铜合金线材表面裂纹形成原因及解决办法

铜合金线材表面裂纹形成原因及解决办法
现象：在铜及铜合金线的实际生产过程中，铜线坯杆、半成品或者成品表面经常会有裂纹的现象，表面裂纹的存在往往会造成后道加工困难（频繁断线）、产品性能无法达标、表面质量不符合客户的要求。

一旦线材表面有裂纹，通过后道加工消除，是比较困难的。

铜线常见的裂纹形成主要有以下几种：
1、熔铸裂纹：上引生产工艺不当，生产的坯杆表面就有裂纹。

2、刨皮裂纹：坯杆拉丝刨皮量过大，造成产出的线材表面有裂纹。

3、模眼裂纹：拉伸模具内侧有缺陷，造成产出的线材表面有裂纹。

4、配模裂纹：拉丝配模不当，造成产出的线材表面有裂纹。

5、磨损裂纹：拉丝过线轮、电极轮或拉丝收线卷筒表面严重磨损，造成产出
的线材表面有裂纹。

另外拉丝过程中，铜线不在正常轨道，和设备其他部位产生了接触，会产生轻微的划痕甚至是裂纹。

一、熔铸裂纹
铸造温度过高，坯杆表面会出现裂纹
例如H63 （Cu含量：64±0.5%，其余为Zn）铸造温度在1055℃以上、牵引速度2.1mm/min生产时， 8.0坯杆表面容易形成裂纹。

原因是铸造温度过高，坯杆冷却表面至内部的温度梯度大，偏析严重；在坯杆冷却凝固的末期，当结晶骨架已经形成并开始线收缩后，由于牵引速度相对过快，因收缩受阻而产生的应力或塑性变形超过了H63在该铸造温度的强度极限或延伸率，导致了裂纹的形成。

解决办法：（1）治本不治本的方法：若现有的铸造温度（1055℃以上）没有改变，只能尝试着调低牵引速度，直至坯杆表面没有裂纹产生为止。

这样往往使得牵引
速度变得很低，大大降低了当天产能而且增加了能耗，是不利于工厂大批量生产的。

（2）治标治本的方法：是选择最佳的铸造温度。

生产上一般取液相点的
1.05~1.13倍温度作为铜合金的铸造温度，因此，准确定好铸造温度，通过调试其他参数（如牵引速度、冷却水温差、反推量、反推时间和节距）达到最佳配合，就能从根本上杜绝裂纹的产生。

二、刨皮裂纹
熔铸的坯杆表面有竹节，所以需要在倒拉机上拉拔、刨掉表面的竹节层，以使得线材表面光滑。

若拉丝刀模选择不好，刨皮量过大，线材表面往往会有裂纹。

原因是刨皮过厚，模具内金属变形流动产生的阻力大，线材表面受到的各向应力难以达到平衡。

解决办法：实际生产中，要选择匹配度最佳的刀模和拉伸模，严格控制刨皮量大小。

三、模眼裂纹
拉丝模具内侧有裂纹、磨损或划痕，眼模进角不合理等。

拉丝过程中，金属流动不均匀，容易出现中央爆裂的现象。

中央爆裂：表面有明显的裂纹，断线处从铜线的中心部位断裂，一端表现为尖锥，另一端是尖锐的孔洞。

解决办法：（1）定期检查模具眼模的变形角，磨损多的立即更换。

（2）定期检查拉丝油的浓度、PH值、温度和导电率，发现异常及时处理。

（3）使用过的模具，必须及时清理掉模眼内的铜粉和其他脏物，避免堵塞模孔。

（4）定期检查拉丝机内的塔轮、模座，磨损严重时及时更换。

四、配模裂纹
对于一些黄铜，如上面讲到的H63,，若拉丝配模不当：加工变形量过大、和设备塔轮拉力不匹配，拉丝过程中，线材受力畸形，表面容易产生裂纹。

当然，这和它的生产工艺流程也有直接的关系（如拉丝进线尺寸和产出尺寸就限制了配模的道次）。

解决办法：（1）道次加工变形量不宜过大，选择恰当的配模方式。

（2）定期维护保养设备、保证拉丝机内的塔轮运转正常稳定。

五、磨损裂纹
（1）比较典型的是拉丝退火时，线材在镍带表面上打火而被刮出裂纹。

（2）收线卷筒和压线轮磨损严重，线材受到的拉力和压力异常。

解决办法：及时更换不光滑的退火镍带、更换收线机上磨损的压线轮和磨损严重的收线卷筒。