銅包鋁線的退火工藝
銅包鋁線的退火和銅線一樣,解決拉拔后的冷作硬化現(xiàn)象,使扭曲的晶格通過再結(jié)晶恢復(fù)規(guī)則排列而軟化。然而,雙金屬導(dǎo)體的退火工藝與銅鋁單質(zhì)導(dǎo)線的退火有比較明顯的差異。銅線在再結(jié)晶溫度以上至熔點以下的幾百度范圍內(nèi)的任意點上退火都不會出現(xiàn)質(zhì)量事故,對溫度的波動反應(yīng)不甚敏感;而銅包鋁線對爐溫限定的比較嚴格、走線管之間溫差不許太大差異。以走線管作加熱元件的水封式銅線退火爐,由于其是自熱式熱源,爐溫平衡后各走線管溫度場分布不同.爐體外側(cè)的走線管總是低于內(nèi)側(cè)的管溫,且設(shè)定爐溫越高.溫差愈大,可達30℃以上。同時走線的同規(guī)格導(dǎo)體的退火性能大不相同,當(dāng)中間排列的走線管的導(dǎo)體合格時,外側(cè)兩根管的線卻硬、達不到延伸率的指標(biāo)。
在另外一種情況下,各走線管溫度基本一樣,走線速度不變、設(shè)定的爐溫僅僅上下相差20℃時,也會出現(xiàn)不同的結(jié)果:在上限時,銅鋁合金層很快加厚,導(dǎo)線變脆,延伸率明顯降低;設(shè)在下限時.導(dǎo)線的延伸率增加得很少、不明顯。這足以證明銅包鋁線對溫度反應(yīng)很敏感、適應(yīng)退火所設(shè)定的爐溫幅度較窄。
銅包鋁線在包銅皮及拉伸過程中、由于受擠壓力和由此塑變產(chǎn)生溫度的作用下,在雙金屬的界面上已形成了約< 0.01 mm 厚的銅鋁共晶體合金層。該合金的熔點是548℃,低于兩種單質(zhì)金屬的熔點。銅和鋁的退火本應(yīng)設(shè)定在548℃ 以下.以免銅鋁合金的熔化增大。為增加銅鋁界面的結(jié)合強度、還須適當(dāng)加厚合金層的厚度達到0.02 mm 左右,因此,實際運行中爐溫設(shè)定在548℃以上.不過在超過合金熔點以上的爐溫運行時,不能讓導(dǎo)體在走線管內(nèi)停留時間過長,否則會導(dǎo)致合金層加厚過大,嚴重的可使銅包鋁線全部熔化甚至堵塞走線管。
導(dǎo)體的軟化與否取決于雙金屬各自是否都達到了再結(jié)晶溫度,關(guān)鍵因素有兩個,即在走線管內(nèi)通過的時間和被加熱的狀態(tài).這對合理確定工藝參數(shù)有直接關(guān)系。鋁的再結(jié)晶溫度是100℃,銅是270℃,銅鋁合金形成共晶體的溫度是548℃,因此實際操作運行時,爐溫往往設(shè)定在:550℃~ 600℃,同時還要使導(dǎo)體圓截面每一點都能達到再結(jié)晶溫度,就須有的熱量傳遞時間。兩種金屬的導(dǎo)熱率有差異,銅是0.923 cal/cm ·s·C,鋁是0.52 cal/cm·s·C,銅的傳熱速度幾乎比鋁快l倍,且銅在外表鋁在內(nèi)心,熱量由外傳向心層。因此,走線速度(亦在爐管內(nèi)時間)通常是相同截面銅線的一半。
銅包鋁線的退火爐溫一般控制在600℃以下,走線速度視導(dǎo)體截面大小而定。由于相對銅線的退火溫低,在進水槽冷卻時產(chǎn)生的蒸汽量少.不時地出現(xiàn)氧化現(xiàn)象,為增加蒸汽量和提高蒸汽的密度,水槽的溫度不應(yīng)過低,一般應(yīng)控制在70℃左右;同時進線端的導(dǎo)體套要套到走線管上,用以縮小水蒸汽出口截面,入口處蒸汽的被動,使導(dǎo)體處于穩(wěn)定預(yù)熱狀態(tài),提高軟化效果。
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