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铜导体材质特性的测试及其对电力电缆电气性能的影响(二)
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铜导体材质特性的测试及其对电力电缆电气性能的影响(二)
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铜导体材质特性的测试及其对电力电缆电气性能的影响(二)
铜导体材质特性的测试及其对电力电缆电气性能的影响(二)毕业论文范文介绍开始:
目前我国已成为世界第一线缆制造大国,年产能达4500万千米,在国际线缆领域具有举足轻重的影响[14]。对于我国电缆行业而言,目前面临优化产业结构、提高电缆品质,来适应电力、电子、通讯行业技术升级,不断开拓新型电缆品种将成为我国电缆行业做大做强的主旋律,同时也是带动铜及铜合金线材消费及品种、质量升级的重要领域。
二、国内外研究的技术现状分析:
随着电缆行业在国内迅猛发展,国内已经逐步开始从直接引进外国技术和设备,向自主研究电缆导体结构、材质特性方向发展。江西铜业集团公司铜材有限公司肖洪亮和危利民对铜杆表面铜粉的形成机理及关键控制环节做过阐述,他们结合多年生产实践经验,通过对连铸连轧铜杆表面铜粉的形成机理进、行研究和分析,总结出了铜杆表面铜粉含量控制的关键环节。研究表明,连铸连轧铜杆表面铜粉的关键控制环节主要是铸坯表面质量控制及轧制、清洗过程的控制[15]。
铜中的氧对铜线各种性能的影响一直受到人们的关注,国外有专家对铜杆再结晶进行专门研究。据H.pops和J.Holloman研究,随着含氧量的增加,铜杆再结晶温度呈线性的下降[16]。低氧铜的氧与杂质元素形成氧化物,使杂质元素从铜的固熔体分离出来,从而降低了有害杂质元素对退火温度、导体电阻与回弹的影响。而无氧铜由于氧含量低,杂质元素依然以固溶形式和生成弥散析出相存于铜中[17]。导致无氧铜的退火温度比低氧铜高。
无氧铜杆中含氧量超标,铜杆容易变脆,延伸率下降,拉伸式要断口显暗红色,结晶组织疏松。当氧含量超过8μg/g时,工艺性能变差,表现为铸造及拉伸过程中断杆及断
线率急剧增高。这是由于氧能与铜生成Cu2O脆性相,形成Cu-Cu2O共晶体,以网状组织分布在晶界上。这种脆性相硬度高,在冷变形时将与铜基体脱离,导致铜杆的机械性能下降,在后续加工中容易造成断裂现象[18]。据相关资料[19],当[H]超过0.6μg/g时,工艺性能变差,表现为铸造及拉伸过程中断杆及断线率急剧增高
国内部分专家和学者已经深入研究了铜导体的显微组织。低氧铜中的氧,以氧化铜状态存在于晶粒边界附近,这对低氧韧铜杆而言可以说是常见的,无氧铜却很少见;无氧铜中的氧化铜以杂质形式在晶界间出现,这对材料的韧性产生了负面影响,但是无氧铜的组织是均匀的单相组织而对韧性有利[16]。
三、课题所使用的主要仪器
本课题对铜导体材质氧含量的检定主要使用ON-900型氧氮分析仪见图1。
图1 ON-900氧氮分析仪
对铜导体电阻的测量主要使用RT50型直流电阻检测仪见图2。
图2 RT50直流电阻检测仪
对铜导体金相显微组织的观察主要使用4XC型金相显微镜见图3。
图3 4XC型金相显微镜
四、 生产过程中工艺的优化及改进
日常生产过程中使用的汽车用电线、电脑连接线、仪器连接线和电磁线等由于其直径较小,对铜杆的综合性能要求较高。在再拉实践中,铜杆生产表面虽然光亮但到拉丝工序时经常出现断线见图4,成品电阻高等缺陷,严重影响了拉丝生产效率和产品信誉。
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