhì)對其導(dǎo)電性的影響。-9精選文庫從圖中可以看出，雜質(zhì)對銅的導(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，氧在銅中可氧化一些雜質(zhì)，銅的導(dǎo)電率略有提高 ( 無氧銅的導(dǎo)

21、電率可達(dá) 102% IACS)，降低了雜質(zhì)對銅電導(dǎo)率的影響；但隨著含氧量增加，氧在銅中的氧化物增多，導(dǎo)電率會顯著下降，增加其冷脆和熱脆性。(2) 冷加工和熱處理對銅導(dǎo)電性的影響銅導(dǎo)線可以經(jīng)拉伸后使用（硬銅線） ，拉伸變形對銅的導(dǎo)電率有一定的影響，當(dāng)變形不大時，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，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 銅的退火溫度對導(dǎo)電率的

22、影響(3) 溫度對銅導(dǎo)電性的影響-10精選文庫銅在熔點(diǎn)以下時，其電阻率隨溫度升高而增大，從固態(tài)到液態(tài)時，出現(xiàn)電阻率的突增。經(jīng)過冷變形的銅材在退火時，導(dǎo)電率得到恢復(fù)。不同退火溫度對硬銅線的導(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)度和伸長率。影響銅機(jī)械性能的因素有：(1) 雜質(zhì)對銅機(jī)械性能的影響一般情況下，外來元素進(jìn)入銅中，均會增加銅的抗拉強(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)入銅是來自熔煉過程中，氧在液態(tài)銅中可無限溶解，而在固態(tài)銅中溶解

23、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，使銅線表面發(fā)毛，易斷裂，同時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，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，析出氫氣泡，產(chǎn)生傲氣孔。氧濃度達(dá)到共晶濃度 (0.39 ) 時，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

24、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) 冷變形對銅機(jī)械性能的影響2經(jīng)過拉伸銅的機(jī)械強(qiáng)度可提高到 450MN/m，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 中表明了玲變形對銅機(jī)械性能的影響。-11精選文庫圖 2-9 退火溫度對銅機(jī)械性能的影響(3) 溫度對銅機(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，抗拉強(qiáng)度急劇下降，在 500 600 時，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，必須避開這個溫度范圍。3 銅的耐蝕性銅的耐

25、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。影響銅耐蝕性的因素有：(1) 大氣對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)多年長期使用后，銅線表面會出現(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，表面生成黑色的氧化銅膜 (Cu0) 。在 300以下時

26、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，銅會強(qiáng)烈氧化，-12精選文庫并使接觸電阻增大，嚴(yán)重時將導(dǎo)致連接處局部燒熔。為防止氧化，必要時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，首次壓力加工量可達(dá) 3040%。但雜質(zhì)對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，會沿晶界面發(fā)生斷裂

27、，因而使銅的熱加工性能變壞，成為熱脆性。因此對銅中雜質(zhì)鉍和鉛的含量應(yīng)嚴(yán)格限制，鉍的含量不得超過 0.0006%，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，對導(dǎo)電率影響不大。電線電纜用銀銅合金通常含銀量為 O.l 0.2%。銀銅合金具有很好的耐磨性、電接觸性、耐蝕性，一般用來制造電車線、通信線以及其它高耐磨性導(dǎo)線。隨著含銀量增加，拉伸