銅包鋼線標(biāo)準(zhǔn)的詮釋

銅包鋼線的生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用 1.前言 銅包鋼線是通過物理、化學(xué)等方法在鋼絲表面覆上一層一定厚度的銅層。是一種兼具銅和鋼特點(diǎn) 的金屬復(fù)合線材。銅包鋼線具有良好的電學(xué)性能、力學(xué)性能、防腐蝕性和對橡膠的粘接性等，用 途廣泛，已日益受到關(guān)注。 銅包鋼線是一種新型的復(fù)合線材。其生產(chǎn)技術(shù)涉及到機(jī)械、電氣、塑性成型、熱處理和電化學(xué)等 多學(xué)科交叉，極具發(fā)展前景。 本文對符合我國國情的銅包鋼線的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了分析，研究了可實(shí)際應(yīng)用的預(yù)鍍工藝，提出 了適于現(xiàn)場操作的工藝，并扼要介紹了銅包鋼線的應(yīng)用。 2.銅包鋼線的生產(chǎn)工藝 從材料學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，材料的化學(xué)成分將最終決定其性能。所以把力學(xué)性能、電學(xué)性能和耐腐蝕 性能等差異較大的銅和鋼組合而成的復(fù)合材料必然就賦予了其獨(dú)特的性能，早期的銅包鋼線是利 用了鋼絲的高強(qiáng)度和銅層的耐腐蝕性作為防腐加強(qiáng)材料，隨著人們對銅包鋼線認(rèn)識的加深，其應(yīng) 用

建立的了銅包鋼線及鍍錫銅包鋼線導(dǎo)電特性的物理模型和數(shù)學(xué)模型，給出了銅包鋼線及鍍錫銅包鋼線基本參數(shù)的計算方法。通過應(yīng)用該數(shù)學(xué)模型對一組實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗算，證明理論計算和實(shí)驗結(jié)果具有很好的一致性。這種計算法對銅包鋼線生產(chǎn)工藝和裝備設(shè)計具有重要意義。

"銅包鋼線"是一種生產(chǎn)難度系數(shù)比較大的材料,主要用于通訊設(shè)備。一方面,鋼芯保持一定的剛度,使之減少變形,利于空中架設(shè)。另一方面又由于"趨膚效應(yīng)"不影響強(qiáng)、弱

闡述了銅包鋼線的特點(diǎn)及生產(chǎn)工藝。采用硫酸鹽鍍銅工藝生產(chǎn)銅包鋼線，篩選出一種置換添加劑tp，預(yù)鍍效果良好，成本低、結(jié)合力強(qiáng)、維護(hù)方便。此外，還介紹了銅包鋼線的應(yīng)用前景。

銅包鋼線主要應(yīng)用于通訊、交通運(yùn)輸、冶金、電子儀表、機(jī)械、輸電等方面。簡介了我國用軋法和電鍍法制取銅包鋼線的生產(chǎn)工藝，并對銅包鋼線今后的發(fā)展及應(yīng)用前景進(jìn)行了分析。

介紹了sj/t11411—2010《銅包鋼線》標(biāo)準(zhǔn)的制定過程及其應(yīng)用范圍,詮釋了標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容,通過實(shí)例說明了標(biāo)準(zhǔn)的可行性并論述了該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施意義。

鍍錫銅包鋼線將銅的高導(dǎo)電性、鋼的高強(qiáng)度、錫的耐蝕性和良好的釬焊性等特性匯集在一起,可代替鍍錫純銅線廣泛應(yīng)用于各種電子元器件的引線和接插件。介紹了gb/t36102—2018《電子產(chǎn)品用鍍錫銅包鋼線》標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的基線材料和鍍錫材料,詮釋了該標(biāo)準(zhǔn)中鍍錫層厚度及直流電阻率等技術(shù)參數(shù)的確定過程,并對主要試驗方法作了說明。通過該國家標(biāo)準(zhǔn)的制定,以期反映我國在鍍錫銅包鋼線方面的創(chuàng)新成果,促進(jìn)我國鍍錫銅包鋼線的發(fā)展。

1 銅包鋼線(ccs)簡介 一，銅包鋼線結(jié)構(gòu)和性能 銅包鋼線(coppercladsteelwire，簡稱ccs線)是國際上近 幾十年開發(fā)的新產(chǎn)品，國外發(fā)達(dá)國家已廣泛使用。在中國，大量使 用銅包鋼線還是近幾年的事。 銅包鋼線（ccs）屬雙金屬復(fù)合線材，它是利用兩種金屬各自的 優(yōu)點(diǎn)，通過特殊的生產(chǎn)工藝而制成的。早在上個世紀(jì)30年代，最早 由德國發(fā)明，隨后在美國、英國、法國等先進(jìn)國家迅速推廣。并廣 泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括電力傳輸系統(tǒng)。1968年銅包鋁、銅包鋼 線被應(yīng)用在catv電纜上。 1，銅包鋼線結(jié)構(gòu) 銅包鋼線是以鋼線為芯體，在其表面上覆一層銅的復(fù)合線材，如 圖1所示結(jié)構(gòu)。銅包鋼線在性能上兼?zhèn)淞虽摰母邚?qiáng)度、耐高溫軟化 的機(jī)械性能和銅導(dǎo)電率高、接觸電阻小的電性能，因而具有傳導(dǎo)效 率高，材料成本低，抗拉斷力大，質(zhì)量輕，耐磨損的特點(diǎn)。它在電 纜行業(yè)中可代替銅導(dǎo)體作為分配線

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銅包鋼線(ccs)簡介 一，銅包鋼線結(jié)構(gòu)和性能 銅包鋼線(coppercladsteelwire，簡稱ccs線)是國際上近幾 十年開發(fā)的新產(chǎn)品，國外發(fā)達(dá)國家已廣泛使用。在中國，大量使用銅 包鋼線還是近幾年的事。 銅包鋼線（ccs）屬雙金屬復(fù)合線材，它是利用兩種金屬各 自的優(yōu)點(diǎn)，通過特殊的生產(chǎn)工藝而制成的。早在上個世紀(jì)30年代， 最早由德國發(fā)明，隨后在美國、英國、法國等先進(jìn)國家迅速推廣。并 廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括電力傳輸系統(tǒng)。1968年銅包鋁、銅包 鋼線被應(yīng)用在catv電纜上。 1，銅包鋼線結(jié)構(gòu) 銅包鋼線是以鋼線為芯體，在其表面上覆一層銅的復(fù)合線材，如 圖1所示結(jié)構(gòu)。銅包鋼線在性能上兼?zhèn)淞虽摰母邚?qiáng)度、耐高溫軟化的 機(jī)械性能和銅導(dǎo)電率高、接觸電阻小的電性能，因而具有傳導(dǎo)效率高， 材料成本低，抗拉斷力大，質(zhì)量輕，耐磨損的特點(diǎn)。它在電纜行業(yè)中 可代替銅導(dǎo)體作為分

介紹了銅包鋼線材的類型、性能、應(yīng)用領(lǐng)域以及生產(chǎn)方法。對國內(nèi)外目前廣泛使用的生產(chǎn)銅包鋼線材的電鍍法、包覆法、熱浸鍍法和水平連鑄法作了詳細(xì)闡述,并對各生產(chǎn)工藝的特性、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量作了比較分析,指出了其中的關(guān)鍵問題,為我國的銅包鋼線材的技術(shù)改進(jìn),提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本提供參考。

1銅包鋼線的特性及用途1.1銅包鋼線的特性銅包鋼線是以鋼線為芯體,在表面上覆蓋一層銅的復(fù)合線材。銅包鋼線在性能上兼?zhèn)淞虽摰母邚?qiáng)度、耐高溫的機(jī)械性能和銅導(dǎo)電率高、接觸電阻小的電性能,因而具有傳導(dǎo)效率高,材料成本低、抗拉斷力大、質(zhì)量輕、耐磨損

在銅包鋼線的生產(chǎn)過程中,控制銅層厚度是一個非常重要的工序。為了實(shí)時監(jiān)控銅層的厚度,本文設(shè)計了基于線陣ccd(chargecoupleddevice)的在線銅包鋼線徑測量儀。通過線陣ccd實(shí)時地把包含銅包鋼線徑大小的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電信號,該信號經(jīng)濾波放大電路、二值化電路后,送avr單片機(jī)進(jìn)行信號處理;采用中值濾波方法提取對應(yīng)的銅包鋼線徑數(shù)據(jù),并能實(shí)時檢測生產(chǎn)的銅包鋼線徑是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),超出時給予相應(yīng)警報。經(jīng)過試驗,該設(shè)備能實(shí)時監(jiān)控銅包鋼的線徑大小。目前,該設(shè)備已投入到工業(yè)應(yīng)用中。

研究了液-固相復(fù)合工藝制備銅包鋼線時,鋼線預(yù)熱溫度和表面處理對界面結(jié)合質(zhì)量的影響。結(jié)果表明：鋼芯線的預(yù)熱溫度提高,界面結(jié)合強(qiáng)度提高；但高于400℃時,由于鋼線表面氧化而導(dǎo)致界面結(jié)合強(qiáng)度下降。鋼芯線在預(yù)熱300～400℃并助鍍鹵化物溶液的條件下,界面結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)95mpa；此時,界面處銅和鋼晶粒直接接觸,剝離幾乎發(fā)生在銅層上,且粘結(jié)的銅分布均勻,結(jié)合強(qiáng)度接近甚至超過純銅的抗剪強(qiáng)度。

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以熱浸鍍法生產(chǎn)的銅包鋼線為研究對象,研究了預(yù)熱溫度、銅液溫度和復(fù)合時間等工藝參數(shù)對銅包鋼線界面結(jié)合強(qiáng)度的影響;測定了不同包覆比的銅包鋼線的電導(dǎo)率。結(jié)果表明,表面經(jīng)機(jī)械打磨、酸堿洗并助鍍鹵化物鹽溶液的鋼線,在400℃預(yù)熱復(fù)合后,鋼線與銅層之間的結(jié)合效果較好,界面結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到95mpa;銅包鋼線的電導(dǎo)率隨包覆比的增大而線性增加。

鍍錫銅包鋼線適用于電解電容器的引線,同時廣泛用于其它各種電子元件的引線以及接線柱。日本住友電氣公司生產(chǎn)的這種導(dǎo)線,鋼線采用嚴(yán)格挑選的低碳極軟鋼,其銅包層外電鍍10～15微米厚純錫層。這種鍍錫銅包鋼線的特點(diǎn)是:(1)它和高純度鋁線有優(yōu)越的電焊接性能。焊頭優(yōu)良;(2)具有良好的焊接加工特性,在和高純度鋁線電焊引線時,線頭無氣體積聚,故操作穩(wěn)定,焊接頭光滑;(3)因線材表面鍍有厚度均勻的高純錫,所以錫焊性好,長期貯存也無影

研究了銅包鋼線的包覆焊接工藝及所得復(fù)合導(dǎo)線的性能．使用１０鋼鋼絲和無氧銅帶為原材料，經(jīng)過表面處理后包覆焊接成為復(fù)合線坯，再通過拉拔和熱處理獲得復(fù)合導(dǎo)線．檢測結(jié)果表明，用這種工藝制作的銅包鋼線，銅層沿圓周及縱向分布均勻，銅與鋼的界面實(shí)現(xiàn)了良好的冶金結(jié)合，其力學(xué)性能和電阻率指標(biāo)均滿足ｃａｔｖ同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體的要求．

采用雙銅帶壓接法制備銅包鋼線,研究了銅包鋼線的退火熱處理工藝,探討了退火溫度和時間對銅-鋼復(fù)合界面擴(kuò)散和結(jié)合強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,隨著銅包鋼線退火溫度的升高和時間的延長,擴(kuò)散層厚度增加,界面結(jié)合強(qiáng)度提高。與保溫時間相比,退火溫度對其影響較大。退火溫度為750℃,保溫2h后界面結(jié)合效果最佳,繼續(xù)升高溫度和延長時間,界面擴(kuò)散層厚度和結(jié)合強(qiáng)度幾乎不變。利用擴(kuò)散方程計算fe和cu原子的擴(kuò)散激活能和擴(kuò)散常數(shù),確定了擴(kuò)散常數(shù)與退火溫度的關(guān)系。綜合考慮銅包鋼線擴(kuò)散層厚度與結(jié)合強(qiáng)度的關(guān)系及生產(chǎn)實(shí)際要求,得到銅包鋼線的最佳退火工藝為750℃保溫2h。

采用包覆焊接法制備銅包鋼線,并對其進(jìn)行拉拔變形及退火處理,研究了拉拔變形量和退火處理對其拉伸強(qiáng)度和伸長率的影響;分析了其拉伸強(qiáng)度和伸長率隨加工工藝的變化規(guī)律。結(jié)果表明,銅包鋼線的抗拉強(qiáng)度隨其變形量的增加而升高,伸長率則降低。根據(jù)原始純銅和鋼絲的抗拉強(qiáng)度值,應(yīng)用復(fù)合材料強(qiáng)度的混合法則,可計算不同拉拔變形的銅包鋼線抗拉強(qiáng)度。經(jīng)實(shí)驗驗證,與實(shí)測值結(jié)果接近。隨銅包鋼線退火時間的延長和退火溫度的升高,其抗拉強(qiáng)度降低,伸長率升高。當(dāng)其退火溫度升高至850℃,退火時間延長為2h時,其抗拉強(qiáng)度和伸長率幾乎不變。根據(jù)hollomon關(guān)系式,通過實(shí)驗計算得到拉拔變形量為50%的銅包鋼線的應(yīng)變硬化指數(shù)n=0.4。

本研究采用包覆焊接法制備銅包鋼線,并對其進(jìn)行拉拔變形及退火處理。給出了經(jīng)拉拔變形后的銅包鋼線電阻率的計算公式。研究了不同的拉拔變形量和退火處理對其電阻率的影響;分析了其電阻率隨加工工藝的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明,銅包鋼線的電阻率隨其形變量的增加而升高。根據(jù)純銅和鋼絲原材料的電阻率,可計算經(jīng)過不同拉拔變形量的導(dǎo)線的電阻率。隨著銅包鋼線退火時間的延長和退火溫度的升高,其電阻率降低。通過實(shí)驗數(shù)據(jù)分析,得到了銅包鋼線的退火溫度和退火時間分別與其電阻率關(guān)系的回歸方程。

1 銅包鋼線(ccs)簡介 一，銅包鋼線結(jié)構(gòu)和性能 銅包鋼線(coppercladsteelwire，簡稱ccs線)是國際上近幾 十年開發(fā)的新產(chǎn)品，國外發(fā)達(dá)國家已廣泛使用。在中國，大量使用銅 包鋼線還是近幾年的事。 銅包鋼線（ccs）屬雙金屬復(fù)合線材，它是利用兩種金屬各自的 優(yōu)點(diǎn)，通過特殊的生產(chǎn)工藝而制成的。早在上個世紀(jì)30年代，最早 由德國發(fā)明，隨后在美國、英國、法國等先進(jìn)國家迅速推廣。并廣泛 地應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括電力傳輸系統(tǒng)。1968年銅包鋁、銅包鋼線 被應(yīng)用在catv電纜上。 1，銅包鋼線結(jié)構(gòu) 銅包鋼線是以鋼線為芯體，在其表面上覆一層銅的復(fù)合線材，如 圖1所示結(jié)構(gòu)。銅包鋼線在性能上兼?zhèn)淞虽摰母邚?qiáng)度、耐高溫軟化的 機(jī)械性能和銅導(dǎo)電率高、接觸電阻小的電性能，因而具有傳導(dǎo)效率高， 材料成本低，抗拉斷力大，質(zhì)量輕，耐磨損的特點(diǎn)。它在電纜行業(yè)中 可代替銅導(dǎo)體