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铜包铝线的退火工艺

铜包铝线的退火工艺

铜包铝线的退火和铜线一样,消除拉拔后的冷作硬化现象,使扭曲的晶格通过再结晶恢复规则排列而软化。然而,双金属导体的退火工艺与铜铝单质导线的退火有比较明显的差异。

铜线在再结晶温度以上至熔点以下的几百度范围内的任意点上退火都不会出现质量事故,对温度的波动反应不甚敏感;而铜包铝线对炉温限定的比较严格、走线管之间温差不许太大差异。以走线管作加热元件的水封式铜线退火炉,由于其是自热式热源,炉温平衡后各走线管温度场分布不同.最近炉体外侧的走线管总是低于内侧的管温,且设定炉温越高.温差愈大,可达30℃以上。同时走线的同规格导体的退火性能大不相同,当中间排列的走线管的导体合格时,外侧两根管的线却硬、达不到延伸率的指标。

在另外一种情况下,各走线管温度基本一样,走线速度不变、设定的炉温仅仅上下相差20℃时,也会出现不同的结果:在上限时,铜铝合金层很快加厚,导线变脆,延伸率明显降低;设在下限时.导线的延伸率增加得很少、不明显。这足以证明铜包铝线对温度反应很敏感、适应退火所设定的炉温幅度较窄。

铜包铝线在包铜皮及拉伸过程中、由于受挤压力和由此塑变产生温度的作用下,在双金属的界面上已形成了约< 0.01 mm 厚的铜铝共晶体合金层。该合金的熔点是548℃,低于两种单质金属的熔点。铜和铝的退火本应设定在548℃ 以下.以免铜铝合金的熔化增大.似乎更安全些。为增加铜铝界面的结合强度、还须适当加厚合金层的厚度达到0.02 mm 左右,因此,实际运行中炉温设定在548℃以上.不过在超过合金熔点以上的炉温运行时,不能让导体在走线管内停留时间过长,否则会导致合金层加厚过大,严重的可使铜包铝线全部熔化甚至堵塞走线管。

导体的软化与否取决于双金属各自是否都达到了再结晶温度,关键因素有两个,即在走线管内通过的时间和被加热的状态.这对合理确定工艺参数有直接关系。铝的再结晶温度是100℃,铜是270℃,铜铝合金形成共晶体的温度是548℃,因此实际操作运行时,炉温往往设定在:550℃~ 600℃,同时还要使导体圆截面每一点都能达到再结晶温度,就须有一定的热量传递时间。两种金属的导热率有差异,铜是0.923 cal/cm ·s·C,铝是0.52 cal/cm·s·C,铜的传热速度几乎比铝快l倍,且铜在外表铝在内心,热量由外传向心层。因此,走线速度(亦在炉管内时间)通常是相同截面铜线的一半。

铜包铝线的退火炉温一般控制在600℃以下,走线速度视导体截面大小而定。由于相对铜线的退火温低,在进水槽冷却时产生的蒸汽量少.不时地出现氧化现象,为增加蒸汽量和提高蒸汽的密度,水槽的温度不应过低,一般应控制在70℃左右;同时进线端的导体套一定要套到走线管上,用以缩小水蒸汽出口截面,缓解入口处蒸汽的被动,使导体处于稳定预热状态,提高软化效果。

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