常用退火方法和退火

2 热管式退火炉
热管式退火炉 也是比较传统的 退火工艺，其设 备的结构示意图 如图2所示。它 主要有：不锈钢 管、加热棒、测 温热电偶、冷却
水及导轮组成。
导轮 放线盘
加热棒
退火不锈钢管 导轮
收线盘
冷却水
图2 管道式退火炉结构示意图
2 热管式退火炉
• 2.1 优点：技术简单，设备简陋，设备投资低， 对操作人员要求低，能够实现多头退火。
4. 接触式水银传输大电流式退火机
• 4.2 缺点：该退火机最大的缺陷是水银对环境的污染。如图6所示，1 号水银槽在空气中，当上千安培的大电流通过水银时，一部分水银会 变成水银蒸汽，即使采取了一定的密封措施仍有一定量的水银蒸汽挥 发在空气中，产生空气污染；2号水银槽在冷却水中，由于冷却水与 水银相接触，因此对冷却水产生污染，有的用户把冷却水直接排入下 水道，必然对地下水产生极大污染；按照国家环保标准，水银的如此 污染是绝对不能允许的。其次，虽然水银传输电流的阻力比电刷传输 电流小，但是其产生的阻力仍然会使退火线径的变化超出公差范围。 另外，在水银中转动的铜轮与水银之间产生打火现象，该铜轮会被电 火花灼伤的象齿轮一样。
常用的几种退火方法和退火 工艺比较
• 摘要：系统的分析了真空退火炉、热管式 管道退火炉、接触式退火炉以及感应式退 火炉的工作原理和系统组成。比较了它们 各自的优缺点，通过分析表明：感应式退 火机在这些常用的退火工艺中，是性价比 最高的退火装置。列出了感应式退火机系 列的十二种型号的技术参数，并附带了感 应式退火机的常用配置方案。
铜导体为什么需要退火软化处理？
• 电线电缆导体经冷拔加工后，均存在硬化现象， 抗拉强度和屈服强度明显增加，塑性和韧性普遍 降低，伸长率的变化尤为显著。欲消除冷拔硬化 现象，提高延伸率，就必须进行退火处理，以消 除内部应力及缺陷，使之恢复到冷加工前的物理 及机械性能。如铜导体经550℃退火处理后，导 线柔软，不易被拉断。同时，导体的电阻率降低 约2.1％，减小了线路损耗。因此，退火软化是电 线电缆及漆包线生产过程的主要环节之一。
• 3.2 缺点：电刷和电极轮间、电极轮和导线间会出现打火， 影响导线表面质量；由于靠电刷传输电流，电极轮的阻力 大，退火导线会拉细，线径得不到保障；电极轮与退火导 线间有相对运动，因此导轮磨损大。即使电极轮增加了动 力驱动，线速度的同步问题仍是难题。
• 3.3 建议：采用直流电机或变频调速系统作动力驱动，加 装储线器来补偿线速度的不同步。最好更换感应式退火机。 感应式退火机阻力很小，不需要动力驱动。
4. 接触式水银传输大电流式退火机
图5为接触式水银传输大电流式退火机结构示意图，图6为水银传输大 电流的原理图。图4和图6的唯一区别是：图4是用电刷传输退火电流， 图6是用水银传输退火电流。
1
电极轮
退火管 电极轮
冷却水
2
放线盘 收线盘
图5 接触式水银传输大电流退火机
水银
电
极
水银槽
轮
可 调 压
退
轴
火
承
管
电
源
电 极 轮
图6 Fra Baidu bibliotek触式水银传输大电流原理
4. 接触式水银传输大电流式退火机
• 4.1 优点：与接触式电刷传输退火电流相比， 阻力有较大的减少；与真空炉和管道炉相 比，能耗有了较大的降低；由于水银导电 不如电刷导电的接触电阻小，因而水银传 输电流比电刷传输电流的能耗稍大。但设 备制造成本相对低一些。
抽气嘴
气压表
统的退火工艺，其设 真空罐
热电偶
备的结构示意图如图
1所示。它主要有：
真空罐、井式加热系
统组成。真空罐的顶 加热丝
部为一个可以打开的
盖，在盖上有抽真空
的接口、气压表、测
温热电偶、密封橡胶
垫、固定螺栓等组成。
图1 真空退火炉结构示意图
地面 井式炉 电缆盘
1 真空退火炉
1.1优点：技术简单，设备简陋，设备投资 低，对操 作 人员要求低。
1
电极轮
退火管 电极轮
冷却水
变压器 可 调 压 电 源
电 极 轮
电轴 刷承
退 火 管
2 放线盘
收线盘
图3 接触式电刷传输大电流退火机
电 极 轮
图4 接触式电刷传输大电流原理
3 接触式电刷传输大电流退火机
• 3.1 优点：比较节能；实现了高速连续退火；导体的柔软 度比较均匀；退火电压可以跟踪退火速度。
• 2.2 缺点：耗电量大，退火一吨铜丝耗电在225度 电以上；无法实现退火速度自动跟踪；穿线麻烦， 设备庞大。
• 2.3 建议：由于能耗大，生产成本高，产品竞争 能力低，建议尽快淘汰，采用新技术。
3 接触式电刷传输大电流退火机
接触式电刷传输大电流退火机，是我国上世纪五十年代从前 苏联引进的技术。退火机的工作原理如图3所示。图4为接触 式电刷传输大电流原理。
4. 接触式水银传输大电流式退火机
• 4.2 建议：从健康和环保的长远利益考虑， 应选择安全、节能、可靠、运行成本低、 综合性能价格比高的设备。
5．感应式退火炉
图7为感应式退火机工作原理示意图。它主要有感 应电源、感应圈、导轮1、导轮2等组成。
导轮
1
放线盘
感应
感
电源
应
圈
2 导轮
收线盘
图7 感应式退火机工作原理图
1.2缺点：耗电量大，退火一吨铜丝耗电在230度电以 上；生产工艺不稳定，一旦漏气全炉均会氧化变色； 真空炉内的上下、左右温度不均匀，会出现内外电 线软硬不均，更有甚者，还会出现电线粘连现象； 不能在线连续退火，且退一罐线的周期太长。
1.3 建议：由于真空退火炉工艺落后，能耗大，产品 质量不稳定，生产成本高，市场竞争能力低，建议 尽快淘汰真空退火炉。
常用的退火方法和工艺有：（1）真空退火 炉；（2）热管式退火炉；（3）接触式大电 流退火炉；（4）感应式退火炉。其中，接 触式大电流退火炉又分为电刷传输电流式退 火炉和水银传输电流式退火炉。下面逐一分 析这几种退火方法和工艺的优缺点，以便于 用户在选择退火设备时作参考。
1 真空退火炉
真空退火炉是比较传
5．感应式退火炉
• 5.1 优点：由于采用感应电流加热退火，不需要 电刷或水银传输退火电流，因而传输路径的阻力 很小，退火导线不会被拉细；退火速度高；退火 效率高，节能明显，退火一吨铜线材，耗电不足 真空退火炉和管道式退火炉的一半；该设备既可 以与各种拉丝机配套使用，也可以与挤塑机配套 使用，还可以与复绕机配套使用；对环境不产生 任何污染；结构简单；安装方便，操作简单。