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裸铜绞线出产冷却要求？

所属分类：企业新闻颁布功夫：2025-08-10 08:20:11

裸铜绞线出产中的冷却环节对产品质量至关沉要，直接影响铜线的机械机能、电机能和表表质量。冷却不及会导致铜线氧化、晶粒粗壮、抗拉强度降落；冷却过度则可能引发内应力、脆性增长或表表裂纹。以下从冷却道理、各工序冷却要求、冷却方式与设备、冷却介质选择、质量节造及案例等方面进行具体论述：

一、冷却的主题道理

冷却的性质是通过节造铜线与冷却介质的热互换快率，实现以下指标：

温度梯度节造：
铜线从高温（如退火温度400-600℃）降至室温时，需预防温度骤变（ΔT/Δt≤50℃/s），预防内应力堆集导致断裂。
相变节造：
退火过程中，铜线需经历再结晶（400-500℃），冷却快率需适中以形成均匀藐幼的晶粒（ASTM晶粒度≥6级），提升抗拉强度和延长率。
氧化抑造：
冷却介质需断绝氧气，预防铜线表表氧化（如天生Cu?O，导致电阻率升高10%-20%）。

二、各工序冷却要求

1. 拉丝工序冷却：节造变形热

冷却指标：

将拉丝模出口铜线温度从约150-200℃降至≤60℃，预防高温导致光滑剂碳化（碳化后摩擦系数上升30%-50%，引发单丝断裂）。
确保铜线抗拉强度均匀性≤±5%（如指标值392MPa，现实值需在372-412MPa之间）。

关键节造措施：

定期检测拉丝液pH值（指标值8-9）和浓度（3%-5%），预防酸性或低浓度导致冷却效能降落；
每班过滤拉丝液（过滤精度≤10μm），去除铜粉和杂质。
在拉丝模出口装置红表测温仪（精度±1℃），实时监测铜线温度；
当温度超标（如＞60℃）时，自动增长喷淋流量或降低拉丝快率（如从15m/s降至14m/s）。
喷淋冷却：在拉丝模出口装置喷嘴，喷淋拉丝液（含5%-10%脂肪酸酯光滑剂），流量5-10L/min，压力0.2-0.5MPa；
浸没冷却：将铜线浸入拉丝液槽（深度≥50mm），通过循环泵（流量20-30L/min）维持液温≤40℃。
冷却方式：
温度监测：
光滑剂治理：

2. 退火工序冷却：节造再结晶与氧化

冷却指标：

将退火炉出口铜线温度从400-600℃降至≤100℃，同时抑造氧化（表表氧化层厚度≤0.5μm）；
确保退火后单丝延长率≥25%（软态）或15%-20%（半硬态），晶粒度均匀（ASTM 6-8级）。

关键节造措施：

气冷时，氮气/氩气需经过度子筛过滤（去除水分和氧气）；
水冷时，去离子水需增长抗氧化剂（如苯并三唑，浓度0.1%-0.5%）。
通过调骨气体流量（气冷）或水流快率（水冷）节造冷却快率（如从500℃降至100℃需≥5s）；
选取分段冷却：先以20℃/s快率降至300℃，再以5℃/s快率降至100℃，预防晶粒异常长大。
气冷：在退火炉出口装置风冷装置（风快3-5m/s），通入高纯氮气（N?纯度≥99.99%）或氩气（Ar纯度≥99.999%），氧含量≤10ppm；
水冷：将铜线浸入去离子水槽（电导率≤5μS/cm），水温20-30℃，浸没功夫1-2s；
油冷：合用于高快出产（线快率＞20m/s），选取合成酯类冷却油（闪点＞200℃），油温40-50℃。
冷却方式：
冷却快率节造：
氧化防护：

3. 绞线工序冷却：节造热收缩与应力

冷却指标：

将绞线压模出口温度从80-100℃降至≤40℃，预防热收缩导致绞线直径膨胀（误差＞±1%）或疏松；
确保绞线节距不变性（误差≤±2%，如标称节距50mm，现实值需在49-51mm之间）。

关键节造措施：

绞线冷却后需经过应力开释装置（如张力松弛轮），解除内应力；
应力开释轮表表镀硬铬（硬度HRC≥60），削减摩擦对绞线表表的危险。
在绞线压模出口装置红表测温仪，实时监测温度；
当温度超标（如＞40℃）时，自动降低绞线快率（如从15m/s降至14m/s）或增长风量。
天然冷却：在绞线机出口装置导轮组，耽搁铜线在空气中的停顿功夫（≥3s），利用天然对流散热；
强造风冷：在导轮组上方装置风机（风快1-2m/s），加快热量消散。
冷却方式：
温度监测：
应力开释：

三、冷却方式与设备选型

1. 冷却方式对比

冷却方式	合用工序	冷却快率	成本	氧化风险	合用线快率
喷淋冷却	拉丝	中等	低	低	≤15m/s
浸没冷却	拉丝	高	中	低	≤10m/s
气冷	退火	中等	高	极低	≤30m/s
水冷	退火	高	中	低	≤20m/s
油冷	退火	极高	高	极低	≤50m/s
天然冷却	绞线	低	低	无	≤25m/s
强造风冷	绞线	中等	中	无	≤30m/s

2. 关键设备

喷淋冷却装置：

喷嘴类型：扇形喷嘴（覆盖宽度≥50mm），流量可调（5-20L/min）；
材质：316L不锈钢（耐侵蚀），喷嘴寿命≥5000幼时。

气冷装置：

气体分配器：环形或扁平设计，确保气流均匀覆盖铜线；
氮气/氩气纯度检测仪：实时监测氧含量（精度±1ppm）。

水冷槽：

材质：304不锈钢（厚度≥3mm），带保温层（削减热量消散）；
循环系统：泵流量≥50L/min，过滤器精度≤5μm。

应力开释装置：

张力松弛轮：表表粗糙度Ra≤0.4μm，直径≥200mm；
驱动电机：变频节造（转快0-100rpm），响应功夫≤0.1s。

四、冷却介质选择与治理

1. 冷却介质要求

拉丝液：

成分：基础油（70%-80%）+ 脂肪酸酯（10%-20%）+ 防锈剂（5%-10%）；
机能：粘度（40℃）20-50mm?/s，闪点＞150℃，倾点＜-10℃。

去离子水：

电导率≤5μS/cm，pH值7-8，硬度≤0.5mg/L（以CaCO?计）；
需定期更换（每班1次）或循环过滤（过滤精度≤1μm）。

合成酯类冷却油：

成分：多元醇酯（90%）+ 抗氧化剂（5%）+ 抗磨剂（5%）；
机能：粘度（40℃）10-20mm?/s，倾点＜-20℃，氧化安谧性（100h）≤0.1mgKOH/g。

2. 介质治理重点

拉丝液：

每班检测浓度（折射仪）和pH值（试纸），浓度不实时补充原液，pH值异常时增长调整剂；
每2周更换一次拉丝液，旧液需经过滤（精度≤5μm）后回收利用。

去离子水：

每周检测电导率和硬度，超标时更换树脂柱（离子互换树脂）；
水冷槽需加盖密封，预防尘埃落入。

冷却油：

每班检测粘度（旋转粘度计）和酸值（滴定法），粘度变动＞10%或酸值＞0.2mgKOH/g时更换新油；
油冷系统需建设油温节造器（指标值40-50℃），预防油温过高导致氧化。

五、冷却质量节造与检测

1. 在线检测

温度监测：

在拉丝模出口、退火炉出口、绞线压模出口装置红表测温仪，实时显示温度曲线；
超差报警：当温度超出设定领域（如±10℃）时，触发声光报警并自动�；�。

氧化层检测：

在退火炉出口装置在线驮飓仪（精度±0.1nm），实时监测氧化层厚度；
当氧化层厚度＞0.5μm时，自动增长氮气流量或降低退火温度。

直径检测：

在绞线机出口装置激光测径仪（精度±0.5μm），每100mm丈量一次直径；
当直径误差＞±1%时，自动调整冷却快率或绞线张力。

2. 离线验证

机械机能测试：

每批次取样测试抗拉强度（GB/T 228.1-2010）和延长率（GB/T 228.1-2010），验证冷却成效；
例如：抗拉强度误差≤±5%，延长率误差≤±3%。

电机能测试：

每班丈量绞线直流电阻（GB/T 3048.4-2007），推算20℃时电阻率；
电阻率误差≤±2%，确保冷却未引发晶粒粗壮导致电阻升高。

微观结构分析：

每季度取样进行金相检测（ASTM E112-13），观察晶粒度；
晶粒度需切合设计要求（如ASTM 6-8级），预防因冷却不当导致晶粒异常。

六、行业尺度与案例

1. 国度尺度要求

GB/T 3956-2008：

划定裸铜绞线20℃时直流电阻率≤0.017241Ω·mm?/m，冷却需确保电阻率颠簸≤±2%。

GB/T 4909.3-2009：

要求退火后单丝抗拉强度误差≤±5%，需通过精准冷却节造实现。

IEC 60228-2004：

划定铜线表表氧化层厚度≤0.5μm，冷却介质需满足纯度要求（如氮气氧含量≤10ppm）。

2. 企业利用案例

远东电缆：

拉丝工序选取喷淋+浸没复合冷却，铜线温度从180℃降至50℃，单丝断裂率降低至0.1%以下；
退火工序选取气冷+水冷分段冷却，氧化层厚度≤0.3μm，产品合格率提升至99.5%。

亨通光电：

绞线工序选取强造风冷+应力开释装置，绞线直径误差≤±0.5%，节距不变性≤±1%；
通过大数据分析优化冷却参数，年节约能源成本约150万元。

总结

裸铜绞线出产的冷却要求需遵循“拉丝控温防氧化、退火控快保机能、绞线控热保尺寸”准则，通过设备选型（如高精度红表测温仪）、工艺优化（如分段冷却）、介质治理（如定期更换拉丝液）实现。企业应成立冷却节造SOP（尺度作业法式），例如：

拉丝工序：铜线温度≤60℃，每2幼时点检；
退火工序：冷却快率分段节造，每月校准气体纯度；
绞线工序：直径误差≤±1%，每班丈量3次。
通过精密化冷却治理，可显著提升产品机能不变性，降低不良率（指标≤0.5%），加强市场竞争力。

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