Vad kopparstångsgjutning täcker
Kopparstång är den halvfärdiga råvaran från vilken tråd, kabelledare, samlingsskena och många bearbetade komponenter tillverkas. Stavgjutning, i den mening som används av producenter och av standarderna, betyder sekvensen av smältnings-, gjutnings- och varmformningsoperationer som omvandlar katodkoppar eller kopparskrot till en sund, enhetlig stav med korrekt kemi, konduktivitet och ytkvalitet. De två produktionsvägarna som dominerar branschen är stränggjutning och valsning samt stränggjutning och valet mellan dem avgör syrehalten, yttillståndet och längden på stången som kan tillföras.
Processen bedöms av tre saker: kemisk sammansättning, elektrisk ledningsförmåga och frihet från defekter som porositet, inneslutningar, ytfogar och oxider. Alla tre styrs uppströms, vid ugnen och vid gjutmaskinen, snarare än korrigeras senare genom ritning.
Processväg och huvudsteg
| Steg | Ändamål | Typiska kontrollpunkter |
|---|---|---|
| Laddningsberedning och smältning | Producera flytande koppar med rätt sammansättning | Laddningsanalys, skrotklassificering, smälttemperatur, oxidationskontroll |
| Raffinering och deoxidation | Ta bort orenheter och ställ in syrenivån | Fosfortillsats för deoxiderade kvaliteter, gasavlägsnande, slaggborttagning |
| Stränggjutning | Stelna smältan till en stång eller en hjulgjuten sektion | Gjuttemperatur, formkylning, gjuthastighet, ytkvalitet |
| Varmrullande | Minska sektionen till stångdiameter | Ingångstemperatur, valspasssekvens, emulsionskylning, stavyta |
| Rengöring och rullning | Ta bort skalan och rulla ihop stången | Betning eller mekanisk avkalkning, torkning, lindningsspänning, rullvikt |
| Besiktning och packning | Verifiera kemi, konduktivitet och yta | Spektrokemisk analys, konduktivitetstest, virvelström eller visuell inspektion |
I den kontinuerliga gjutnings- och valsningsvägen gjuts smält koppar till en stång eller stränggjuten sektion som omedelbart varmvalsas i linje med den färdiga stångdiametern och lindas. Processen är snabb och ger långa, svetsfria spollängder, och det är standardvägen för elektrolytisk tuff kopparstav. I den uppgjutna vägen dras smält koppar uppåt i en vattenkyld grafitform, vilket ger en syrefri eller låg syrestav med en ren yta; uppkastningsprocessen gynnas där syrehalten måste minimeras och där staven kommer att användas för krävande lednings- eller vakuumapplikationer.
Betygsurval och standardkrav
Stång för elektrisk användning är specificerad till ASTM B49 för kopparstav för elektriska ändamål, till GB/T 3952 i det kinesiska systemet och till EN 1977 i Europa. Elektrolytisk tuff kopparstav krävs för att uppfylla en minsta elektrisk ledningsförmåga, normalt uttryckt mot den internationella glödgade kopparstandarden, och de kemiska gränserna för kvaliteten är satta i samma standard. Syrefria kvaliteter är specificerade där syrehalten måste hållas på en mycket låg nivå, typiskt för vakuumanordningar och för ledare som kommer att bli kraftigt kallbearbetade. Fosfordeoxiderade kvaliteter innehåller restfosfor, vilket förbättrar svetsbarheten och lödbeteendet till en viss kostnad i konduktivitet, och används för rör, samlingsskenor och allmän konstruktion.
Konduktivitet är den enskilt mest användbara acceptansparametern, eftersom den svarar på nästan alla uppströmsproblem: fel laddningsblandning, ofullständig deoxidation, överskott av syre, järn eller andra trampelement tar upp och gjutdefekter trycker ner den. Brukscertifikatet registrerar därför kemi och konduktivitet tillsammans, och de två läses alltid som ett par.
Defekter och hur processen kontrollerar dem
Gasporositeten kommer från löst väte och från medbringad gas i smältan, och den kontrolleras genom korrekt avgasningspraxis, rent laddningsmaterial och korrekt gjuttemperatur. Ytsömmar och varv ärvs från gjutnings- och valsningsstegen och tas vanligtvis bort genom noggrann passdesign och genom mekanisk avkalkning snarare än genom att rita. Oxidinneslutningar uppstår från överdriven oxidation av smältan eller från slaggöverföring, och de visar sig senare när tråden går av under dragningen. Mittlinjedefekter kan följa av dålig kylningskontroll i formen eller av felaktig gjuthastighet. Alla dessa är processvariabler, vilket är anledningen till att stavtillverkare övervakar gjuthastighet, smälttemperatur, kylvattenflöde och valskondition kontinuerligt snarare än att bara ta prov på färdig rulle.
Tillämpningar av kopparstång
Tråd och kabelledare för kraftdistribution och byggnadsledningar.
Emaljerad lindningstråd för motorer, generatorer och transformatorer.
Samlingsskena och ställverksledare.
Stång för bearbetning till elektriska plintar, kontakter och kontakter.
Råmaterial för dragna rör och för ytterligare varm- eller kallformningsoperationer.
Jord- och åskskyddsledare.
Inspektionspunkter och vanliga fallgropar
Läs kemi och konduktivitet tillsammans, eftersom båda kan se acceptabel ut medan kombinationen indikerar ett problem.
Bekräfta syrehaltsklassen som beställdes, eftersom tuff stigning och syrefri stav inte är utbytbara.
Kontrollera spolens vikt och längd så att ritlinjen inte lämnas med onödiga skarvar.
Inspektera stavens yta för sömmar och varv innan du drar, eftersom ytdefekter fortplantar sig till trådbrott.
Håll spöet torrt och täckt i butik; ytfukt och salt leder till korrosionsfläckar som förs in i den färdiga produkten.
Verifiera att smältladdningen är kontrollerad och dokumenterad, eftersom upptagning av trampelement minskar konduktiviteten.
FAQ
F: Vad är skillnaden mellan kontinuerligt gjuten och valsad stav och upcast stav?
Kontinuerlig gjutning och valsning ger stång med hög effekt med ett varmvalsningssteg i rad och en kontrollerad syrehalt som är typisk för koppar av hård beck. Uppgjuten gjutning producerar stång i en vattenkyld form, vilket ger låg syrehalt och en ren yta för mer krävande ledningsapplikationer.
F: Vilken standard täcker kopparstav för elektrisk användning?
ASTM B49 täcker kopparstavar för elektriska ändamål, GB/T 3952 täcker samma produkt i det kinesiska systemet och EN 1977 täcker den i Europa. Kemigränser och konduktivitetskrav anges i dessa standarder.
F: Varför spelar ledningsförmåga större roll än utseende?
Konduktiviteten är känslig för nästan alla bearbetningsfel, inklusive fel laddningsblandning, deoxidationsproblem, trampelement och gjutdefekter, så det är en pålitlig indikator på övergripande processkontroll.
F: Vad orsakar porositet i gjuten kopparstav?
Löst eller innesluten gas i smältan, vanligtvis i kombination med en felaktig gjuttemperatur eller otillräcklig avgasning. Förlängd porositet uppträder i den färdiga produkten som inre hålrum och som ytdefekter efter dragning.
F: När används fosfordeoxiderad koppar?
Där förbättrad svetsbarhet och lödningsbeteende har större betydelse än de sista procenten av konduktiviteten, till exempel i rör, samlingsskenor och allmänna tekniska produkter.
F: Hur inspekteras spö före leverans?
Genom spektrokemisk analys av kemi, konduktivitetsmätning, visuell och virvelströms- eller ytinspektion av spolen och dimensionskontroller av stavdiameter och ovalitet.
F: Kan kopparstång svetsas eller sammanfogas?
Stång och tråden som dras från den kan sammanfogas genom stumsvetsning för bearbetningsändamål, och svetsbarheten hos kvaliteten är en anledning till att fosfordeoxiderad koppar väljs för vissa tillverkningsvägar.
