【电工峰会】铜排人必看:工艺、质量提升、新技术一一传授

来源:SMM

SMM8月30日讯:在SMM举办的《2019年中国电工材料供需交易峰会》上,华北电力大学能源动力与机械工程学院教授刘东雨对中国铜排生产工艺发展、铜排制造过程中的问题、铜排质量的提升措施、铜排的新要求、铜排的新技术五大方面做出了详细解读。

我国铜排生产工艺发展

——由传统到现代

目前我国铜排生产特点

短流程 、高成品率、环境友好 

采用潜流连体炉熔炼、上引法制无氧铜杆,连续挤压制软排,室温精整拉拔制硬铜排(TMY)

关键技术:熔炼技术、上引技术、挤压技术、精整技术

GB/T 5585.1对铜排的要求

66HB等效74HV等效11.5HRB (ASTM E140)

铜排制造过程中的问题

1. 杆的问题

♦氧含量超标,甚至存在气孔(无氧铜的氧含量≤10ppm)

♦晶粒粗大和疏松

♦冷隔和表面裂纹

♦表面氧化(温度高于100℃,形成黑色氧化铜,温度高于180℃,形成橘红色氧化亚铜,温度高于400℃,加速氧化,且氧化速度随湿度增大而增加)

2. 软排的问题

♦表面气泡和内部气泡

♦划痕和氧化

♦窄边裂纹(大尺寸软排填不满缺陷)

3. 硬铜排的问题

♦铜排氧化(橘红色或黑色)

♦铜排尺寸不匀

♦铜排的表面缺陷(斑点、凹坑、划痕、色差和缺损)

4. 镀锡层问题

♦镀锡层发黑(镀Sn层氧化)

铜排质量的提升措施

1. 上引铜杆质量提升措施

♦净化原料和辅料,降低含氧量(清除铜豆,铜绿;筛选并干燥木炭、石墨片;烘干器具)

♦熔炼中炉口不能露铜,木炭覆盖到位(≥10~15cm),降低含氧量

♦定期清理炉口挂渣,减少夹杂

♦控制铜液温度和温度波动度,降低含氧量,避免消除疏松和冷隔(≤1150℃),温度高,气体含量高,温度低,流动性差

♦严格制杆工艺,控制好结晶器冷却水的温度(进水温度不高于30℃,进出水温差控制在10~15℃)、压力和流量及引杆速度,防止出现空心杆、晶粒粗大和组织疏松以及氧化

♦不定期抽查(氧含量分析,或820℃×20min退火,)

铜液除氧处理和晶粒细化处理

2. 软排质量提升措施

♦消除气泡

控制无氧铜杆氧含量及表面状态(氧化、油污、灰尘和水渍);严禁挤压过程中带入气体(铜杆表面损伤,挤压轮冷却水泄漏,挤压轮凹槽包铜区缺损、起皱,废料带入挤压轮)

♦消除划痕

挤压模具表面抛光,保证定径带的光洁度;变动挤压速度冲掉附着在定径带上的氧化物

♦消除氧化

提高冷却速度,冷却剂中加3~8%酒精,或采用润滑助剂液+水

♦窄边裂纹

提高金属流动性(腔体预热到位,700~800℃×10min,适当加长模具定径带的长度,提高挤压驱动力,

优化挤压参数,控制 再结晶,细化晶粒

3. 铜排质量提升措施

♦控制铜母线软排厚度不均度,减小硬铜排弯曲变形

♦水溶性拉伸油润滑拉伸模具,(减少划伤和擦伤,提高光洁度和精度)

♦拉伸后静置一段时间再码放,避免氧化(温度高于100℃,形成黑色氧化铜;)

♦标准化包装(减少运输中的磕碰伤和静电击伤)

拉拔模具改进和润滑冷却液改进以及自动化检测

4. 镀锡层质量的提高

♦控制Sn的纯度

♦加强电镀锡的冷、热水清洗处理

♦改善存放环境,镀锡干燥后密封

♦增加防氧化膜

铜排的新要求

♦解决回炉料添加问题

♦降低铜排接触电阻问题

♦开发高导电高延伸新型铜排

铜排的新技术

♦铜液除气、除杂技术

♦铜杆、铜带晶粒细化技术

♦铜排光亮技术

♦铜排镀锡层防氧化技术

♦铜排表面钝化处理技术


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