铜包钢培训资料
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除了电镀，前后环节都是围绕拉丝在进行，在拉丝的过程可能会需要热处理。拉丝的控制， 简单来讲是围绕表面质量和连续性两点在做文章，也就是线要光，线不能断。而电镀的控制， 重点是环节与环节间的清洗质量，不管它是在线的还是独立的工艺环节。铜包钢工厂的工艺 和技术，都在这些基本理论上发展着，追求着更高的效率和利润率，这是每个企业的使命。
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基础知识A-4：
• 5．温度如何影响电阻 上面讲到，温度对电阻会有影响，温度越高，电阻越大，反之越小。为了统一评价标准，国际 上通行20℃时的电阻或电阻率或导电率。参照ASTM美国标准，实验结果表明，铜包钢电阻受温度 影响的系数为0.0038/℃，这个系数的使用是为了矫正实验环境下测得的结果。
铜包钢技术培训
西安杰邦科技有限公司
主讲人：平 帅
起 源：
• 铜包钢起源于美国公司COPPERWELD（科普威），网上也能GOOGLE到COPPERPLUS，COPPERHEAD 等类似的公司有铜包钢产品，但COPPERWELD移师中国，以及从TFC AMPHENOL所听到的传言， 美国的COPPERWELD已生存艰难，卖给FUSHI倒也是个好事情。老牌企业韩国ILJIN把铜包钢项 目卖给了老客户SAMATRON，开始专心做光缆方面的产品，而ILKWANG还在高抗拉的艰难中前 行。巴西的COPPERSTEEL实在不能满足当地的需要，随着世界发达国家的污染工业向中国这 个生产工厂的转移，在浙江德清、江苏张家港两地萌发了大批的铜包钢生产厂家。连同包覆 工艺在内，现在在我国，铜包钢的生产基地集中在长三角地区。 根据资料显示，湘潭电缆厂是我国机械部系统当时唯一生产铜包钢导线工厂，生产能力500 吨。哈尔滨电缆厂1992 年初利用热浸涂法生产无氧铜杆的工艺装备开发铜包钢线产品初步 获得成功，拟今后开发生产铜包钢电车线。原电子部主要有三个无线电材料工厂采用电镀法 工艺生产镀锡铜包钢线。汕头电线厂“七五”期间引进西德镀法生产工艺和主要装备，镀锡 铜包钢线年生产能力300 吨；中原无线电材料厂“七五”期间引进美国电镀法生产工艺和装 备，镀锡铜包钢线年生产能力为100 吨，马鞍山无线电材料厂引进国外关键设备，采用电镀 法生产，镀锡铜包钢线年生产能力为150吨。从专利网上的信息来看，江阴金属制品研究所 早在1994年就研发铜包钢的生产工艺，相信这是与法尔胜后来上这个项目多少有关系，张家 港友谊和满城宝山集团成立于1995年，而浙江百川是1997年成立，韶洋成立于1998年，张家 港金鑫和浙北通讯成立于1999年，这些都是领头的企业。
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工艺进化：
• 从采用的工艺来看，这些企业都有差别，高能作为后来人，是在模仿中寻求提高。在粗拉方 面，老企业都采用老的工艺手段，没有在线清洗的高效率粗拉设备，在电镀方面很多是采用 传统工艺，也即氰化预镀及硫酸铜/硫酸主镀，也有公司使用硫酸镍/硫酸预镀如常州金利， 主镀也有公司使用氟硼酸铜/氟硼酸工艺如张家港友谊，百川尝试开发了无氰碱性预镀工艺 以摆脱氰化污染及政策控制的问题。但无论怎样，要将铜离子镀到铁上去，是一定要阻止铁 与铜离子直接发生的氧化还原反应。
•
铁与铜离子直接发生的氧化还原反应，是铁基电镀铜要解决的最基本问题，我们把这个过程 表示为：铁+铜离子==铁离子+铜，表达式为Fe+Cu2+==Fe2++Cu；Fe2+的生成，铁丝本身提供 电子并转化为亚铁离子意味着铁丝的溶解，也就是我们所说的烂丝，这个过程形成的置换铜 层，不涉及电沉积，结合非常薄弱。
公式为： 长度 L 电阻=电阻率 * -------------- 或表示为 R =ρ-----截面积 S 圆面的截面积=圆周率*半径*半径 或表示为 S=π*r*r 或者 S=1/4 *π*D*D （D=2r，表示直径）其中π=3.14159，所以S=0.7854*直径*直径；
如上所讲的，导体的电阻首先是其本身的性质决定的，这个“本身的性质”，我们称为电阻率， 符号是ρ；每个导体都有它的电阻率，我们所熟悉的铜的标准电阻率是17.241Ω*mm2/Km，国际上 称为IACS（国际退火软铜标准）电阻率。 另外，电阻受到温度的影响，下面会提到。
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基础知识A-1：
• 1．欧姆定律和功率公式 欧姆定律是电路的基本公式，表示为： 电压 U 电流 = ------------ 公式为 I = --------- ；这在后面将用于推测电镀设备异常， 电阻 R 以上公式可以变为：电压=电流*电阻 或者 电阻=电压/电流 功率 = 电流 * 电压 公式为 P = I * U 以上公式结合欧姆定律可以变为： 功率=电流*电流*电阻 或者 功率=电压*电压/电阻； 这在后面将用于推测电镀设备的用电消耗情况。 电压标准单位是V（伏特），电流标准单位是A（安培），功率标准单位是W（瓦特），电阻标 准单位是Ω（欧姆） 2．电阻仪的作用 电子直流电阻仪的工作就是应用欧姆定律，对1米长的导体施加一个电压通电，内部有个电流 表，可以测出电流的大小，然后换算成电阻用数字方式显示出来。这个值我们称为米电阻，当然客 户一般提出的是公里电阻要求，这是1000倍的关系，实际操作有时候忽略对误差的矫正。
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案 例：
• 比如现在实验室温度是28℃，那么测到的电阻，假设是72欧姆，肯定比20℃时候的大，因为温度 高了，所以电阻也高了。那么20℃时到底多少，我们要让72变小，就是除以一个大于1的数字， 28℃是高出了8度，所以影响系数是0.0038*8=0.0304，原本是1，现在变为1+0.0304=1.0304，这 就是转换系数，那么可以算出，28℃时的72欧姆，相当于20℃时的72/1.0304=69.88欧姆，所以： 假设A温度下，电阻是R，而20度下电阻是r，那么R=r*[1+(A-20)*0.0038] 我们依据影响系数0.0038/℃专门列出了常见温度的温度系数表，就是为了方便计算，将温度 系数也放入到导电率公式，就得到最终的： 导电率 = 0.017241÷0.7854÷直径÷直径÷米电阻÷温度系数 并联电路的电阻公式为： 分电阻1*分电阻2 R1*R2 并联电阻 = ------------------------------ 表示为 R= ------------------分电阻1+分电阻2 R1+R2 分电阻铜管电阻R1=铜电阻率ρ铜*L/S铜，表示为R1=ρc*L/Sc 分电阻钢芯电阻R2=钢电阻率ρ钢*L/S钢，表示为R2=ρs*L/Ss 假设铜所占面积比为Ac，铜包钢截面积为Scs，则Sc=Ac*Scs；Ss=(1-Ac)Scs
•
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定义分类：
• 铜包钢顾名思义，是铜包着钢丝，因此是钢丝外围包裹铜层的复合线材，它利用低压高频信 号的趋肤效应，在高频区沿表面行走，所以只要铜层厚度达到一定范围，某个频率段的信号 就能被确保传递。铜起到传导弱电信号的作用，钢丝则起到支撑作用。依据铜包裹到钢丝的 不同方法，主要分为电镀、包覆、热铸/浸以及电铸。我公司采用的是电镀工艺，即用电解 电池工作原理的电镀工艺将块状铜板“溶解”然后经电流引导到覆盖在钢丝上。包覆是将铜 带包裹钢丝，在包裹的接口处用氩弧焊焊接；热铸/浸是将铜加热熔化为液体，钢丝穿过后 带出铜液然后冷却凝固；电铸是电镀的特殊应用，在阴模内实现铜的还原聚集，此类工艺尚 不多见。 按照强度的不同，同时参照延伸情况，我们将铜包钢分为： 软态A，半硬态M，硬态HS，超硬态EHS 按照功能不同，我们又将铜包钢分为： 深拉母线，成品线，绞线胚线 在铜包钢的基础上，仍可以进行不同类别的深加工，包括镀锡，镀银，上漆，以及束丝，成 缆，制钉，或者光亮退火编织等。
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基础知识A-3：
• 4．导电率的概念 导电率是一个比值，定义是相对IACS铜标准电阻率的比值，也就是“相当于铜导电的能力的百 分之多少”的概念。符号是γ，表示为： 铜的电阻率 导电率 = --------------------------- * 100% 某材料的电阻率 所以铜的导电率是100%，如果某材料的导电率是50%，说明这个材料的导电性能相当于铜的 一半。 依据电阻，电阻率，截面积，长度的关系，当我们知道一个材料的截面积S，长度L，并能测到 电阻R的时候，通过公式我们可以算出这个材料的电阻率，然后通过比值可以得到导电率，下面是 推算过程： 长度 某材料电阻 = 某材料电阻率 * ----------------截面积 得到： 某材料电阻*截面积 某材料电阻率 = --------------------------------- 测试的时候长度是1米 长度 铜的电阻率 铜的电阻率 * 1米 某材料导电率 = --------------------------------- = ------------------------------------某材料的电阻率 某材料电阻 * 截面积 其中，截面积是圆形，上面讲到是0.7854*直径*直径，这就是为什么有我们平时使用的计算公 式：导电率=0.017241÷0.7854÷直径÷直径÷米电阻。
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基础知识A-2：
• 3．电阻及电阻率 中学物理提到，一根导体的电阻是导体本身的性质决定，另外与导体的长度成正比，与导体的 截面积成反比。电阻顾名思义，是对电流阻挡的能力，这与水渠的道理一样，水渠越长，水流到最 后越难；水渠越宽越大，水流得越容易。
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Biblioteka Baidu
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基本物理性能：
• 铜包钢线作为一种线材，其基本物理性能是我们用眼睛或手或简单测量能观察到的性能，包 括线径，表面质量，应力表现，连续性和密集排线效果。 1．线径按照线材类普遍的国际国内标准，都是控制1%的公差，比如1mm的线，标准公差是 0.01mm； 2．表面质量主要涉及氧化，擦伤，线径的均匀度，圆度。 3．氧化是指铜表面的氧化变质，铜氧化为氧化铜表现为黑色； 4．擦伤是生产及运输过程对表面的碰撞所造成的伤害，通常直接导致线材发毛，变形，污 染，交叉甚至断 裂； 5．线径均匀度是指一卷线材从头到尾的直径的稳定性（通常是拉丝过程模具、排线及设备 本身影响的），如果规律性出现直径的波动，我们称为小波浪，或者竹节，这在通讯线缆生 产中会直接影响成品线的通讯电学性能。 6．圆度是指一段线材在各个方向测量得到的直径数据的稳定性（通过由模具直接影响）， 这在通讯线缆生产中也会影响成品线缆的性能，而且线缆圆度在发泡后被放大，很不美观。 7．应力表现是指一段线材在松弛状态表现出的应力趋势，我们称为弹翘，国外称为CAST EFFECT或者PIGTAIL EFFECT。横向应力表现为成圈的收缩趋势，纵向应力表现为螺旋升高的 趋势； 8．连续性是指一卷线材从头到尾在放线过程的连续程度，如果生产过程接头多，则放线过 程断裂的几率就高，这在通讯线缆生产中会导致客户生产线停顿，废品增多，材料消耗增多 9．密集排线效果主要涉及排线是否均匀有序，是否压线，是否在盘边陷落，这在通讯线缆 生产中由于放线阻力增大造成线材断裂，同样会导致客户生产线停顿及废品增多。
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• 5．温度如何影响电阻 上面讲到，温度对电阻会有影响，温度越高，电阻越大，反之越小。为了统一评价标准，国际 上通行20℃时的电阻或电阻率或导电率。参照ASTM美国标准，实验结果表明，铜包钢电阻受温度 影响的系数为0.0038/℃，这个系数的使用是为了矫正实验环境下测得的结果。
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起 源：
• 铜包钢起源于美国公司COPPERWELD（科普威），网上也能GOOGLE到COPPERPLUS，COPPERHEAD 等类似的公司有铜包钢产品，但COPPERWELD移师中国，以及从TFC AMPHENOL所听到的传言， 美国的COPPERWELD已生存艰难，卖给FUSHI倒也是个好事情。老牌企业韩国ILJIN把铜包钢项 目卖给了老客户SAMATRON，开始专心做光缆方面的产品，而ILKWANG还在高抗拉的艰难中前 行。巴西的COPPERSTEEL实在不能满足当地的需要，随着世界发达国家的污染工业向中国这 个生产工厂的转移，在浙江德清、江苏张家港两地萌发了大批的铜包钢生产厂家。连同包覆 工艺在内，现在在我国，铜包钢的生产基地集中在长三角地区。 根据资料显示，湘潭电缆厂是我国机械部系统当时唯一生产铜包钢导线工厂，生产能力500 吨。哈尔滨电缆厂1992 年初利用热浸涂法生产无氧铜杆的工艺装备开发铜包钢线产品初步 获得成功，拟今后开发生产铜包钢电车线。原电子部主要有三个无线电材料工厂采用电镀法 工艺生产镀锡铜包钢线。汕头电线厂“七五”期间引进西德镀法生产工艺和主要装备，镀锡 铜包钢线年生产能力300 吨；中原无线电材料厂“七五”期间引进美国电镀法生产工艺和装 备，镀锡铜包钢线年生产能力为100 吨，马鞍山无线电材料厂引进国外关键设备，采用电镀 法生产，镀锡铜包钢线年生产能力为150吨。从专利网上的信息来看，江阴金属制品研究所 早在1994年就研发铜包钢的生产工艺，相信这是与法尔胜后来上这个项目多少有关系，张家 港友谊和满城宝山集团成立于1995年，而浙江百川是1997年成立，韶洋成立于1998年，张家 港金鑫和浙北通讯成立于1999年，这些都是领头的企业。
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工艺进化：
• 从采用的工艺来看，这些企业都有差别，高能作为后来人，是在模仿中寻求提高。在粗拉方 面，老企业都采用老的工艺手段，没有在线清洗的高效率粗拉设备，在电镀方面很多是采用 传统工艺，也即氰化预镀及硫酸铜/硫酸主镀，也有公司使用硫酸镍/硫酸预镀如常州金利， 主镀也有公司使用氟硼酸铜/氟硼酸工艺如张家港友谊，百川尝试开发了无氰碱性预镀工艺 以摆脱氰化污染及政策控制的问题。但无论怎样，要将铜离子镀到铁上去，是一定要阻止铁 与铜离子直接发生的氧化还原反应。
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铁与铜离子直接发生的氧化还原反应，是铁基电镀铜要解决的最基本问题，我们把这个过程 表示为：铁+铜离子==铁离子+铜，表达式为Fe+Cu2+==Fe2++Cu；Fe2+的生成，铁丝本身提供 电子并转化为亚铁离子意味着铁丝的溶解，也就是我们所说的烂丝，这个过程形成的置换铜 层，不涉及电沉积，结合非常薄弱。
公式为： 长度 L 电阻=电阻率 * -------------- 或表示为 R =ρ-----截面积 S 圆面的截面积=圆周率*半径*半径 或表示为 S=π*r*r 或者 S=1/4 *π*D*D （D=2r，表示直径）其中π=3.14159，所以S=0.7854*直径*直径；
如上所讲的，导体的电阻首先是其本身的性质决定的，这个“本身的性质”，我们称为电阻率， 符号是ρ；每个导体都有它的电阻率，我们所熟悉的铜的标准电阻率是17.241Ω*mm2/Km，国际上 称为IACS（国际退火软铜标准）电阻率。 另外，电阻受到温度的影响，下面会提到。
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基础知识A-1：
• 1．欧姆定律和功率公式 欧姆定律是电路的基本公式，表示为： 电压 U 电流 = ------------ 公式为 I = --------- ；这在后面将用于推测电镀设备异常， 电阻 R 以上公式可以变为：电压=电流*电阻 或者 电阻=电压/电流 功率 = 电流 * 电压 公式为 P = I * U 以上公式结合欧姆定律可以变为： 功率=电流*电流*电阻 或者 功率=电压*电压/电阻； 这在后面将用于推测电镀设备的用电消耗情况。 电压标准单位是V（伏特），电流标准单位是A（安培），功率标准单位是W（瓦特），电阻标 准单位是Ω（欧姆） 2．电阻仪的作用 电子直流电阻仪的工作就是应用欧姆定律，对1米长的导体施加一个电压通电，内部有个电流 表，可以测出电流的大小，然后换算成电阻用数字方式显示出来。这个值我们称为米电阻，当然客 户一般提出的是公里电阻要求，这是1000倍的关系，实际操作有时候忽略对误差的矫正。
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• 比如现在实验室温度是28℃，那么测到的电阻，假设是72欧姆，肯定比20℃时候的大，因为温度 高了，所以电阻也高了。那么20℃时到底多少，我们要让72变小，就是除以一个大于1的数字， 28℃是高出了8度，所以影响系数是0.0038*8=0.0304，原本是1，现在变为1+0.0304=1.0304，这 就是转换系数，那么可以算出，28℃时的72欧姆，相当于20℃时的72/1.0304=69.88欧姆，所以： 假设A温度下，电阻是R，而20度下电阻是r，那么R=r*[1+(A-20)*0.0038] 我们依据影响系数0.0038/℃专门列出了常见温度的温度系数表，就是为了方便计算，将温度 系数也放入到导电率公式，就得到最终的： 导电率 = 0.017241÷0.7854÷直径÷直径÷米电阻÷温度系数 并联电路的电阻公式为： 分电阻1*分电阻2 R1*R2 并联电阻 = ------------------------------ 表示为 R= ------------------分电阻1+分电阻2 R1+R2 分电阻铜管电阻R1=铜电阻率ρ铜*L/S铜，表示为R1=ρc*L/Sc 分电阻钢芯电阻R2=钢电阻率ρ钢*L/S钢，表示为R2=ρs*L/Ss 假设铜所占面积比为Ac，铜包钢截面积为Scs，则Sc=Ac*Scs；Ss=(1-Ac)Scs
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• 铜包钢顾名思义，是铜包着钢丝，因此是钢丝外围包裹铜层的复合线材，它利用低压高频信 号的趋肤效应，在高频区沿表面行走，所以只要铜层厚度达到一定范围，某个频率段的信号 就能被确保传递。铜起到传导弱电信号的作用，钢丝则起到支撑作用。依据铜包裹到钢丝的 不同方法，主要分为电镀、包覆、热铸/浸以及电铸。我公司采用的是电镀工艺，即用电解 电池工作原理的电镀工艺将块状铜板“溶解”然后经电流引导到覆盖在钢丝上。包覆是将铜 带包裹钢丝，在包裹的接口处用氩弧焊焊接；热铸/浸是将铜加热熔化为液体，钢丝穿过后 带出铜液然后冷却凝固；电铸是电镀的特殊应用，在阴模内实现铜的还原聚集，此类工艺尚 不多见。 按照强度的不同，同时参照延伸情况，我们将铜包钢分为： 软态A，半硬态M，硬态HS，超硬态EHS 按照功能不同，我们又将铜包钢分为： 深拉母线，成品线，绞线胚线 在铜包钢的基础上，仍可以进行不同类别的深加工，包括镀锡，镀银，上漆，以及束丝，成 缆，制钉，或者光亮退火编织等。
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• 4．导电率的概念 导电率是一个比值，定义是相对IACS铜标准电阻率的比值，也就是“相当于铜导电的能力的百 分之多少”的概念。符号是γ，表示为： 铜的电阻率 导电率 = --------------------------- * 100% 某材料的电阻率 所以铜的导电率是100%，如果某材料的导电率是50%，说明这个材料的导电性能相当于铜的 一半。 依据电阻，电阻率，截面积，长度的关系，当我们知道一个材料的截面积S，长度L，并能测到 电阻R的时候，通过公式我们可以算出这个材料的电阻率，然后通过比值可以得到导电率，下面是 推算过程： 长度 某材料电阻 = 某材料电阻率 * ----------------截面积 得到： 某材料电阻*截面积 某材料电阻率 = --------------------------------- 测试的时候长度是1米 长度 铜的电阻率 铜的电阻率 * 1米 某材料导电率 = --------------------------------- = ------------------------------------某材料的电阻率 某材料电阻 * 截面积 其中，截面积是圆形，上面讲到是0.7854*直径*直径，这就是为什么有我们平时使用的计算公 式：导电率=0.017241÷0.7854÷直径÷直径÷米电阻。
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• 3．电阻及电阻率 中学物理提到，一根导体的电阻是导体本身的性质决定，另外与导体的长度成正比，与导体的 截面积成反比。电阻顾名思义，是对电流阻挡的能力，这与水渠的道理一样，水渠越长，水流到最 后越难；水渠越宽越大，水流得越容易。
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基本物理性能：
• 铜包钢线作为一种线材，其基本物理性能是我们用眼睛或手或简单测量能观察到的性能，包 括线径，表面质量，应力表现，连续性和密集排线效果。 1．线径按照线材类普遍的国际国内标准，都是控制1%的公差，比如1mm的线，标准公差是 0.01mm； 2．表面质量主要涉及氧化，擦伤，线径的均匀度，圆度。 3．氧化是指铜表面的氧化变质，铜氧化为氧化铜表现为黑色； 4．擦伤是生产及运输过程对表面的碰撞所造成的伤害，通常直接导致线材发毛，变形，污 染，交叉甚至断 裂； 5．线径均匀度是指一卷线材从头到尾的直径的稳定性（通常是拉丝过程模具、排线及设备 本身影响的），如果规律性出现直径的波动，我们称为小波浪，或者竹节，这在通讯线缆生 产中会直接影响成品线的通讯电学性能。 6．圆度是指一段线材在各个方向测量得到的直径数据的稳定性（通过由模具直接影响）， 这在通讯线缆生产中也会影响成品线缆的性能，而且线缆圆度在发泡后被放大，很不美观。 7．应力表现是指一段线材在松弛状态表现出的应力趋势，我们称为弹翘，国外称为CAST EFFECT或者PIGTAIL EFFECT。横向应力表现为成圈的收缩趋势，纵向应力表现为螺旋升高的 趋势； 8．连续性是指一卷线材从头到尾在放线过程的连续程度，如果生产过程接头多，则放线过 程断裂的几率就高，这在通讯线缆生产中会导致客户生产线停顿，废品增多，材料消耗增多 9．密集排线效果主要涉及排线是否均匀有序，是否压线，是否在盘边陷落，这在通讯线缆 生产中由于放线阻力增大造成线材断裂，同样会导致客户生产线停顿及废品增多。