Skirtumas tarp mažai deguonies turinčio vario strypo ir bedeguonio vario strypo veikimo
Varinis strypas yra pagrindinė kabelių pramonės žaliava. Yra du pagrindiniai gamybos būdai: nuolatinis liejimas ir valcavimas bei nuolatinis liejimas aukštyn. Yra daug metodų, kaip gaminti mažai deguonies turinčius varinius strypus nepertraukiamo liejimo ir valcavimo būdu. Charakteristikos yra tokios, kad metalui išsilydžius vertikalioje krosnyje, vario skystis praeina per izoliacinę krosnį, lataką ir kanalizaciją ir iš liejimo vamzdžio patenka į uždarą formos ertmę. Jis aušinamas dideliu aušinimo intensyvumu, kad būtų suformuotas liejamas ruošinys, o po to kelis kartus valcuojamas. Pagamintas mažai deguonies turintis vario strypas yra karštai apdorota konstrukcija. Pradinė liejimo struktūra buvo pažeista, o deguonies kiekis paprastai yra nuo 200 iki 400 ppm. Iš esmės visi variniai strypai be deguonies gaminami Kinijoje nepertraukiamo liejimo būdu. Išlydžius metalą indukcinėje krosnyje, jis išliejamas per grafito formą ir šaltai valcuojamas arba šaltai apdorojamas. Pagamintas be deguonies vario strypas yra liejimo struktūra, kurioje deguonies kiekis paprastai yra mažesnis nei 20 ppm. Dėl skirtingų gamybos procesų yra didelių skirtumų daugeliu aspektų, tokių kaip organizacinė struktūra, deguonies kiekio pasiskirstymas, priemaišų forma ir pasiskirstymas.
1. Piešimo atlikimas
Varinių strypų tempimo charakteristikos yra susijusios su daugeliu veiksnių, tokių kaip priemaišų kiekis, deguonies kiekis ir pasiskirstymas, proceso valdymas ir kt. Varinių strypų tempimo charakteristikos yra analizuojamos iš aukščiau išvardytų aspektų.
1. Lydymosi metodo įtaka priemaišoms, tokioms kaip S
Nepertraukiamo vario strypų liejimo ir valcavimo metu variniai strypai daugiausia išlydomi deginant dujas. Degimo proceso metu kai kurios priemaišos gali būti tam tikru mastu sumažintos oksiduojant ir išgaruojant. Todėl nepertraukiamo liejimo ir valcavimo metodas turi palyginti mažus reikalavimus žaliavoms. Gaminant bedeguoninius varinius strypus, kadangi lydymui naudojama indukcinė krosnis, elektrolitinio vario paviršiuje esantys „patina“ ir „vario pupelės“ iš esmės ištirpsta į vario skystį. Tarp jų išlydytas S turi didelę įtaką bedeguonių varinių strypų plastiškumui ir padidins vielos traukimo trūkimo greitį.
2. Priemaišų patekimas liejimo metu
Gamybos proceso metu nepertraukiamo liejimo ir valcavimo procese vario skystis turi būti pernešamas per izoliacinę krosnį, lataką ir kanalizaciją, todėl gana lengva nulupti ugniai atsparias medžiagas. Valcavimo proceso metu jis turi praeiti per volą, todėl geležis nukris, o tai sukels išorinius vario strypo inkliuzus. Oksidų valcavimas ant odos ir po oda karštojo valcavimo metu turės neigiamą poveikį mažai deguonies turinčių strypų vielos tempimui. Nepertraukiamo liejimo aukštyn metodo gamybos procesas yra gana trumpas. Vario skystį užbaigia panardintas srautas jungtinėje krosnyje, kuris mažai veikia ugniai atsparią medžiagą. Kristalizacija atliekama grafito formoje, todėl proceso metu gali susidaryti mažiau taršos šaltinių ir mažiau galimybių patekti į nešvarumus.
O, S ir P yra elementai, gaminantys junginius su variu. Išlydytame varyje deguonis gali būti iš dalies ištirpęs, tačiau variui kondensuojantis deguonis varyje beveik netirpsta. Ištirpęs deguonis išlydytas nusėda kaip vario=vario oksido eutektika ir pasiskirsto grūdelių ribose. Vario ir vario oksido eutektikos atsiradimas žymiai sumažina vario plastiškumą.
Siera gali būti ištirpinta išlydytame varyje, tačiau kambario temperatūroje jos tirpumas beveik sumažėja iki nulio. Jis pasirodo grūdelių ribose vario sulfido pavidalu, kuris žymiai sumažina vario plastiškumą.
3. Deguonies pasiskirstymo forma ir įtaka mažai deguonies turinčiuose variniuose ir bedeguoniuose variniuose strypuose
Deguonies kiekis turi didelės įtakos mažai deguonies turinčių varinių strypų vielos tempimo charakteristikoms. Kai deguonies kiekis padidėja iki optimalios vertės, vario strypo vielos trūkimo greitis yra mažiausias. Taip yra todėl, kad reaguojant su dauguma priemaišų deguonis veikia kaip sugėriklis. Vidutinis deguonis taip pat padeda pašalinti vandenilį iš vario skysčio, generuoti vandens garų perpildymą ir sumažinti porų susidarymą. Optimalus deguonies kiekis sudaro geriausias sąlygas vielos tempimo procesui.
Mažai deguonies turinčių vario strypų oksidų pasiskirstymas: pradiniame kietėjimo etape nepertraukiamo liejimo metu šilumos išsklaidymo greitis ir tolygus aušinimas yra pagrindiniai veiksniai, lemiantys vario strypų oksidų pasiskirstymą. Netolygus aušinimas sukels esminių vario strypo vidinės struktūros skirtumų, tačiau vėlesnio karšto apdorojimo metu stulpeliniai kristalai paprastai sunaikinami, todėl vario oksido dalelės bus smulkios ir tolygiai paskirstytos. Tipinė situacija, kurią sukelia oksido dalelių agregacija, yra centrinis sprogimas. Be oksido dalelių pasiskirstymo įtakos, variniai strypai su mažesnėmis oksido dalelėmis pasižymi geresnėmis vielos tempimo charakteristikomis, o didesnės Cu2O dalelės gali sukelti įtempių koncentracijos taškus ir lūžti.
Deguonies neturinčio vario deguonies kiekis viršija standartą, vario strypas tampa trapus, pailgėjimas sumažėja, tempimo modelio prievadas atrodo tamsiai raudonas, o kristalinė struktūra yra laisva. Kai deguonies kiekis viršija 8 ppm, proceso efektyvumas pablogėja, o tai pasireiškia kaip reikšmingas strypų ir vielų lūžimo dažnio padidėjimas liejimo ir tempimo metu. Taip yra todėl, kad deguonis gali reaguoti su variu, sudarydamas trapią vario oksido fazę, sudarydamas vario ir vario oksido eutektiką, kuris pasiskirsto tinklinės struktūros ribose. Ši trapi fazė turi didelį kietumą ir atsiskirs nuo vario korpuso šaltos deformacijos metu, todėl sumažės vario strypo mechaninės savybės ir lengvai lūžta vėliau. Dėl didelio deguonies kiekio taip pat gali sumažėti deguonies neturinčių varinių strypų laidumas. Todėl nuolatinis liejimo procesas ir gaminio kokybė turi būti griežtai kontroliuojami.
4. Vandenilio poveikis
Liejant į viršų, deguonies kiekis kontroliuojamas žemu lygiu, o šalutinis oksidų poveikis labai sumažėja, tačiau vandenilio poveikis tampa didesne problema. Po išsiurbimo vyksta pusiausvyros reakcija lydaloje: H2O(g)=[O]+2[H];
Dujos ir purumas susidaro nusodinant ir agreguojant vandenilį iš persotinto tirpalo kristalizacijos proceso metu. Prieš kristalizaciją nusodintas vandenilis gali redukuoti vario oksidą, kad susidarytų vandens burbuliukai. Kadangi liejimo į viršų charakteristika yra vario skysčio kristalizacija iš viršaus į apačią, susidarančio skysčio forma yra maždaug kūgio formos. Dujos, išsiskiriančios prieš vario skysčio kristalizaciją, plūduriavimo proceso metu blokuojamos kietėjimo struktūroje, o kristalizacijos metu liejamajame strypelyje susidaro poros. Kai į viršų nukreiptame švino dujų kiekis yra mažas, išsiskiriantis vandenilis yra grūdelių ribose, sudarydamas laisvumą; kai dujų kiekis yra didelis, jos susirenka į poras. Todėl poras ir purumą formuoja ir vandenilis, ir vandens garai.
Vandenilis gaunamas iš įvairių procesų grandžių aukštyn švino gamybos procese, pvz., žaliavos elektrolitinio vario „patina“, pagalbinė medžiaga anglis**, klimato aplinka**, o grafito kristalizatorius nėra džiovinamas. Todėl vario skysčio paviršius lydymosi krosnyje turi būti padengtas kepta medžio anglimi, o elektrolitinis varis turi stengtis pašalinti „patiną“, „vario pupeles“ ir „ausytes“, o tai labai svarbu gerinant gaminių kokybę. variniai strypai be deguonies.
Nepertraukiamo liejimo ir valcavimo procese vandenilio kontrolei dažnai naudojamas saikingas deguonies kiekio reguliavimas. Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O
Kadangi vario skystis liejimo proceso metu kristalizuojasi iš apačios į viršų, deguonies ir vandenilio generuojami vandens garai vario skystyje gali lengvai išplaukti ir nubėgti, o didžioji dalis vario skysčio vandenilio gali būti veiksmingai pašalinta, todėl poveikis variniam strypui yra nedidelis.
