Bagaimana membedakan batang tembaga bebas oksigen dengan batang tembaga rendah oksigen?
Pendahuluan: Orang sering bingung membedakan batang tembaga bebas oksigen dengan batang tembaga rendah oksigen. Untuk mengurangi terjadinya situasi ini, artikel ini akan membantu semua orang membuat penilaian yang benar berdasarkan pengalaman praktis para praktisi selama bertahun-tahun. Ada perbedaan performa yang sangat besar di antara keduanya. Jika Anda mengidentifikasinya dengan cermat dari tampilannya, Anda juga dapat menemukan beberapa hal yang dapat membedakannya.
Proses produksi batang tembaga bebas oksigen dan batang tembaga rendah oksigen berbeda-beda, terlihat dari namanya. Perbedaan utama antara keduanya adalah kandungan oksigennya. Saat ini ada yang bilang, saya tahu yang satu mengandung oksigen dan yang lainnya tidak. Meski kedengarannya benar, namun sebenarnya salah. Meski disebut tembaga bebas oksigen, bahan ini juga mengandung oksigen, namun kandungannya sangat kecil dan bisa diabaikan. Selain itu, karena proses manufaktur yang berbeda, terdapat perbedaan kinerja tertentu. Batang tembaga bebas oksigen memiliki tampilan lebih cerah. Oleh karena itu, ketika dua produk ditemui pada saat yang sama, batang tembaga bebas oksigen umumnya memiliki kecerahan yang lebih baik.
1. Definisi
Menggunakan tembaga sebagai bahan bakunya, batang tembaga dengan kandungan oksigen antara 200 (175) dan 400 (450) ppm diproduksi melalui metode pengecoran dan penggulungan terus menerus, yang disebut batang tembaga rendah oksigen.
Batang tembaga yang dihasilkan dengan metode induksi ke atas dengan kandungan oksigen di bawah 20 ppm disebut batang tembaga bebas oksigen. Batang tembaga bebas oksigen adalah tembaga murni yang tidak mengandung oksigen atau residu deoksidasi apa pun, tetapi sebenarnya mengandung sangat sedikit oksigen dan beberapa kotoran. Menurut standar, kandungan oksigen tidak lebih besar dari 0.02%, kandungan pengotor total tidak lebih besar dari 0.05%, dan kemurnian tembaga lebih besar dari 99,95%. Menurut kandungan oksigen dan kandungan pengotornya, batang tembaga bebas oksigen dibagi menjadi batang tembaga TU1 dan TU2. Kemurnian batang tembaga bebas oksigen TU1 mencapai 99,99%, dan kandungan oksigen tidak lebih dari 0,001%; kemurnian tembaga bebas oksigen TU2 mencapai 99,95%, dan kandungan oksigen tidak lebih dari 0,002%.
2. Proses produksi
Batang tembaga merupakan bahan baku utama dalam industri kabel. Ada dua metode produksi: pengecoran dan penggulungan kontinyu, dan pengecoran kontinyu ke atas.
Ada banyak metode untuk memproduksi batang tembaga rendah oksigen dengan pengecoran dan penggulungan terus menerus, dan kandungan oksigen umumnya 200-400ppm. Ciri-cirinya adalah setelah logam dilebur dalam tungku poros, cairan tembaga melewati tungku penahan, saluran, dan tundish, dan masuk ke rongga cetakan yang tertutup dari pipa penuangan. Ini didinginkan dengan intensitas pendinginan yang lebih besar untuk membentuk pelat cor, dan kemudian diproses dalam beberapa lintasan. Setelah penggulungan, struktur pengecoran asli telah rusak, dan batang tembaga rendah oksigen yang dihasilkan memiliki struktur yang diproses secara termal.
Di Cina, metode pengecoran kontinyu ke atas pada dasarnya digunakan untuk menghasilkan batang tembaga bebas oksigen, dan kandungan oksigen umumnya di bawah 20ppm. Setelah logam dilebur dalam tungku induksi, logam tersebut terus menerus dilemparkan ke atas melalui cetakan grafit, dan kemudian digulung dingin atau dikerjakan dingin. Batang tembaga bebas oksigen yang dihasilkan adalah struktur cor.
Batang tembaga rendah oksigen adalah struktur yang diproses secara termal, dan rekristalisasi telah muncul pada batang 8 mm. Batang tembaga bebas oksigen memiliki struktur cor dengan butiran kasar. Inilah sebabnya mengapa batang tembaga bebas oksigen memiliki suhu rekristalisasi yang lebih tinggi dan memerlukan suhu anil yang lebih tinggi. Karena rekristalisasi terjadi di dekat batas butir, butiran struktur batang tembaga bebas oksigen menjadi kasar, dan ukuran butir bahkan dapat mencapai beberapa milimeter. Oleh karena itu, batas butirnya sedikit. Sekalipun terdeformasi karena gambar, batas butirnya adalah batang tembaga yang relatif rendah oksigen. Masih lebih kecil lagi, sehingga diperlukan daya annealing yang lebih tinggi.
Persyaratan keberhasilan anil tembaga bebas oksigen adalah: anil pertama ketika kawat ditarik dari batang tetapi belum dicor. Kekuatan anil harus 10-15% lebih tinggi dibandingkan tembaga rendah oksigen dalam situasi yang sama. Setelah penarikan terus menerus, margin yang cukup harus dibiarkan untuk daya anil pada tahap berikutnya dan proses anil yang berbeda harus dilakukan pada tembaga rendah oksigen dan tembaga bebas oksigen untuk memastikan kelembutan kabel dalam proses dan kabel jadi.
3. Kandungan oksigen
Sangat mudah untuk membedakan antara batang anaerobik dan hipoksia berdasarkan kandungan oksigennya. Kandungan oksigen pada batang tembaga anaerobik berada di bawah 10-20ppm, namun saat ini beberapa produsen hanya dapat mencapai di bawah 50ppm. Batang tembaga dengan kandungan oksigen rendah adalah 200-400ppm, dan batang tembaga yang baik umumnya memiliki kandungan oksigen sekitar 250ppm.
Kandungan oksigen tembaga katoda yang digunakan dalam produksi batang tembaga umumnya 10-50ppm, dan kelarutan oksigen padat dalam tembaga pada suhu kamar sekitar 2ppm. Kandungan oksigen pada batang tembaga rendah oksigen umumnya 200 (175)-400 (450) ppm, sehingga oksigen dihirup dalam keadaan cair tembaga. Sebaliknya, batang tembaga bebas oksigen yang dihasilkan dengan metode up-drawing direduksi dan dihilangkan setelah oksigen disimpan di bawah tembaga cair dalam waktu lama. Biasanya, kandungan oksigen pada batang ini berada di bawah 10-50ppm, dan paling rendah bisa mencapai 1-2ppm.
Dari sudut pandang struktural, oksigen dalam batang tembaga rendah oksigen berada dalam keadaan oksida tembaga di dekat batas butir. Hal ini umum terjadi pada batang tembaga rendah oksigen, tetapi jarang terjadi pada batang tembaga bebas oksigen. Tembaga oksida muncul sebagai inklusi pada batas butir, yang dapat berdampak negatif pada ketangguhan material. Oksigen dalam tembaga bebas oksigen sangat rendah, sehingga struktur tembaga ini merupakan struktur fase tunggal yang seragam, yang bermanfaat untuk ketangguhan. Porositas jarang terjadi pada batang tembaga bebas oksigen, namun merupakan cacat umum pada batang tembaga rendah oksigen.
4. Pertunjukan menggambar
Kinerja penarikan batang tembaga terkait dengan banyak faktor, seperti kandungan pengotor, kandungan dan distribusi oksigen, pengendalian proses, dll.
Batang bebas oksigen umumnya mengadopsi metode penarikan ke atas, sedangkan batang hipoksia diproduksi dengan pengecoran dan penggulungan terus menerus. Secara relatif, batang hipoksia lebih mudah beradaptasi dengan sifat kawat berenamel, seperti kelembutan, sudut pantulan, dan kinerja belitan, tetapi batang hipoksia relatif lebih menuntut kondisi penarikan kawat. Regangkan juga 0.2 filamen. Jika kondisi peregangan tidak baik, batang anaerobik biasa dapat diregangkan, tetapi batang hipoksia yang baik akan patah; tetapi jika batang yang sama ditempatkan dalam kondisi regangan yang baik, batang hipoksia mungkin dapat meregang hingga dua kali lipat nol dan lima, sedangkan kutub anaerobik biasa hanya dapat meregang hingga 0.1 paling banyak. Tentu saja yang tertipis seperti Shuang Zero Two harus bergantung pada batang tembaga bebas oksigen impor. Keduanya dapat diregangkan hingga 0.015 mm, tetapi pada tembaga bebas oksigen tingkat suhu rendah dalam kawat superkonduktor suhu rendah, jarak antar filamen hanya 0,001 mm.
1. Pengaruh metode peleburan terhadap pengotor seperti S
Metode pengecoran dan penggulungan kontinyu terutama melelehkan batang tembaga melalui pembakaran gas. Selama proses pembakaran, melalui oksidasi dan penguapan, beberapa pengotor dapat dikurangi sampai batas tertentu dengan masuknya cairan tembaga, sehingga kebutuhan bahan bakunya relatif rendah. Metode pengecoran kontinyu ke atas menggunakan tungku induksi untuk peleburan. "Patina" dan "biji tembaga" pada permukaan tembaga elektrolitik pada dasarnya akan dicairkan ke dalam cairan tembaga. S yang meleleh mempunyai pengaruh yang besar terhadap plastisitas batang tembaga bebas oksigen dan akan meningkatkan kerusakan kawat. tarif garis.
2. Masuknya pengotor pada saat proses pengecoran
Selama proses produksi, proses pengecoran dan penggulungan secara kontinyu memerlukan pemindahan tembaga cair melalui tungku penahan, saluran, dan tundi, yang relatif mudah menyebabkan bahan tahan api terkelupas. Selama proses penggulungan, ia harus melewati gulungan sehingga menyebabkan setrika terlepas, yang akan menyebabkan tercampurnya bagian luar. Penggulungan oksida selama proses akan berdampak buruk pada gambar batang hipoksia. Proses produksi metode pengecoran kontinyu ke atas berlangsung singkat. Cairan tembaga diselesaikan melalui aliran submersible dalam tungku gabungan, yang berdampak kecil pada bahan tahan api. Kristalisasi dilakukan dalam cetakan grafit, sehingga lebih sedikit sumber polusi dan pengotor yang mungkin dihasilkan dalam proses tersebut. Peluang masuknya lebih kecil.
3. Bentuk distribusi oksigen dan dampaknya
Kandungan oksigen mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kinerja penarikan kawat batang tembaga. Ketika kandungan oksigen berada pada nilai optimal, laju kerusakan batang tembaga paling rendah. Hal ini karena oksigen bertindak sebagai pemulung dalam reaksinya dengan sebagian besar pengotor. Oksigen moderat juga kondusif untuk menghilangkan hidrogen dari cairan tembaga, menyebabkan uap air meluap, dan mengurangi pembentukan pori-pori.
Distribusi oksida batang tembaga rendah oksigen: Pada tahap awal pemadatan dalam pengecoran kontinyu, laju pembuangan panas dan pendinginan seragam merupakan faktor utama yang menentukan distribusi oksida batang tembaga. Pendinginan yang tidak merata akan menyebabkan perbedaan penting pada struktur internal batang tembaga, namun pada proses termal berikutnya, kristal kolumnar biasanya akan hancur, sehingga menghasilkan penghalusan dan distribusi partikel oksida tembaga yang seragam. Situasi khas yang diakibatkan oleh agregasi partikel oksida adalah ledakan sentral. Selain pengaruh distribusi partikel oksida, batang tembaga dengan partikel oksida yang lebih kecil menunjukkan karakteristik penarikan kawat yang lebih baik, dan partikel oksida tembaga yang lebih besar dengan mudah menyebabkan titik konsentrasi tegangan dan putus.
Kandungan oksigen pada batang tembaga bebas oksigen melebihi standar, batang tembaga menjadi rapuh, perpanjangan berkurang, port yang diregangkan tampak merah tua, dan struktur kristal kendor. Ketika kandungan oksigen melebihi 8ppm, kinerja proses menurun, yang diwujudkan dalam tingkat kerusakan batang dan kerusakan kawat yang sangat tinggi selama pengecoran dan penarikan. Hal ini karena oksigen dapat membentuk fase rapuh oksida tembaga dengan tembaga, membentuk eutektik oksida tembaga-kupro, yang didistribusikan pada batas dalam struktur jaringan. Fasa getas ini memiliki kekerasan yang tinggi dan akan terpisah dari badan tembaga pada saat deformasi dingin sehingga menyebabkan sifat mekanik batang tembaga menurun dan mudah menyebabkan patah pada proses selanjutnya. Kandungan oksigen yang tinggi juga dapat menyebabkan konduktivitas batang tembaga bebas oksigen menurun. Oleh karena itu, proses pengecoran kontinyu ke atas dan kualitas produk harus dikontrol dengan ketat.
4. Pengaruh hidrogen
Dalam pengecoran kontinyu ke atas, kandungan oksigen dikontrol lebih rendah, efek samping oksida berkurang, dan pengaruh hidrogen menjadi masalah yang lebih signifikan.
Ada reaksi kesetimbangan dalam lelehan setelah terhirup: H₂O(g)=[O]+2[H]. Gas dan porositas terbentuk selama proses kristalisasi ketika hidrogen mengendap dan terakumulasi dari larutan lewat jenuh. Hidrogen yang diendapkan sebelum kristalisasi dapat mereduksi oksida tembaga sehingga menghasilkan gelembung air. Karena ciri pengecoran ke atas adalah kristalisasi tembaga cair dari atas ke bawah, maka bentuk cairan yang terbentuk kira-kira berbentuk kerucut. Gas yang diendapkan sebelum cairan tembaga mengkristal tersumbat dalam struktur pemadatan selama proses pengapungan, dan pori-pori terbentuk di batang tuang selama kristalisasi. Ketika kandungan gas ke atas kecil, hidrogen yang diendapkan berada pada batas butir dan membentuk porositas; ketika kandungan gasnya tinggi, ia berkumpul di pori-pori. Oleh karena itu, pori-pori dan porositas dibentuk oleh hidrogen dan uap air.
Hidrogen berasal dari berbagai link proses dalam proses produksi hulu, seperti "patina" bahan baku tembaga elektrolitik, bahan pembantu arang, lingkungan iklim lembab, dan alat kristalisasi grafit tidak kering, dll. Oleh karena itu, permukaannya cairan tembaga dalam tungku peleburan harus ditutup dengan arang panggang, dan tembaga elektrolitik harus mencoba menghilangkan "patina", "biji tembaga" dan "telinga", yang sangat penting untuk meningkatkan kualitas batang tembaga bebas oksigen .
Dalam proses pengecoran dan penggulungan secara kontinyu, hidrogen sering kali dikontrol dengan mengontrol kandungan oksigen (Cu₂O+H₂=2Cu+H₂O) secara moderat. Karena tembaga cair mengkristal dari bawah ke atas selama proses pengecoran, uap air yang dihasilkan oleh oksigen dan hidrogen dalam tembaga cair dapat dengan mudah mengapung dan keluar. Sebagian besar hidrogen dalam tembaga cair dapat dihilangkan secara efektif, sehingga mempengaruhi batang tembaga. lebih kecil.
5. Kualitas permukaan
Dalam proses produksi produk seperti kabel elektromagnetik, persyaratan kualitas permukaan batang tembaga juga diperlukan. Permukaan kawat tembaga yang ditarik harus bebas dari gerinda, lebih sedikit bubuk tembaga, dan bebas noda minyak. Kualitas kawat tembaga harus diukur melalui uji torsi dan pemulihan batang tembaga setelah torsi untuk menentukan kualitasnya.
Selama proses pengecoran dan pengerolan secara kontinyu, dari pengecoran hingga pengerolan, suhunya tinggi dan seluruhnya terkena udara, menyebabkan terbentuknya lapisan oksida tebal pada permukaan pelat cor. Selama proses penggulungan, saat rol berputar, partikel oksida digulung ke permukaan kawat tembaga. Karena oksida tembaga adalah senyawa rapuh dengan titik leleh tinggi, ketika agregat oksida tembaga yang digulung dalam-dalam diregangkan oleh cetakan, gerinda akan terbentuk pada permukaan luar batang tembaga, yang menyebabkan masalah pada pengecatan berikutnya. Ada dua jenis peralatan utama yang diimpor untuk batang tembaga rendah oksigen: peralatan SOUTHWIRE dari Amerika Serikat, yang produsen dalam negerinya adalah Nanjing Huaxin dan Jiangxi Copper; yang lainnya adalah peralatan CONTIROD dari Jerman, yang produsen dalam negerinya adalah Changzhou Jinyuan dan Tianjin Seamless.
Batang tembaga bebas oksigen yang diproduksi dengan proses pengecoran kontinu ke atas sepenuhnya diisolasi dari oksigen karena pengecoran dan pendinginan, dan tidak ada proses penggulungan panas berikutnya. Tidak ada oksida yang tergulung pada permukaan batang tembaga, dan kualitasnya lebih baik. Bubuk tembaga setelah menggambar lebih sedikit. , masalah di atas kecil kemungkinannya untuk terjadi.
Produksi batang tembaga bebas oksigen juga dibagi menjadi produksi peralatan impor dan produksi peralatan dalam negeri. Namun, produk impor tidak memiliki keunggulan yang jelas saat ini. Tidak banyak perbedaan pada produk batang tembaga yang dihasilkan. Selama pelat tembaga dipilih dengan baik dan pengendalian produksi stabil, peralatan dalam negeri juga dapat menghasilkan keluaran yang andal. Regangkan batang tembaga 0.05. Peralatan yang diimpor umumnya merupakan peralatan dari Outokumpu Finlandia. Peralatan dalam negeri terbaik harus berasal dari Shanghai Navy Yard, yang memiliki waktu produksi terlama dan kualitas yang dapat diandalkan.
6. Aplikasi
Batang tembaga rendah oksigen dan batang tembaga bebas oksigen keduanya digunakan oleh ahli listrik. Mereka tidak lebih dari kabel dan kabel, kabel berenamel, kabel datar, dan batangan tembaga. Tidak banyak perbedaan di bidang aplikasi.
Batang tembaga bebas oksigen umumnya dihasilkan dari tembaga elektrolitik, dan resistivitas serta kinerja pemrosesannya lebih baik daripada batang tembaga rendah oksigen. Oleh karena itu, batang bebas oksigen umumnya digunakan untuk memproduksi bahan listrik dengan permintaan tinggi, seperti kabel berenamel. Ketahanan batang bebas oksigen pasti lebih kecil, dan penerapan situasi pemanasan saat menggunakan motor pasti lebih baik dibandingkan dengan batang hipoksia.
Manufacturing oxygen-free copper rods requires higher quality raw materials. Generally, when drawing copper wires with a diameter >Batang tembaga rendah oksigen berukuran 1 mm memiliki keunggulan yang jelas. Batang tembaga bebas oksigen bahkan lebih unggul saat menggambar kabel tembaga dengan diameter<0.5mm. . The 6mm oxygen-free copper rod is used to produce copper flat wires, and the 3mm oxygen-free copper rod is used for wire drawing to produce wire copper cores and enameled wires, which are mainly used in wires, cables and motors. When drawing wire with a low-oxygen rod, it is difficult to draw filaments below 0.5mm.
Oleh karena itu, sekarang pada dasarnya produk listrik berukuran besar dengan persyaratan resistansi rendah menggunakan batang dengan oksigen rendah; produk berukuran kecil dengan persyaratan ketahanan tinggi menggunakan batang anaerobik. Kabel audio umumnya lebih suka menggunakan batang bebas oksigen. Hal ini terkait dengan fakta bahwa batang bebas oksigen adalah tembaga kristal tunggal dan batang hipoksia adalah tembaga polikristalin.
7. Keuntungan harga
Saat ini semakin banyak perusahaan kabel yang cenderung menggunakan batang tembaga bebas oksigen sebagai bahan baku pembuatan kabel. Lantas, apa keunggulan kinerja batang tembaga bebas oksigen dibandingkan batang tembaga biasa?
"Dibandingkan dengan batang tembaga biasa, batang tembaga bebas oksigen memiliki keuletan yang lebih baik dan konduktivitas yang lebih tinggi, serta merupakan bahan baku paling ideal untuk industri kawat dan kabel serta kelistrikan dan kelistrikan." kata seorang senior produsen batang tembaga bebas oksigen. Dibandingkan dengan batang tembaga biasa, batang tembaga bebas oksigen memiliki karakteristik yang sangat baik seperti kemurnian tinggi, kandungan oksigen rendah, konduktivitas tinggi, dan kinerja pemrosesan yang baik. Mereka juga memiliki penampilan yang halus, permukaan bulat, dan tidak ada gerinda, retak, terkelupas, atau cacat inklusi.
Batang tembaga biasa sering kali mengandung sejumlah besar pengotor oksida tembaga, yang akan berdampak negatif pada ketangguhan material. Batang tembaga bebas oksigen berkualitas tinggi hampir tidak memiliki kotoran dan memiliki ketangguhan yang sangat baik. Selain itu, batang tembaga bebas oksigen yang sangat baik memiliki struktur yang seragam dan kristal yang tebal, yang tidak hanya mengatasi cacat porositas paling umum pada batang tembaga biasa, tetapi juga memiliki daya tarik paling unggul di antara semua diameter kawat.
Jadi, apakah batang tembaga bebas oksigen dengan performa luar biasa berarti harganya mahal? Orang dalam industri menjawab pertanyaan ini dengan negatif. Di satu sisi, produksi batang tembaga bebas oksigen dalam negeri saat ini sebagian besar menggunakan metode penarikan ke atas. Proses mainstream ini sendiri memiliki keunggulan berupa alur proses yang singkat, tingkat hasil yang tinggi, biaya yang rendah, dan investasi yang rendah. Oleh karena itu, harga batang tembaga bebas oksigen relatif. Harga batang tembaga biasa tidak akan jauh lebih tinggi; di sisi lain, proses produksi tembaga bebas oksigen telah mengalami pengembangan hampir 20 tahun, dan telah banyak perbaikan dalam metode operasi dan proses, seperti menambahkan proses pemurnian pada proses produksi up-drawing, menggunakan tembaga bekas. kawat yang dihasilkan selama proses peleburan dan produksi tungku frekuensi daya dengan metode induksi ke atas dibebaskan dari biaya pemrosesan tambahan dan biaya transportasi. Dengan teknologi dan proses produksi yang sempurna, produsen batang tembaga bebas oksigen yang matang dapat membuat harga batang tembaga bebas oksigen hampir sama dengan batang tembaga biasa.
