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
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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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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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