多头拉丝机在汽车线用软铜导体生产中的应用

多头拉丝机在汽车线用软铜导体生产中的应用

陆延静

【摘要】The paper reviewed production process of annealed copper wire for automobile wires, it presented equipments and technological characteristics of the line;it pointed out that multiwire drawing technology deserves to be widely applied in cable industry due to its high efficiency, energy conservation and environmental protection.%文章论述了汽车线用软铜导体的生产工艺以及多头拉丝机设备组成及工艺特点，指出多头拉丝技术是一种高效、节能、环保的工艺技术，在电线电缆行业应广泛采用。

【期刊名称】《有色金属加工》

【年(卷),期】2015(000)004

【总页数】3页(P28-30)

【关键词】多头拉丝机;汽车线;铜导体

【作者】陆延静

【作者单位】中色科技股份有限公司，河南洛阳 471039

【正文语种】中文

【中图分类】TG355

当前，我国虽然已跃居世界第一大电线电缆制造国［1］，但还不是制造强国，产品多以中等及以下技术含量和附加值为主，缺少高附加值产品，如高端汽车线以及

军工、核电、轨道交通、航空航天等特种电缆。开发高效、低耗、高品质和高附加值产品是电线电缆生产企业追求的目标。

汽车线有“汽车神经”之称，是对汽车进行电信号控制的载体，通常被认为是一辆车的中枢神经系统。汽车线在车内电子技术含量和数量，逐渐成为评价汽车性能的一项重要指标。近年来我国汽车工业发展迅猛，2014年我国汽车产量达到近

2400万辆，以一辆汽车需用铜线束约15kg计算，汽车线用铜达360万t，汽车

线产业有着广阔的发展前景。

1 汽车线用软铜导体的生产工艺

汽车线的导体为铜质多芯软线，由多根软铜线通过束绞或单向/单节距绞合而成，

铜线的直径为0.1～0.4mm。汽车线对导线的要求比较严格，要求每盘定长，绞合的导线要具有良好的弯折性和柔韧性，每股线束中任一根线的张力可调。汽车线正在向细线径、轻量化和高耐热方向发展，对生产工艺和生产设备提出了更高的要求。目前汽车线用软铜导体的生产工艺主要有以下两类［2－3］:

(1)采用单头拉丝机生产单芯铜线，后经在线退火或多头管式退火机退火得到软线，再经束线机进行束线。该类工艺中单头拉丝机拉制铜线是在不同时间、不同设备上进行的，其工艺参数如模具、润滑、拉拔力、韧炼温度等很难保持一致，生产的铜线其尺寸、材质、金相结构、力学弹性模量、伸长率等均差别很大。同时，单头铜线绞合成束时需要摆放几十个放线架，费工费力，特别是放线张力难以控制，所以绞合的导体容易断丝少股。该类工艺生产效率低、能耗高，其对设备稳定性、工艺的一致性要求非常严格;

(2)采用多头拉丝机拉伸并经在线退火得到软铜线，再经束线机进行束线。该工艺

是在多头拉丝机上同时进行多根(最多可达42根)导线的拉制、连续退火和收线。

单线可分别收绕在各自的收线盘内，也可将若干根单线收绕在同一收线盘内。由于是在同一时间、同一工艺条件下拉制而成的，经受了相同条件的模具、润滑、拉拔

力和韧炼温度，每根铜线具有相似的尺寸、材质和金相结构，产品质量均一，力学性能和抗弯抗拉性能非常接近。利用这样的铜线绞合成的束线导体质量稳定，加工方便，可保证后续生产电线电缆的高质量和高可靠性，特别适合于批量生产软线、汽车线、电子线、电气安装线、控制电缆等产品。

目前，在欧美等发达国家，多头拉丝工艺已基本取代单头拉丝工艺广泛应用于成品线束的生产，在我国一些具有相当规模的汽车线制造企业也在采用多头拉丝工艺。

2 多头拉丝机设备组成及其工艺特点

2.1 设备组成

目前世界上技术比较先进、产品质量较好、用户较多的多头拉丝机供应商主要有德国尼霍夫公司、意大利菲杰科公司、桑普公司等;我国多头拉丝机供应商主要有永雄、宏泰等。这些设备组成基本相同，均由放线装置、拉丝机、连续退火装置、张力补偿装置和收线装置等组成，如图1所示。

图1 多头拉丝机示意图Fig.1 Layout of a multiwire drawing line

(1)放线装置。用来将铜线从线盘上或线框中引入多头拉丝机，这类装置与单头放

线装置相似;

(2)拉丝机。多头拉丝机是串列式鼓轮结构，以拉制8根线为一个基本单元可依次

组成8头、16头、24头、32头等拉丝机，根据拉制线径要求，拉制道数可在

5～35之间任意选择。同时根据线缆结构的不同要求，也可将多头拉丝机设计为

拉制7根线为一个基本单元，可依次组成7头、14头、21头和28头等拉丝机，一次性拉制7、14、21、28等头数的铜线;

(3)连续退火装置。多数连续退火装置是由预热区、主加热退火区、冷却区和热吹

干区组成。连续退火装置可以同时退火多根铜线，这些铜线都有独立的干燥器，在退火时相互分开，压缩空气切向进入并在干燥腔内产生强烈的湍流，干燥效果较好。根据所处理铜线的线径不同，部分先进的连续退火装置设计了可切换退火段数的退

火装置。当线径小于0.2mm时，采用三段式退火，其中的再加热段保证了铜线的彻底干燥，避免了小线径铜线由于过度冷却而产生冷凝水，防止在收线后由于受潮而造成表面变色。当线径大于0.2mm时，采用两段式退火，能够节能且提高生产效率;

(4)张力补偿装置。用于控制退火装置中铜线的张力，并对收线装置的速度和多头

拉丝机的其他部分进行协调;

(5)收线装置。收线装置可分为动盘收线装置和静盘收线装置。采用动盘收线时，

线盘是连轴一起转动，由电机驱动旋转，而多根铜线平行收绕在线盘上，其轴一般为水平形式。静盘收线时，线盘垂直放置且不旋转，旋转臂将多根铜线绕在线盘上，而线盘则上下移动进行排线，旋转臂每旋转一周，这一组多根铜线自身即随之扭转一次(360°)。选用动盘收线还是静盘收线要根据后道束线工序的结构类型要求来决定。

2.2 多头拉丝工艺的特点

作为已经成熟且在国际上广泛应用的技术，多头拉丝工艺的特点主要体现在提高产品质量、生产效率和降低生产成本上。

2.2.1 提高产品质量

导线的品质因素由延伸率、柔软度和外径的一致性等来评定。采用多头拉丝工艺，由于所有线均是在同一时间内由同一台机器拉出，因此各单线成品外径一致;同一

盘内和各线之间，退火后延伸率的波动范围小于±2%，甚至更低。单线质量的提

高为后续各道工序的生产奠定了良好基础。束线质量由单线延伸率和张力的稳定性决定。采用多头拉丝工艺后，由于多根铜线收绕在一个或两个线盘上，在束线机前采用带驱动的主动式放线装置，并通过张力摆杆自动控制放线速度，因此放线张力稳定。加之各单线的延伸率十分稳定，束出的线束圆整度高、延伸率大、节距稳定且结构紧凑。束线质量的提高使绝缘电缆的质量得以提高，由于束线线芯更为紧凑、