銅包鋼技術(shù)培訓(xùn)資料

銅包鋼技術(shù)培訓(xùn)西安杰邦科技主講人：平帥起源：銅包鋼起源于美國(guó)公司COPPERWELD〔科普威〕，網(wǎng)上也能GOOGLE到COPPERPLUS，COPPERHEAD等類似的公司有銅包鋼產(chǎn)品，但COPPERWELD移師中國(guó)，以及從TFCAMPHENOL所聽到的傳言，美國(guó)的COPPERWELD已生存艱難，賣給FUSHI倒也是個(gè)好事情。老牌企業(yè)韓國(guó)ILJIN把銅包鋼工程賣給了老客戶SAMATRON，開始專心做光纜方面的產(chǎn)品，而ILKWANG還在高抗拉的艱難中前行。巴西的COPPERSTEEL實(shí)在不能滿足當(dāng)?shù)氐男枰?，隨著世界興旺國(guó)家的污染工業(yè)向中國(guó)這個(gè)生產(chǎn)工廠的轉(zhuǎn)移，在浙江德清、江蘇張家港兩地萌發(fā)了大批的銅包鋼生產(chǎn)廠家。連同包覆工藝在內(nèi)，現(xiàn)在在我國(guó)，銅包鋼的生產(chǎn)基地集中在長(zhǎng)三角地區(qū)。根據(jù)資料顯示，湘潭電纜廠是我國(guó)機(jī)械部系統(tǒng)當(dāng)時(shí)唯一生產(chǎn)銅包鋼導(dǎo)線工廠，生產(chǎn)能力500噸。哈爾濱電纜廠1992年初利用熱浸涂法生產(chǎn)無氧銅桿的工藝裝備開發(fā)銅包鋼線產(chǎn)品初步獲得成功，擬今后開發(fā)生產(chǎn)銅包鋼電車線。原電子部主要有三個(gè)無線電材料工廠采用電鍍法工藝生產(chǎn)鍍錫銅包鋼線。汕頭電線廠“七五〞期間引進(jìn)西德鍍法生產(chǎn)工藝和主要裝備，鍍錫銅包鋼線年生產(chǎn)能力300噸；中原無線電材料廠“七五〞期間引進(jìn)美國(guó)電鍍法生產(chǎn)工藝和裝備，鍍錫銅包鋼線年生產(chǎn)能力為100噸，馬鞍山無線電材料廠引進(jìn)國(guó)外關(guān)鍵設(shè)備，采用電鍍法生產(chǎn)，鍍錫銅包鋼線年生產(chǎn)能力為150噸。從專利網(wǎng)上的信息來看，江陰金屬制品研究所早在1994年就研發(fā)銅包鋼的生產(chǎn)工藝，相信這是與法爾勝后來上這個(gè)工程多少有關(guān)系，張家港友誼和滿城寶山集團(tuán)成立于1995年，而浙江百川是1997年成立，韶洋成立于1998年，張家港金鑫和浙北通訊成立于1999年，這些都是領(lǐng)頭的企業(yè)。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.工藝進(jìn)化：從采用的工藝來看，這些企業(yè)都有差異，高能作為后來人，是在模仿中尋求提高。在粗拉方面，老企業(yè)都采用老的工藝手段，沒有在線清洗的高效率粗拉設(shè)備，在電鍍方面很多是采用傳統(tǒng)工藝，也即氰化預(yù)鍍及硫酸銅/硫酸主鍍，也有公司使用硫酸鎳/硫酸預(yù)鍍?nèi)绯Ｖ萁鹄麇円灿泄臼褂梅鹚徙~/氟硼酸工藝如張家港友誼，百川嘗試開發(fā)了無氰堿性預(yù)鍍工藝以擺脫氰化污染及政策控制的問題。但無論怎樣，要將銅離子鍍到鐵上去，是一定要阻止鐵與銅離子直接發(fā)生的氧化復(fù)原反響。鐵與銅離子直接發(fā)生的氧化復(fù)原反響，是鐵基電鍍銅要解決的最根本問題，我們把這個(gè)過程表示為：鐵+銅離子==鐵離子+銅，表達(dá)式為Fe+Cu2+==Fe2++Cu；Fe2+的生成，鐵絲本身提供電子并轉(zhuǎn)化為亞鐵離子意味著鐵絲的溶解，也就是我們所說的爛絲，這個(gè)過程形成的置換銅層，不涉及電沉積，結(jié)合非常薄弱。除了電鍍，前后環(huán)節(jié)都是圍繞拉絲在進(jìn)行，在拉絲的過程可能會(huì)需要熱處理。拉絲的控制，簡(jiǎn)單來講是圍繞外表質(zhì)量和連續(xù)性兩點(diǎn)在做文章，也就是線要光，線不能斷。而電鍍的控制，重點(diǎn)是環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)間的清洗質(zhì)量，不管它是在線的還是獨(dú)立的工藝環(huán)節(jié)。銅包鋼工廠的工藝和技術(shù)，都在這些根本理論上開展著，追求著更高的效率和利潤(rùn)率，這是每個(gè)企業(yè)的使命。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.定義分類：銅包鋼顧名思義，是銅包著鋼絲，因此是鋼絲外圍包裹銅層的復(fù)合線材，它利用低壓高頻信號(hào)的趨膚效應(yīng)，在高頻區(qū)沿外表行走，所以只要銅層厚度到達(dá)一定范圍，某個(gè)頻率段的信號(hào)就能被確保傳遞。銅起到傳導(dǎo)弱電信號(hào)的作用，鋼絲那么起到支撐作用。依據(jù)銅包裹到鋼絲的不同方法，主要分為電鍍、包覆、熱鑄/浸以及電鑄。我公司采用的是電鍍工藝，即用電解電池工作原理的電鍍工藝將塊狀銅板“溶解〞然后經(jīng)電流引導(dǎo)到覆蓋在鋼絲上。包覆是將銅帶包裹鋼絲，在包裹的接口處用氬弧焊焊接；熱鑄/浸是將銅加熱熔化為液體，鋼絲穿過后帶出銅液然后冷卻凝固；電鑄是電鍍的特殊應(yīng)用，在陰模內(nèi)實(shí)現(xiàn)銅的復(fù)原聚集，此類工藝尚不多見。按照強(qiáng)度的不同，同時(shí)參照延伸情況，我們將銅包鋼分為：軟態(tài)A，半硬態(tài)M，硬態(tài)HS，超硬態(tài)EHS按照功能不同，我們又將銅包鋼分為：深拉母線，成品線，絞線胚線在銅包鋼的根底上，仍可以進(jìn)行不同類別的深加工，包括鍍錫，鍍銀，上漆，以及束絲，成纜，制釘，或者光亮退火編織等。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.根本物理性能：銅包鋼線作為一種線材，其根本物理性能是我們用眼睛或手或簡(jiǎn)單測(cè)量能觀察到的性能，包括線徑，外表質(zhì)量，應(yīng)力表現(xiàn)，連續(xù)性和密集排線效果。1．線徑按照線材類普遍的國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，都是控制1%的公差，比方1mm的線，標(biāo)準(zhǔn)公差是0.01mm；2．外表質(zhì)量主要涉及氧化，擦傷，線徑的均勻度，圓度。3．氧化是指銅外表的氧化變質(zhì)，銅氧化為氧化銅表現(xiàn)為黑色；4．擦傷是生產(chǎn)及運(yùn)輸過程對(duì)外表的碰撞所造成的傷害，通常直接導(dǎo)致線材發(fā)毛，變形，污染，交叉甚至斷裂；5．線徑均勻度是指一卷線材從頭到尾的直徑的穩(wěn)定性〔通常是拉絲過程模具、排線及設(shè)備本身影響的〕，如果規(guī)律性出現(xiàn)直徑的波動(dòng)，我們稱為小波浪，或者竹節(jié)，這在通訊線纜生產(chǎn)中會(huì)直接影響成品線的通訊電學(xué)性能。6．圓度是指一段線材在各個(gè)方向測(cè)量得到的直徑數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性〔通過由模具直接影響〕，這在通訊線纜生產(chǎn)中也會(huì)影響成品線纜的性能，而且線纜圓度在發(fā)泡后被放大，很不美觀。7．應(yīng)力表現(xiàn)是指一段線材在松弛狀態(tài)表現(xiàn)出的應(yīng)力趨勢(shì)，我們稱為彈翹，國(guó)外稱為CASTEFFECT或者PIGTAILEFFECT。橫向應(yīng)力表現(xiàn)為成圈的收縮趨勢(shì)，縱向應(yīng)力表現(xiàn)為螺旋升高的趨勢(shì)；8．連續(xù)性是指一卷線材從頭到尾在放線過程的連續(xù)程度，如果生產(chǎn)過程接頭多，那么放線過程斷裂的幾率就高，這在通訊線纜生產(chǎn)中會(huì)導(dǎo)致客戶生產(chǎn)線停頓，廢品增多，材料消耗增多9．密集排線效果主要涉及排線是否均勻有序，是否壓線，是否在盤邊陷落，這在通訊線纜生產(chǎn)中由于放線阻力增大造成線材斷裂，同樣會(huì)導(dǎo)致客戶生產(chǎn)線停頓及廢品增多。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.根底知識(shí)A-1：1．歐姆定律和功率公式歐姆定律是電路的根本公式，表示為：電壓U電流=------------公式為I=---------；這在后面將用于推測(cè)電鍍?cè)O(shè)備異常，電阻R以上公式可以變?yōu)椋弘妷?電流*電阻或者電阻=電壓/電流功率=電流*電壓公式為P=I*U以上公式結(jié)合歐姆定律可以變?yōu)椋汗β?電流*電流*電阻或者功率=電壓*電壓/電阻；這在后面將用于推測(cè)電鍍?cè)O(shè)備的用電消耗情況。電壓標(biāo)準(zhǔn)單位是V〔伏特〕，電流標(biāo)準(zhǔn)單位是A〔安培〕，功率標(biāo)準(zhǔn)單位是W〔瓦特〕，電阻標(biāo)準(zhǔn)單位是Ω〔歐姆〕2．電阻儀的作用電子直流電阻儀的工作就是應(yīng)用歐姆定律，對(duì)1米長(zhǎng)的導(dǎo)體施加一個(gè)電壓通電，內(nèi)部有個(gè)電流表，可以測(cè)出電流的大小，然后換算成電阻用數(shù)字方式顯示出來。這個(gè)值我們稱為米電阻，當(dāng)然客戶一般提出的是公里電阻要求，這是1000倍的關(guān)系，實(shí)際操作有時(shí)候忽略對(duì)誤差的矯正。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.根底知識(shí)A-2：3．電阻及電阻率中學(xué)物理提到，一根導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，另外與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的截面積成反比。電阻顧名思義，是對(duì)電流阻擋的能力，這與水渠的道理一樣，水渠越長(zhǎng)，水流到最后越難；水渠越寬越大，水流得越容易。公式為：長(zhǎng)度L電阻=電阻率*--------------或表示為R=ρ------截面積S圓面的截面積=圓周率*半徑*半徑或表示為S=π*r*r或者S=1/4*π*D*D〔D=2r，表示直徑〕其中π=3.14159，所以S=0.7854*直徑*直徑；如上所講的，導(dǎo)體的電阻首先是其本身的性質(zhì)決定的，這個(gè)“本身的性質(zhì)〞，我們稱為電阻率，符號(hào)是ρ；每個(gè)導(dǎo)體都有它的電阻率，我們所熟悉的銅的標(biāo)準(zhǔn)電阻率是17.241Ω*mm2/Km，國(guó)際上稱為IACS〔國(guó)際退火軟銅標(biāo)準(zhǔn)〕電阻率。另外，電阻受到溫度的影響，下面會(huì)提到。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.根底知識(shí)A-3：4．導(dǎo)電率的概念導(dǎo)電率是一個(gè)比值，定義是相對(duì)IACS銅標(biāo)準(zhǔn)電阻率的比值，也就是“相當(dāng)于銅導(dǎo)電的能力的百分之多少〞的概念。符號(hào)是γ，表示為：銅的電阻率導(dǎo)電率=---------------------------*100%某材料的電阻率所以銅的導(dǎo)電率是100%，如果某材料的導(dǎo)電率是50%，說明這個(gè)材料的導(dǎo)電性能相當(dāng)于銅的一半。依據(jù)電阻，電阻率，截面積，長(zhǎng)度的關(guān)系，當(dāng)我們知道一個(gè)材料的截面積S，長(zhǎng)度L，并能測(cè)到電阻R的時(shí)候，通過公式我們可以算出這個(gè)材料的電阻率，然后通過比值可以得到導(dǎo)電率，下面是推算過程：長(zhǎng)度某材料電阻=某材料電阻率*-----------------截面積得到：某材料電阻*截面積某材料電阻率=---------------------------------測(cè)試的時(shí)候長(zhǎng)度是1米長(zhǎng)度銅的電阻率銅的電阻率*1米某材料導(dǎo)電率=---------------------------------=-------------------------------------某材料的電阻率某材料電阻*截面積其中，截面積是圓形，上面講到是0.7854*直徑*直徑，這就是為什么有我們平時(shí)使用的計(jì)算公式：導(dǎo)電率=0.017241÷0.7854÷直徑÷直徑÷米電阻。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.根底知識(shí)A-4：5．溫度如何影響電阻上面講到，溫度對(duì)電阻會(huì)有影響，溫度越高，電阻越大，反之越小。為了統(tǒng)一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上通行20℃時(shí)的電阻或電阻率或?qū)щ娐?。參照ASTM美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，銅包鋼電阻受溫度影響的系數(shù)為0.0038/℃，這個(gè)系數(shù)的使用是為了矯正實(shí)驗(yàn)環(huán)境下測(cè)得的結(jié)果。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.案例：比方現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室溫度是28℃，那么測(cè)到的電阻，假設(shè)是72歐姆，肯定比20℃時(shí)候的大，因?yàn)闇囟雀吡?，所以電阻也高了。那?0℃時(shí)到底多少，我們要讓72變小，就是除以一個(gè)大于1的數(shù)字，28℃是高出了8度，所以影響系數(shù)是0.0038*8=0.0304，原本是1，現(xiàn)在變?yōu)?+0.0304=1.0304，這就是轉(zhuǎn)換系數(shù)，那么可以算出，28℃時(shí)的72歐姆，相當(dāng)于20℃時(shí)的72/1.0304=69.88歐姆，所以：假設(shè)A溫度下，電阻是R，而20度下電阻是r，那么R=r*[1+(A-20)*0.0038]我們依據(jù)影響系數(shù)0.0038/℃專門列出了常見溫度的溫度系數(shù)表，就是為了方便計(jì)算，將溫度系數(shù)也放入到導(dǎo)電率公式，就得到最終的：導(dǎo)電率=0.017241÷0.7854÷直徑÷直徑÷米電阻÷溫度系數(shù)并聯(lián)電路的電阻公式為：分電阻1*分電阻2R1*R2并聯(lián)電阻=------------------------------表示為R=-------------------分電阻1+分電阻2R1+R2分電阻銅管電阻R1=銅電阻率ρ銅*L/S銅，表示為R1=ρc*L/Sc分電阻鋼芯電阻R2=鋼電阻率ρ鋼*L/S鋼，表示為R2=ρs*L/Ss假設(shè)銅所占面積比為Ac，銅包鋼截面積為Scs，那么Sc=Ac*Scs；Ss=(1-Ac)Scs西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.案例：代入公式得到：

ρc*Lρs*L-----------------*-------------------Ac*Scs(1-Ac)ScsR=----------------------------------------------------------ρc*Lρs*L----------------+------------------Ac*Scs(1-Ac)Scs簡(jiǎn)化以上公式得到銅包鋼并聯(lián)導(dǎo)體的總電阻：

ρc

R=--------------------------------------------*L[Ac+(1-Ac)*ρc/ρs]*Scs此外根據(jù)電阻公式又能有：

R=ρcs*L/Scs

ρc因此ρcs=----------------------------------Ac+(1-Ac)*ρc/ρs再根據(jù)導(dǎo)電率定義，令γcs=ρc/ρcs令γcs=ρc/ρs簡(jiǎn)化上述公式得到我們最關(guān)鍵的公式之一：即γcs=Ac+(1-Ac)*γs；或者是Ac=(γcs-γs)/(1-γs)也就是說，銅包鋼的導(dǎo)電率由鋼芯導(dǎo)電率γs和截面上銅層所占面積比Ac決定，而且不是正比例關(guān)系。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.重要性能1：銅包鋼性能中最重要的局部，因?yàn)殡妼W(xué)性能決定了銅包鋼在通訊線纜中的表現(xiàn)。當(dāng)我們確定了一種鋼芯材料后，需要到達(dá)客戶所要求的導(dǎo)電率要求，首先轉(zhuǎn)化的就是Ac，依據(jù)Ac將衍生出更多的技術(shù)參數(shù)，包括銅含量，電鍍參數(shù)，銅層厚度，強(qiáng)度分配，鍍前鍍后直徑變化或者脫銅實(shí)驗(yàn)的脫前脫后的直徑變化等，這些都是圍繞Ac在進(jìn)行著計(jì)算。A．銅含量〔質(zhì)量比〕Mc物理學(xué)上有一個(gè)關(guān)于密度的根本概念，物質(zhì)的重量=密度*體積鋼有鋼的密度，銅有銅的密度，假設(shè)有根銅包鋼導(dǎo)體長(zhǎng)度為L(zhǎng)，截面積為Scs，銅的面積比為Ac，那么銅的體積是Scs*Ac*L，銅密度為Ρc鋼的面積比為(1-Ac)，那么鋼的體積是Scs*(1-Ac)*L，鋼密度為Ρs銅的重量Ρc*Scs*Ac*LMc=------------------------=--------------------------------------------------------銅包鋼的重量Ρc*Scs*Ac*L+Ρs*Scs*(1-Ac)*LAcMc=--------------------------------------Ac+Ρs/Ρc(1-Ac)從書上或者網(wǎng)上可以查到銅和鋼的密度，得到Ρs/Ρc的比值大約是0.8775西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.重要性能2：B．銅層厚度銅層厚度=〔銅包鋼的直徑-鋼芯的直徑〕÷2如果銅包鋼的直徑，導(dǎo)電率和鋼芯的選材，那么Ac已經(jīng)可以算出來，那么鋼芯直徑是多少呢？銅包鋼面積-鋼芯面積Ac=---------------------------------------銅包鋼面積設(shè)銅包鋼直徑為Dcs，鋼芯直徑為Ds，那么：0.7854*Dcs*Dcs–0.7854*Ds*DsDs*DsAc=---------------------------------------------------=1-----------------0.7854*Dcs*DcsDcs*DcsDs=Dcs*√〔1-Ac〕因此銅層厚度=[Dcs-Dcs*√〔1-Ac〕]÷2同樣根據(jù)這個(gè)計(jì)算，可以應(yīng)用在實(shí)戰(zhàn)中，得知在脫銅實(shí)驗(yàn)中脫去銅的鋼芯的直徑應(yīng)該是多少，核對(duì)實(shí)際測(cè)得的值，也就是上面計(jì)算得出的Ds值，以作為質(zhì)量情況的一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)。C．銅包鋼密度A中講到，銅包鋼的重量=Ρcs*Scs*Ac*L+Ρs*Scs*(1-Ac)*L；那么銅包鋼重量Ρc*Scs*Ac*L+Ρs*Scs*(1-Ac)*L銅包鋼的綜合密度=-------------------------=------------------------------------------------------銅包鋼體積Scs*L簡(jiǎn)化得到銅包鋼密度Ρcs=Ρc*Ac+Ρs*(1-Ac)西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.重要性能3：D．銅包鋼公里重量公里重量顧名思義是每公里銅包鋼線的重量。上述C中已經(jīng)闡述了復(fù)合材料的密度計(jì)算方法，A中也已經(jīng)講到了密度重量體積的關(guān)系，如果現(xiàn)在有一個(gè)品種的銅包鋼，直徑是1.02mm，密度正是8.15g/cm3，那么每公里的重量實(shí)際就是個(gè)圓柱體的體積計(jì)算問題，唯一要注意的是單位的統(tǒng)一，因?yàn)槊芏鹊膯挝皇莋/cm3。每公里的重量(單位克/g)=密度(g/cm3)*每公里的體積(cm3)=8.15g/cm3*1.02mm*0.1cm/mm*1.02mm*0.1cm/mm*0.7854*1000*100cm這個(gè)公式中0.1cm/mm*0.1cm/mm*100cm正好等于1；1000正好是轉(zhuǎn)化為Kg，因此簡(jiǎn)化公式為：每公里的千克重量值=密度*0.7854*直徑*直徑E．鍍前鍍后直徑變化這項(xiàng)應(yīng)用是B中所描述的反過程計(jì)算，只要變換這個(gè)公式：Ds=Dcs*√〔1-Ac〕得到Dcs=Ds/√〔1-Ac〕即可這項(xiàng)應(yīng)用，是用于電鍍過程，判斷電鍍后的半成品是否已經(jīng)根本到達(dá)要求。如果進(jìn)線是2.2mm，要到達(dá)某個(gè)導(dǎo)電率或者說上銅的面積比例，那么鍍好了之后出來就應(yīng)該到達(dá)某個(gè)直徑，如果提前算出這個(gè)直徑Dcs，就可以在生產(chǎn)過程通過暫時(shí)停機(jī)，用千分尺測(cè)量半成品線徑協(xié)助判斷是否根本合格。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.重要性能4：F．電鍍參數(shù)及強(qiáng)度分配在后文詳細(xì)闡述1．破斷拉力：破斷拉力是指將一段線材拉斷時(shí)最少應(yīng)該使用的拉力大小，實(shí)際操作中可以直接在抗拉儀上數(shù)字顯示出來。標(biāo)準(zhǔn)單位為N〔牛頓〕，也有表示成為公斤力〔Kgs〕，甚至有表示成英制的英磅〔lb〕，這之間的關(guān)系是1kgs=9.8N；1lb=0.45359kg在最后會(huì)給出常用的各類單位之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。2．抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度是壓強(qiáng)的概念，符號(hào)δ。我們知道，壓強(qiáng)=壓力/截面積，因此，線材的抗拉強(qiáng)度=破斷拉力/線材的截面積，標(biāo)準(zhǔn)單位為N/mm2，也有表示成為Kgs/mm2，甚至lb/in2或者M(jìn)pa/psi等，這在最后也會(huì)給出轉(zhuǎn)換關(guān)系。無論無何轉(zhuǎn)換，我國(guó)所熟悉的是N/mm2的表達(dá)方法，這個(gè)指標(biāo)顯示的是線材承受拉力的能力，我們有時(shí)候表達(dá)為硬度，有多硬，雖然不夠準(zhǔn)確，但能表達(dá)出大概的意思。比方1.02mm的線材破斷拉力是600N，那么抗拉強(qiáng)度=600/0.7854/1.02/1.02=734N/mm23．延伸率：延伸率是線材在拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)比例，比方原來長(zhǎng)度是1米，拉斷后的兩段加起來總長(zhǎng)度為1.03米，那么伸長(zhǎng)了1.03-1=0.03米，伸長(zhǎng)的比例就等于0.03/1=3%，延伸率是表示線材柔軟可變形的程度大小的指標(biāo)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中硬線通行指標(biāo)為1%。4．抗扭轉(zhuǎn)：前面三項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際都是沿線的軸方向的性能表現(xiàn)，而抗扭轉(zhuǎn)是垂直軸方向的截面上的性能表現(xiàn)。在壓力扭曲之下，線在截面方向變形，最后斷裂，這個(gè)過程所用的最小的力和扭轉(zhuǎn)的圈數(shù)，表示出線的韌性和結(jié)構(gòu)力。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一般要求將長(zhǎng)度等于100倍直徑的試樣在轉(zhuǎn)速15rpm的情況下扭轉(zhuǎn)次數(shù)要到達(dá)20次以上。5．纏繞實(shí)驗(yàn)：纏繞實(shí)驗(yàn)是將直徑為D的線材纏繞在同樣直徑為D的圓柱體上，纏繞10圈以上后所觀察到的外表的變化。由于D相同，在車間我們將銅包鋼繞在同一段銅包鋼上。纏繞實(shí)驗(yàn)沒有列入根本物理性能范疇，因?yàn)樗鼘?shí)際是靠強(qiáng)迫外側(cè)面兩倍拉伸后觀察到的結(jié)果，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的意義在于檢驗(yàn)時(shí)候銅層會(huì)翹皮，裂開甚至剝落，常被用在電鍍半成品檢測(cè)環(huán)節(jié)。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.標(biāo)準(zhǔn)：銅包鋼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要是ASTM美標(biāo)和BS英標(biāo)兩類，我公司搜集的包括ASTMB227B228B229B452B869以及BS4087，其中B227針對(duì)線，B228和B229分別是絞線和復(fù)合絞線，B452是電子用途，B869是CATV專用標(biāo)準(zhǔn)，而BS4087那么是英國(guó)的線標(biāo)準(zhǔn)。由于缺乏國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，所以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)煩瑣的地方就只是單位之間的轉(zhuǎn)換。比方國(guó)外表達(dá)線徑用的是線規(guī)，標(biāo)記為AWG或者BWG，SWG，目前更通用的是AWG美國(guó)線規(guī)，像用于有線電視同軸電纜中心導(dǎo)體的通常是AWG14/AWG18/AWG20也就是1.628mm/1.024mm/0.813mm，當(dāng)然在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，一般附帶了直徑等同于多少英寸(inch)，根據(jù)單位轉(zhuǎn)換也可以得到直徑的具體值。在標(biāo)準(zhǔn)中，出現(xiàn)一些簡(jiǎn)寫字母，比方A〔退火軟態(tài)〕，HS〔高抗拉〕，EHS〔超高抗拉〕，這是對(duì)銅包鋼狀態(tài)的分類。閱讀銅包鋼標(biāo)準(zhǔn)，我們可以概括出標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)：使用范圍，涉及的參考文件，確定定單需要提出的要求，直徑及公差，抗拉強(qiáng)度，延伸率，電阻率及電阻，接頭要求，銅層厚度，檢驗(yàn)方法，合格證和包裝；這些也都是我們銷售和生產(chǎn)圍繞的主要問題。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中主要涉及的單位轉(zhuǎn)換為：長(zhǎng)度單位：1米=10分米=100厘米=1000毫米=10,000忽米=100,000絲米=1000,000微米=1,000,000納米1碼(yard)=3英尺(foot)=36英寸(inch)1英里(mile)=1760碼(yard)=1609米(m)1英寸(inch)=25.4毫米(mm)1inch=1000mil面積單位：1inch2=645.16mm2cmil=circularmil=mil2重量單位：1噸=1000千克(kg)=1,000,000克(g)；1鎊(lb)=16盎司(oz)=0.45359千克(kg)力學(xué)單位：1kgs=9.8N1kgs/mm2=9.8N/mm21N/mm2=1Mpa=1000Kpa1PSI=6.9Kpa綜合單位：1Ω/1000ft=3.281Ω/km1lb/1000ft=1.48816/km西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.特性：我們簡(jiǎn)單地認(rèn)為，無應(yīng)力原始狀態(tài)鋼絲內(nèi)部的鐵原子晶體結(jié)構(gòu)如同一個(gè)個(gè)的乒乓球，經(jīng)過拉拔變形后變?yōu)樾〉闹鶢罾w維，如同一個(gè)個(gè)的圓柱體，這個(gè)過程屬于塑性加工，對(duì)金屬的擠壓將導(dǎo)致加工硬化，即引起金屬的抗拉強(qiáng)度增加。有學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，原始狀態(tài)的鋼絲通過拉拔形變發(fā)生的形變量，與抗拉強(qiáng)度的變化有一定的增函數(shù)關(guān)系，經(jīng)過南通鋼絲行業(yè)的同行的指點(diǎn)，也通過我公司內(nèi)部假設(shè)干次實(shí)驗(yàn)，我們總結(jié)認(rèn)為，鋼絲拉拔形變的原理可以用公式描述為：／拉拔前的直徑拉拔后的強(qiáng)度√---------------------------=---------------------------拉拔后的直徑拉拔前的強(qiáng)度這是個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)于我們的鋼芯選材起到根本性的指導(dǎo)意義。鋼絲的彈性形變，是指在非斷裂情況下通過形變向拉力屈服，如同彈簧一樣。彈性形變根本符合胡克定律，即拉力=彈性系數(shù)*形變量，表示為f=k*x。在彎曲或者斷裂之前，普通金屬都能發(fā)生彈性形變，極限拉力就是破斷拉力。所以銅管與鋼芯兩者結(jié)合起來，相當(dāng)于兩根不同的彈簧捆綁在一起，由于兩者相互結(jié)合，在一個(gè)拉力之下，不可能發(fā)生彎曲，他們的形變是同步的。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.加法原那么：1．導(dǎo)電率加法這是之前所得出的公式γcs=Ac+(1-Ac)*γs，變化一下發(fā)現(xiàn)：γcs=Ac*100%+(1-Ac)*γs=γcs=Ac*γc+(1-Ac)*γs，表述成中文就是：銅包鋼的導(dǎo)電率=銅的導(dǎo)電率*銅的面積比+鋼的導(dǎo)電率*鋼的面積比2．強(qiáng)度加法前面講到同步形變，比方鋼的彈性形變系數(shù)為K，銅的形變系數(shù)為k，同步變形量為x，那么鋼所承載的拉力F=Kx，銅所承載的拉力f=kx，拉力的比是K：k，也就是說施加的力是按照兩個(gè)人的承受能力來分配的，俗話說能者多勞。如果不按K：k來分配，那么x就不相等，也就不是同步形變，非同步形變的捆綁彈性體，就意味著向某個(gè)方向彎曲變形，這是很簡(jiǎn)單的道理。假設(shè)某個(gè)狀態(tài)鋼芯強(qiáng)度為δs，銅的強(qiáng)度為δc，銅的面積比為Ac，那么總的拉力δs*〔1-Ac〕*S+δc*Ac*S總的強(qiáng)度=----------=---------------------------------=δs*〔1-Ac〕+δc*Ac總的面積S表述成中文就是：銅包鋼的強(qiáng)度=銅的強(qiáng)度*銅的面積比+鋼的強(qiáng)度*鋼的面積比3．密度加法上面已經(jīng)推算出銅包鋼密度Ρcs=Ρc*Ac+Ρs*(1-Ac)，表述成中文就是：銅包鋼的密度=銅的密度*銅的面積比+鋼的密度*鋼的面積比西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍1：電鍍實(shí)際是化學(xué)中的電解池，可以理解為在電力的驅(qū)動(dòng)下，正極從銅板抽取電子，然后先像水泵一樣把電子打到鋼絲外表。銅板失去電子成為銅離子，離子可以在溶液中呈現(xiàn)游離態(tài)，如蝌蚪游泳。在鋼絲外表，富集了大量電子，溶液與鋼絲接觸的外表的銅離子很快就得到電子，復(fù)原成銅原子“跑〞到鋼絲外表形成鍍層。離子狀態(tài)的銅在溶液中是藍(lán)色的，而原子狀態(tài)的銅在陽(yáng)光下是亮金黃色。溶液與鋼絲接觸的最緊密的一層，稱為擴(kuò)散層，是一個(gè)靠濃度傳遞的接觸層，可以想象，在這個(gè)接觸層，銅離子拼命地想游到鋼絲外表得到電子，如果銅離子跟不上供給，那么水中的H+也會(huì)得到電子生成氫氣，生成氫氣的過程屬于副反響，生成銅的屬于正反響，正反響的比例我們稱為電流效率；能否來得及供給實(shí)際上反映的是電子流速，我們稱為極限電流密度。下面再講幾個(gè)根本概念：A．銅離子活度：由溶液中的所有離子的濃度以及銅離子濃度決定，增函數(shù)；B．銅電極電位：由銅離子活度和溫度決定，增函數(shù)，決定電鍍工作電壓；C．極限電流密度：與銅離子的擴(kuò)散系數(shù)，銅離子的濃度成正比，與擴(kuò)散層的厚度成反比；從這幾個(gè)概念可以看出，銅離子濃度越高應(yīng)該是活度越高，但是電位也越高。溫度越高，電位也是越高，擴(kuò)散層厚度越大，電流密度越??；上面提到的擴(kuò)散層，對(duì)于電流密度有著重要意義，由于電流密度和設(shè)備的設(shè)計(jì)決定實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的最大電流，最后決定產(chǎn)量，所以擴(kuò)散層對(duì)產(chǎn)能問題有著直接影響。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍2：有文獻(xiàn)稱極限電流密度狀況下是能斯特?cái)U(kuò)散層模型，我們可以想象，比方在某濃度的銅離子中，從本體溶液到離鋼絲外表的這段距離內(nèi)，本體濃度為C，越向鋼絲，濃度呈現(xiàn)線性下降趨勢(shì)，一直到鋼絲外表濃度為0，這段距離很短，可以假定在這個(gè)流體層是靜止的，在超過這個(gè)距離，濃度可以被認(rèn)為就是和本體一樣，都是C，銅離子必須通過穿越這個(gè)擴(kuò)散層才能到達(dá)鋼絲外表。在極限電流密度的能斯特?cái)U(kuò)散區(qū)，銅離子一到達(dá)鋼絲外表就減少，迅速變成銅原子固體，這個(gè)時(shí)候接觸外表濃度就是0，沉積反響的速率由銅離子到鋼絲外表的運(yùn)輸速度決定。如果鋼絲上施加比這個(gè)時(shí)候的極限電流更大的電流，那么在鋼絲外表電位就發(fā)生進(jìn)一步變化，也就導(dǎo)致上面所說的其他比方的H+復(fù)原。在開篇的時(shí)候我們提到，鋼鐵直接暴露在酸銅溶液中，不用施加電位就會(huì)發(fā)生置換反響，所以在厚鍍銅的要求下，需要對(duì)鋼絲進(jìn)行保護(hù)，在鋼絲不腐爛的情況下使鋼絲外表鍍一層比銅更不活潑或者相同活潑的金屬，使他們不發(fā)生置換反響，而發(fā)生致密的電沉積。初中化學(xué)講到，金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋衡?鈣-鈉-鎂-鋁-鋅-鐵-錫-鉛-〔氫〕-銅-汞-銀-鉑-金；另外鎳也是非活潑金屬，由于比銅懶惰的金屬都是貴金屬，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)本錢加大，所以我們采用了預(yù)鍍銅工藝，使用的媒介是傳統(tǒng)的NaCN/CuCN溶液。由于在氰化溶液中多種絡(luò)合物，使沉積電位大幅度負(fù)移，這就防止了鋼絲基底上生成置換銅層，簡(jiǎn)單理解是，這個(gè)溶液把鋼絲保護(hù)起來，不會(huì)讓鋼絲與銅離子發(fā)生反響，否那么就會(huì)生成“虛銅〞。包括當(dāng)前改進(jìn)的以KOH濃度185g/L以及CuSO4濃度45g/L為基底的無氰電鍍工藝，也必然是需要靠電位控制才能保障電鍍效果的工藝方法。前文講到了歐姆定律和功率公式，在我們實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常要用到這兩個(gè)公式來判斷電鍍機(jī)的狀況。電阻=電壓/電流，電鍍的生產(chǎn)需要確定的是電流，這在后文將會(huì)闡述。為了控制穩(wěn)定的電流，而整個(gè)電鍍電路的電阻是可變的，因此電壓需求跟著變動(dòng)。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍3：那么整個(gè)電鍍電路的電阻由哪些方面組成？首先這是個(gè)串聯(lián)電路，電阻是由各個(gè)局部累加起來的。其次看這個(gè)串聯(lián)電路的組成局部，從整流器正極出來，流經(jīng)銅條導(dǎo)體，再經(jīng)過銅條框架，連接到鈦牌，鈦牌與銅板接觸，銅板與溶液接觸，溶液再與鋼絲接觸，鋼絲連到不銹鋼滾筒，滾筒側(cè)面連接碳刷，碳刷與銅環(huán)連接，銅環(huán)連接到銅條，最后到達(dá)負(fù)極。該線路中任何一個(gè)點(diǎn)發(fā)生接觸不良，或者狀況異常，都將引發(fā)電壓升高。由于全電路要控制穩(wěn)定的電流，所以線路功率按照公式P=I*I*R，可以知道功率是增加的，線路功率的表現(xiàn)就是發(fā)熱，特別是銅條上，銅條占據(jù)了大局部線路，如果在某個(gè)電流發(fā)熱得更厲害了，說明整個(gè)線路電阻出現(xiàn)了異常，應(yīng)該仔細(xì)檢查。另外一個(gè)可以應(yīng)用的方面是估算電鍍環(huán)節(jié)的用電本錢。電鍍機(jī)工作的電壓是可以從顯示儀表讀出來的，工作電流也是可以讀出來的，因此電鍍環(huán)節(jié)的功率=U*I，24小時(shí)的用電量就可以算出來。此外根據(jù)電流和上銅量，可以粗略估算24小時(shí)的產(chǎn)量〔后面詳細(xì)闡述〕，大概是I/36/Mc，那么無論如何變換材料，變換導(dǎo)電率，如果都參照相同的工作電流，比方4000A，溶液狀況認(rèn)為不變，那么電壓也是不變的，功率是不變的，那么就可以估算不同品種的用電量。電鍍機(jī)器除了主鍍的電鍍環(huán)節(jié)可變性較大以外，其他組成的輔助設(shè)備在正常工作的情況下幾乎不存在功率變動(dòng)，因此可以認(rèn)為是不變本錢。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍4：目前的鐵絲生產(chǎn)工藝流程為：1．在線機(jī)械剝殼：橫向與縱向輪子的配合使用，使進(jìn)線的盤條經(jīng)過大幅度折彎，這樣在外表的鱗狀銹斑就在來回的扭曲之下剝離，脫落在地。2．在線電解酸洗：經(jīng)過機(jī)械剝殼的盤條進(jìn)入酸洗槽，槽分為多格間隔，與小型整流器連接，槽中為鉛板，通過交叉連接，盤條經(jīng)過酸洗槽時(shí)實(shí)際是在變換陰陽(yáng)極，實(shí)現(xiàn)陰極電解酸洗和陽(yáng)極電解酸洗的交替，能到達(dá)更好的酸洗效果，且不會(huì)發(fā)生氫脆。酸采用硫酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度20-30%，波美表18-25度，電流40-100A，一般取50A左右，進(jìn)線粗一點(diǎn)的可以選擇大一點(diǎn)的電流。3．在線清洗：在線清洗的目的是去除殘留在盤條外表的硫酸4．在線涂硼砂：一般認(rèn)為，硼砂的作用一是潤(rùn)滑二是粘性，其中潤(rùn)滑包括硼砂潤(rùn)滑性本身以及填補(bǔ)盤條外表彌補(bǔ)清洗缺乏使外表更光滑。硼砂在高溫下溶解于水，清潔的盤條經(jīng)過硼砂溶液那么在外表沾染上硼砂溶液，為進(jìn)入下一道做準(zhǔn)備5．在線加熱烘干：由于滑輪式連續(xù)拉絲也是干拉機(jī)器，使用的是拉絲粉，因此在真正進(jìn)入拉絲環(huán)節(jié)之前應(yīng)對(duì)盤條進(jìn)行烘干，高溫烘箱使硼砂在加熱后更好地沾在盤條外表。從最初的盤條到這里，都是粗拉的前處理，前處理的質(zhì)量直接影響到拉絲，進(jìn)而影響到電鍍的質(zhì)量，所以非常重要。6．存儲(chǔ)式多頭滑輪式連續(xù)拉絲機(jī)拉拔：存儲(chǔ)式多頭滑輪式連續(xù)拉絲機(jī)對(duì)于拉拔配模沒有太大的要求，因?yàn)槊康蓝加幸粋€(gè)儲(chǔ)存一定量絲的輪轂，操作工可以根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況及時(shí)調(diào)整各個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速而不會(huì)斷線。這道環(huán)節(jié)往往因前道的問題而出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量表現(xiàn)，比方絲發(fā)毛或斷線。鋼絲發(fā)毛除了線路摩擦外，主要是酸洗，涂硼砂和模具三大因素導(dǎo)致。7．象鼻式/吊鉤收線，成卷：傳統(tǒng)使用吊鉤收線，象鼻式收線為高速拉絲提供了保障，但也應(yīng)密切關(guān)注，防止線過度集中未能及時(shí)落下，或落下成圈混亂。8．熱處理：熱處理是通過溫度變化讓鋼絲內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生本質(zhì)變化，不同成分的鋼絲在不同的溫度有結(jié)構(gòu)臨界點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的工廠普遍都是在抄襲他人的數(shù)據(jù)然后微調(diào)。我們一般涉及到的是三類熱處理，一類是回火，不改變機(jī)械性質(zhì)，可以緩解拉絲導(dǎo)致的鋼絲內(nèi)部疲勞，利于進(jìn)一步拉拔；一類是退火，改變?nèi)趸瘷C(jī)械性質(zhì)的熱處理，還有一類是淬火，是改變加強(qiáng)機(jī)械性質(zhì)的熱處理。淬火通常在高碳鋼領(lǐng)域使用，比方使低一級(jí)別含碳量的鋼絲通過鉛淬火到達(dá)更高一級(jí)的抗拉強(qiáng)度。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍5：常規(guī)而言，銅包鋼領(lǐng)域所涉及的熱處理主要是：1.中溫回火，加熱時(shí)間小時(shí)，保溫時(shí)間3-5小時(shí)，溫度400-550度，這項(xiàng)熱處理被用于對(duì)M6拉拔高強(qiáng)度銅包鋼時(shí)使用。2.退火，恒溫700-780度，時(shí)間6-10小時(shí)，隨爐冷卻12小時(shí)，到300度以下可以出爐，也有將冷卻時(shí)間延長(zhǎng)的，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)是為了讓結(jié)構(gòu)體更好的融合，使延伸更佳。3.管道退火，790-500度管道遞減溫區(qū)，出口為200度烘干，用于細(xì)線的連續(xù)退火，管道退火設(shè)備一般同時(shí)設(shè)計(jì)有在線熱浸鍍錫工序。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍工藝流程1：目前的電鍍過程生產(chǎn)工藝流程為：1．浸蝕〔酸洗〕：除去鋼鐵絲外表的銹，成分主要為氧化亞鐵，氧化鐵以及四氧化三鐵。如果是經(jīng)過高溫處理過的，一般四氧化三鐵相對(duì)較多，酸的強(qiáng)度需要高一點(diǎn)才能有效處理。我公司使用鹽酸進(jìn)行酸洗，正常濃度為15%左右，配比是剛買回來的鹽酸與水按1：1.5混合，濃一點(diǎn)是1：1；差一點(diǎn)的鹽酸為黃綠色，純一點(diǎn)的鹽酸無色。酸洗過程不斷消耗鹽酸，生成氯化亞鐵和氯化鐵，分別是淺綠色和黃綠色溶液。此外鹽酸也能起到輕微的除油功能。另外應(yīng)該注意的是，鹽酸如果在除去銹的同時(shí)接觸到鋼絲基體，同樣能與鋼絲發(fā)生反響，生成氫氣，如果過量反響，將形成氫脆。氫脆是溶于鋼中的氫,聚合為氫分子,造成應(yīng)力集中,超過鋼的強(qiáng)度極限,在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋，這將直接嚴(yán)重影響后續(xù)的銅包鋼拉拔。2．清洗：這一步的清洗主要是除去鋼絲酸洗過程殘留在外表的液體，為下一步清洗做準(zhǔn)備。殘留液體主要是鹽酸，氯化亞鐵和氯化鐵。殘留液體更換不及時(shí)將導(dǎo)致大量鐵類離子沾在鐵絲外表，導(dǎo)致一進(jìn)入堿洗就外表形成黃色物質(zhì)。3．除油〔堿洗〕：經(jīng)過上一步清洗，殘留的鹽酸，氯化亞鐵和氯化鐵根本被去除，但仍會(huì)有少量帶入堿液氫氧化鈉，生成沉淀，另外一方面是堿被帶進(jìn)來的鹽酸中和掉。堿洗的作用是讓油脂類與堿發(fā)生皂化反響，生成溶解于水的物質(zhì)。所以堿不斷地被消耗，沉淀不斷地增加。4．磷化洗：除去銹蝕和油膩之后，鋼絲外表已經(jīng)非常光潔，但混合物質(zhì)實(shí)際還是比較多的，主要是皂化反響后的多鏈脂肪酸鈉，磷化洗所用的磷酸鈉溶液提高了鋼絲外表的水洗性能，更有效地清理外表的雜質(zhì)，同時(shí)我們認(rèn)為磷酸鈉溶液能為鋼絲提供良好的保護(hù)效果，形成中性水膜防止在空氣中氧化。5．電子酸洗：電子酸洗采用稀硫酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度大約8%，用濃硫酸按1：10兌水混合，通電，陽(yáng)極為鉛板，陰極為鋼絲，滾鍍，實(shí)質(zhì)是電解質(zhì)為硫酸的電解反響，在陽(yáng)極生成氧氣，在陰極生成大量氫氣，氫氣氣泡從空隙噴涌而出，有人稱這個(gè)為“爆炸清洗〞，在氣體的迅速?zèng)_擊之下，徹底地去除鋼絲外表最后仍殘留的物質(zhì)，為預(yù)鍍打下良好的外表根底。電子酸洗不能過于猛烈，否那么也可能埋下氫脆的隱患，如果電解硫酸濃度不夠，那么會(huì)影響爆炸清洗的效果。當(dāng)溶液顏色很綠很黃的時(shí)候，往往是硫酸濃度過低的時(shí)候，那么需要考慮將亞鐵和鐵離子去除以及添加硫酸。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍工藝流程2：6．多道清洗：此處的多道清洗，是為了去除電子酸洗殘留的液體包括稀硫酸和硫酸亞鐵以及硫酸鐵。預(yù)鍍?nèi)芤菏菈A性的，所以不能讓酸液帶入到預(yù)鍍液中去。另外亞鐵和鐵離子都能與氰根離子發(fā)生反響生成更復(fù)雜的物質(zhì)粘在鋼絲外表，甚至污染溶液。此處多道清洗不僅包括水沖洗，還包括棉布在壓力狀態(tài)下的擦洗。7．預(yù)鍍：又稱閃鍍，是快速地在鋼絲外表鍍上一層薄的銅層，有效地保護(hù)鋼絲基體，預(yù)鍍?nèi)芤簽閯《镜那杌c/氰化亞銅混合溶液，鋼絲仍然是滾鍍。此過程非常關(guān)鍵，因?yàn)殂~包鋼一共就兩個(gè)結(jié)合點(diǎn)，一是預(yù)鍍層與鋼絲基體的結(jié)合點(diǎn)，再一是預(yù)鍍層與主鍍層的結(jié)合點(diǎn)，兩個(gè)結(jié)合點(diǎn)一定要清洗干凈，而且預(yù)鍍層質(zhì)量須狀態(tài)良好，鑒于此，我們可以理解，進(jìn)出預(yù)鍍的清洗環(huán)節(jié)很重要，而且預(yù)鍍環(huán)節(jié)的溶液濃度控制也很重要。8．多道清洗：此處的多道清洗，是為了去除預(yù)鍍槽出來后殘留的液體，主要是堿性的預(yù)鍍混合溶液，堿性鍍液在產(chǎn)品外表形成一層致密的堿膜，會(huì)阻礙進(jìn)一步的增厚電鍍，因此這里的多道清洗不僅包括水沖洗，還包括棉布在壓力狀態(tài)下的擦洗，特別在這里不能省略棉布的壓力擦洗。9．活化：活化使用稀硫酸，但濃度不能超過主鍍?nèi)芤豪锏牧蛩釢舛?。我公司?duì)于活化目前沒有形成成熟意見。筆者認(rèn)為活化的硫酸在理論上是有必要的。如果從預(yù)鍍出來的帶有薄銅層的鋼絲能被清水和夾緊的棉布有效地去除外表，那么在從預(yù)鍍到主鍍之間，唯一可能發(fā)生的就是銅的枯燥和氧化，另外酸對(duì)銅外表的活化有書本可查。實(shí)踐說明，活化環(huán)節(jié)去除后也并沒有造成不良后果，所以筆者認(rèn)為不是關(guān)鍵因素。10．正鍍：正鍍采用的是傳統(tǒng)的酸銅電鍍工藝，前道環(huán)節(jié)都得到確保的情況下，正鍍將變得非常輕松。正鍍的關(guān)鍵性表達(dá)在銅包鋼最終質(zhì)量的控制上，特別是導(dǎo)電率，真正厚度的銅層是在這個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的，所以要通過準(zhǔn)確的計(jì)算和不斷的檢查控制住質(zhì)量，另一方面也是有效地節(jié)約本錢。正鍍?cè)诓僮魃系睦щy以往發(fā)生在旋轉(zhuǎn)排線上，通過將放線調(diào)整為滾動(dòng)放線，有望得到徹底改善，因?yàn)殇摻z在設(shè)備中展開方向是一致的，就有效地緩解了鋼線本身的殘留應(yīng)力。

西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍工藝流程3：11．鍍后清洗：鍍后的清洗用略帶堿性的肥皂液是為了中和酸性的主鍍液，否那么殘留在半成品銅包鋼的酸性主鍍液暴露在空氣中將形成微型電解池，加速銅的氧化導(dǎo)致發(fā)黑。氧化的半成品在后續(xù)拉拔時(shí)仍會(huì)殘留氧化斑在成品外表，嚴(yán)重影響外表質(zhì)量。12．加熱烘干：加熱烘干是為了強(qiáng)化外表保護(hù)的效果，將水溶液最后去除，使銅層能夠在枯燥的環(huán)境下得到保存，特別是在夏天，加熱烘干的作用特別明顯。13．收線：我公司原來采用100公斤塑料盤收線，隨著客戶要求的提高，為了減少大盤包裝中接頭的數(shù)量，現(xiàn)在已經(jīng)改進(jìn)為500公斤鐵盤收線，收線的排線質(zhì)量同樣影響在本公司后續(xù)拉拔時(shí)的效率，因此現(xiàn)場(chǎng)操作也應(yīng)該對(duì)排線特別注意。14．拉絲機(jī)拉拔：拉拔過程是通過拉絲機(jī)牽引，將鍍完的半成品線經(jīng)過數(shù)道模具拉拔達(dá)變形到最終要求的線徑。目前我公司的拉絲機(jī)拉拔能力不統(tǒng)一，收線能力也不統(tǒng)一，生產(chǎn)主管應(yīng)該對(duì)拉絲機(jī)的性能有充分了解，拉絲機(jī)的總體產(chǎn)能也缺乏有效評(píng)估。15．最終收線：按照客戶定單的包裝要求，我們將不同的鐵盤或木盤裝到拉絲機(jī)的收線設(shè)備上，完成排線、收線，到達(dá)一定重量后下盤進(jìn)入包裝流程16．包裝：包裝主要是內(nèi)包，外包和固定。內(nèi)包應(yīng)使用薄塑料膜保護(hù)，外包使用蛇皮袋、硬紙板甚至木條包圍，最后使用木托架，鐵支架等固定，用鋼鐵打包帶捆綁。在包裝盤的明顯位置標(biāo)貼麥頭、檢測(cè)報(bào)告等客戶要求的內(nèi)容。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.電鍍相關(guān)的重要概念及公式：電鍍參數(shù)的目的是實(shí)現(xiàn)上銅重量比的控制，要弄懂電鍍參數(shù)首先要理解與電鍍相關(guān)的幾個(gè)重要概念及公式：1．法拉第定律：法拉第定律的電鍍計(jì)算的最根本，公式為電鍍銅的重量=銅的電化當(dāng)量*工作電流*工作時(shí)間*電流效率，表達(dá)為m=Q*I*t*η電化當(dāng)量表示的是一庫(kù)侖電子所產(chǎn)生或消耗的以克為單位的重量，銅的電化當(dāng)量Q=63.55/2/96487=3.293*10-4g*C-12．電流密度：之前提到極限電流密度的概念，電流密度表達(dá)的意思是在單位面積上分布的電流的密度，所以電流密度=總工作電流/總工作外表積，表達(dá)為ASD=I/S，電流單位為A，外表積單位為平方分米dm2，ASD的單位寫為asd，表示每平方分米多少安培。由于法拉第定律涉及電流和電流效率參數(shù)，所以必須考慮電流密度是否超過極限電流密度，如果超過將影響電流效率的值。3．轉(zhuǎn)速采集：轉(zhuǎn)速采集是滾鍍中牽涉的有關(guān)角速度值的特殊采集過程，不像掛鍍，掛鍍從進(jìn)入溶液到出溶液的時(shí)間是可以用秒表測(cè)出來的，線材的連續(xù)滾鍍，如果取線材上的某一點(diǎn)從進(jìn)入溶液到出溶液時(shí)間是可以測(cè)算出來的，但某一質(zhì)點(diǎn)用于計(jì)算太難理解。無論無何，由于法拉第定律還涉及時(shí)間參數(shù)，所以滾筒的轉(zhuǎn)速采集也至關(guān)重要。一是要搞清楚轉(zhuǎn)速與儀表控制是否同比例，二是要搞清楚儀表上的顯示與實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)速度到底是什么關(guān)系。轉(zhuǎn)速采集可以采用紅外線掃描法，在滾筒側(cè)面粘貼反光標(biāo)簽，用紅外線掃描計(jì)轉(zhuǎn)速，單位RPM，即每分鐘多少轉(zhuǎn)；也可以采用定圈計(jì)時(shí)法，選取一枚滾筒上的螺絲定位，以這枚螺絲到達(dá)某位置開始計(jì)算，轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)圈后再次經(jīng)過同一位置需要多少時(shí)間，那么可計(jì)算出轉(zhuǎn)速。4．電流效率：電流效率前面已經(jīng)闡述過，η的變化根本原因是電壓的變化導(dǎo)致的過電位，使得允許發(fā)生更多的副反響，無論是發(fā)生在陰極還是陽(yáng)極。電壓變化的問題應(yīng)該考察溶液濃度，電流密度，陽(yáng)極面積，溶液溫度等。5．陰、陽(yáng)極面積：陽(yáng)極是銅板，工作面主要是朝向溶液方向的一面，背向溶液方向的一面一般認(rèn)為按50%計(jì)算。陰極是鋼絲，完全暴露在溶液中，而且是行進(jìn)狀態(tài)，溶液也是流動(dòng)的，所以鋼絲浸泡在溶液內(nèi)的外表積全部被認(rèn)為是有效陰極面積。有資料顯示，陽(yáng)極和陰極在酸銅溶液電鍍非攪拌情況下，極限電流密度幾乎相同，都為10asd，因此按照這個(gè)理論推算，陰極和陽(yáng)極的面積比應(yīng)該是1：1，但是存在一個(gè)問題，電鍍銅使用的是可溶性的陽(yáng)極銅，所以銅是在不斷消耗的，如果起點(diǎn)狀態(tài)就是陰極和陽(yáng)極1：1，當(dāng)陽(yáng)極消耗時(shí)，陽(yáng)極電流密度勢(shì)必增加而很快超過極限電流密度，那時(shí)將導(dǎo)致陽(yáng)極過極化，電位增加，電解水生成氧氣。所以一般我們采用1：2的陰極、陽(yáng)極比例，為的就是給陽(yáng)極留一點(diǎn)不斷溶解的空間。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.實(shí)戰(zhàn)演算1：準(zhǔn)備好了以上的知識(shí)，可以進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)的演算：依據(jù)法拉第定律，拆分電鍍槽的連續(xù)電鍍?yōu)橥ｎD式電鍍，我們假設(shè)線上的某個(gè)點(diǎn)從進(jìn)入鍍槽到出鍍槽所需要的時(shí)間是t，所經(jīng)過的距離為L(zhǎng)，那么在t這個(gè)時(shí)間段，電鍍產(chǎn)生的銅實(shí)際是均勻地分布到這個(gè)長(zhǎng)度L上的。通過計(jì)算可以得到：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度(1m)鐵絲上的銅重量AVGm=QI(L/v)η/L=QIη/v，其中v是線行進(jìn)的速度，單位m/s，L是上面假設(shè)的長(zhǎng)度，單位m，所需要的時(shí)間t，單位s，其他QI都是前面提到的銅的電化當(dāng)量和電鍍槽的工作電流。單位長(zhǎng)度(1m)鐵絲重量為Sm=(π/4)*D*D*Ρ鐵，其中Ρ鐵為鋼鐵絲密度，單位g/cm3，D表示鋼鐵絲進(jìn)線線徑，單位mm；兩者的比例就是單位長(zhǎng)度〔1m〕銅包鋼當(dāng)中的銅與鐵的比例：McQIη/v----------------=-----------------------------------(1-Mc)(π/4)*D*D*Ρ鐵生產(chǎn)前，我們已經(jīng)通過計(jì)算知道了要實(shí)現(xiàn)的銅含量的比例，也確定了選材的直徑，鋼鐵的密度范圍是確定的，相差無幾，Q值是常量，η是根本穩(wěn)定在某個(gè)范圍的值，這樣就可以得出I/v的取值，線速度v值可以通過角速度轉(zhuǎn)速采集，與滾筒的周長(zhǎng)掛鉤即可得到。但在實(shí)際操作中，上述計(jì)算所涉及的參數(shù)中I和v都是操作工按照要求人工調(diào)節(jié)的，當(dāng)然也可以通過儀表顯示，但儀表的精度性能會(huì)導(dǎo)致誤差，D為存在波動(dòng)的鋼鐵絲的線徑，應(yīng)該分類控制；計(jì)算Mc時(shí)候的γs為存在波動(dòng)的鋼鐵絲的導(dǎo)電率，應(yīng)該分類控制；計(jì)算Mc時(shí)候的Ρ鐵和Ρ銅為固定值，Q為固定值，最后是η，受到溶液狀態(tài)的影響，也是受影響因素最多的參數(shù)。慶幸的是，即便對(duì)溶液控制不夠嚴(yán)格，η的波動(dòng)范圍也不會(huì)太大〔理論上硫酸銅硫酸體系的效率被認(rèn)為接近100%，但經(jīng)統(tǒng)計(jì)在94-98%之間〕。所以從控制的角度，無論如何，D和γs的分類控制是必要的，另外要盡可能維持好η值，一方面可以降低副反響消耗，另一方面可以提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。維持好η值，應(yīng)該考察溶液濃度，電流密度，陽(yáng)極面積，電壓狀況，溶液溫度等，前面已經(jīng)詳細(xì)闡述過。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.實(shí)戰(zhàn)演算2：參數(shù)的演算，真正意義在于某參數(shù)的情況下進(jìn)行快速地變換，從之前推算出來的公式可以看出，其他參數(shù)不變，只要維持I/v的比值，生產(chǎn)出來的貨物品質(zhì)就不會(huì)發(fā)生變動(dòng)。所以現(xiàn)在常規(guī)的做法就是假設(shè)v不變通過比值反過來計(jì)算電流，得到電流后再適當(dāng)同步調(diào)整電流和速度。比方已經(jīng)知道某設(shè)備上次生產(chǎn)的時(shí)候電流I1，速度V1，直徑D1，銅含量是Mc1；而這次生產(chǎn)的時(shí)候，如果速度還是V1，直徑D2，銅含量是Mc2，那么電流應(yīng)該調(diào)節(jié)到多少呢？都還是運(yùn)用這個(gè)公式，兩者比照相除就能得到答案：Mc1QI1η/V1-----------------=-------------------------------------(1-Mc1)(π/4)*D1*D1*Ρ鐵Mc2QI2η/V1-----------------=-------------------------------------(1-Mc2)(π/4)*D2*D2*Ρ鐵Mc1(1-Mc2)I1*D2*D2----------------------=-------------------------------------Mc2(1-Mc1)I2*D1*D1如果能熟練運(yùn)用上面的公式就可以快速解決很多問題。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：我們也注意到，很多生產(chǎn)線上鍛煉出來的老師傅，他們靠經(jīng)驗(yàn)積累了土方法，雖然不夠準(zhǔn)確，但很實(shí)用，很簡(jiǎn)便，在這里也一并闡述一下：前面講的參數(shù)演算是以微觀為根底的準(zhǔn)確計(jì)算，各方面數(shù)字講究精確，測(cè)速也要盡可能準(zhǔn)確，有人總結(jié)出了宏觀的參數(shù)演算方法，我們可以稱之為產(chǎn)量法。第一點(diǎn)，同樣依據(jù)法拉第定律，整流器在電流I時(shí)連續(xù)工作24小時(shí)的電解銅產(chǎn)量是3.293*10-4*I*24*60*60*97%單位是克，結(jié)果是27.6*I，在以往的計(jì)算過程偶然發(fā)現(xiàn)，電流7200A的時(shí)候，27.6*7200=198720克，大約是200公斤，所以就形成經(jīng)驗(yàn)值：工作電流7200A，日產(chǎn)銅200公斤；第二點(diǎn)，同樣依據(jù)轉(zhuǎn)速采集，如果轉(zhuǎn)速是Rrpm，滾筒周長(zhǎng)是Ncm，在進(jìn)線速度是R*N/100/60，24小時(shí)內(nèi)進(jìn)線長(zhǎng)度為〔R*N/100/60〕*24*60*60=14.4R*N；單位長(zhǎng)度的直徑為D的鋼絲重量=0.7854*D*D*鋼絲密度=0.7854*D*D*7.86，這樣24小時(shí)之內(nèi)設(shè)備“吞〞進(jìn)鋼絲的總重量為14.4*R*N*0.7854*7.86*D*D簡(jiǎn)化為88.895*R*N*D*D第三點(diǎn)，兩者比照得到含量比例，一般來說N=175cm，如果取直徑2.0的鋼絲，那么日進(jìn)鋼絲：88.895*R*175*2*2=62226克，在某個(gè)速度時(shí)如果采集到了R值，就知道了在這個(gè)速度下24小時(shí)的鋼絲吞進(jìn)量，按照含量比可以得到24小時(shí)應(yīng)該電解銅的重量，對(duì)照7200A是200公斤等比例變化就可以得到電流參數(shù)。由于目前最摸不透的是電流效率，特別是在冷啟動(dòng)的情況下，而且剛啟動(dòng)時(shí)銅板與鈦牌接觸也不好，電壓相對(duì)很高，所以比較難把握，必須提高巡回檢測(cè)頻率縮短參數(shù)調(diào)整所需要的時(shí)間。當(dāng)溶液?jiǎn)栴}，電壓等到達(dá)根本正常的狀態(tài)，那么以上精確計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)估算，都能比較準(zhǔn)確地把握住銅含量。對(duì)于軟線生產(chǎn)，由于軟線在電鍍過程的延伸，其實(shí)不會(huì)對(duì)產(chǎn)量和質(zhì)量造成影響，如同線材穿過模具，只要不松弛〔等同打滑〕不斷線，延伸在單位時(shí)間通過線材上某個(gè)截面的體積是一樣的，也就是：v1*S1=v2*S2，當(dāng)S2變小時(shí)v2必然增大或者說v1*(π/4)*D1*D1=v2*(π/4)*D2*D2。通過上文關(guān)于銅含量控制的表達(dá)式可以看出，上銅比例不會(huì)變。但是誤差在于，從放線到進(jìn)入主鍍?nèi)芤哼@段距離之內(nèi)軟線所發(fā)生的形變?cè)斐傻目s小的線徑，才應(yīng)該是真正用于理論測(cè)算的線徑，進(jìn)入溶液后發(fā)生的形變那么不再產(chǎn)生影響。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.要素1：一．影響電鍍銅包鋼產(chǎn)量的決定性要素由于硬態(tài)線在電鍍過程的延伸幾乎可以忽略，產(chǎn)量可以從電鍍收線的角度理解為24小時(shí)正常生產(chǎn)收多少公斤線的問題，表示為：產(chǎn)量P(g)=[(π/4)*D*D*v*ρ鐵*60*60*24]/(1-Mc)--------------------①D:鐵絲進(jìn)線線徑，單位mmv:鐵絲在鍍槽中的移動(dòng)速度，單位m/sMc:銅層質(zhì)量比，單位%ρ鐵:鐵絲密度，單位g/cm2根據(jù)銅包鋼雙金屬導(dǎo)體本身的特征，鐵絲導(dǎo)電率與最終成品導(dǎo)電率直接決定銅層體積比，從而間接決定銅層質(zhì)量比，因此同一導(dǎo)電率產(chǎn)品的產(chǎn)量函數(shù)的變量只剩下D與v，那么這兩者是什么關(guān)系？能不能理解為線徑大產(chǎn)量就大，或者v大產(chǎn)量就大？不能忽略的是，Mc的值跟D與v有直接限制關(guān)系，所以D與v不是隨意可以變動(dòng)的，演算D與v的關(guān)系有助于進(jìn)一步查找關(guān)鍵變量。鐵絲上任意一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，從進(jìn)鍍槽開始到出鍍槽，都均勻地經(jīng)過鍍液環(huán)境電流的“洗禮〞，假設(shè)鐵絲進(jìn)出鍍槽的總長(zhǎng)度L(m)，電流I，電流效率η，那么整流器放電時(shí)間t=L/v----------②放電過程電鍍銅總重量為M=QItη------------③這些銅均勻地分布在總長(zhǎng)L的鐵絲上，所以單位長(zhǎng)度(1m)鐵絲上的銅重量AVGm=QI(L/v)η/L=QIη/v---------④單位長(zhǎng)度(1m)鐵絲重量為(π/4)*D*D*ρ鐵McQIη/vvQIη----------=----------------------------------⑤由⑤式變?yōu)?-------------=------------------------------------------⑥(1-Mc)(π/4)*D*D*ρ鐵(1-Mc)π/4)*D*D*ρ鐵*Mc將⑥式代入①式得到[(π/4)*D*D*ρ鐵*60*60*24]*QIη60*60*24*QIη產(chǎn)量P(g)=--------------------------------------------------------=-------------------------------------(π/4)*D*D*ρ鐵*McMc上式中Q為銅的電化當(dāng)量定值63.54/192969.12，η受設(shè)備狀態(tài)、溶液情況以及電流密度等影響，根據(jù)我公司實(shí)際情況統(tǒng)計(jì)一般在94%-97%，由此可見，同一導(dǎo)電率的硬線的產(chǎn)量直接由電流決定，取94%作為電流效率的保守估計(jì)，再進(jìn)一步代入數(shù)據(jù)得到產(chǎn)量〔公斤〕=I/37.394Mc西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.要素2：二．影響電鍍銅包鋼產(chǎn)量的工藝限制性要素那么電鍍過程的電流是否可以無限制地高以追求最大產(chǎn)量化？我們知道電鍍過程對(duì)于電流的限制在于電流密度和體積電流密度，其中陰極電流密度影響相對(duì)較大。假設(shè)電鍍槽有效長(zhǎng)度L1(單位m)，纏繞道數(shù)N，那么陰極電流密度ASD=I/〔π*D*0.01*L1*10*2*N〕電流體積密度A/L=I/溶液總體積硫酸銅電鍍非空氣攪拌情況下，以張家港設(shè)計(jì)出來的槽長(zhǎng)L1=8米為例，那么ASD=I/(5.02655*D*N)----------------------------------------------⑦由于普通硫酸銅電鍍ASD一般在10以內(nèi)，ASD=8屬于理想情況的高密度段，更高的ASD會(huì)明顯增加副反響降低η值，加快水溫升高，耗電增加。因此一般最大電流=5.02655*8*D*N=40.2124D*N，將此結(jié)論代入第一節(jié)的產(chǎn)量簡(jiǎn)化公式，得到產(chǎn)量〔公斤〕=40.2124D*N/37.394Mc=1.07535D*N/Mc為了方便估算最大產(chǎn)量，我們略去1.07535，直接記憶為產(chǎn)量〔估算公斤〕=D*N/Mc--------------------------------------------⑧其他鍍種及攪拌情況決定不同的ASD，但計(jì)算原理一致，由此可見，根據(jù)鍍種工藝不同和攪拌情況引起的ASD極值不同成為了理論產(chǎn)量的限制性要素，電流因素由于工藝的原因被進(jìn)線線徑D和纏繞道數(shù)N兩者相結(jié)合的新要素所取代。西安杰邦科技Xi’anJsboundTechnologyCo.,Ltd.要素3：三．影響電鍍銅包鋼產(chǎn)量的技術(shù)及設(shè)備限制性要素根據(jù)表達(dá)式⑧，做同一導(dǎo)電率產(chǎn)品進(jìn)線線徑越大，道數(shù)越多那么產(chǎn)量越高，這不同于表達(dá)式①，表達(dá)式①中的D,v組合與Mc有直接關(guān)系，而表達(dá)式⑧中的D,N組合與Mc沒有直接關(guān)聯(lián)。D,N的乘積最大值直接受到I最大值的制約，也就是整流器電流最大值的制約。本文第一局部論證了追求產(chǎn)量I越大越好，第二局部闡述了ASD要小于某個(gè)值，也就是DN乘積要最