如何預防銅導體氧化影響電纜質量

閱讀次數：2113 發布時間：2014-1-1 9:32:41

當前位置：首頁 >> 新聞中心 >> 如何預防銅導體氧化影響電纜質量

生產過程中，銅導體氧化變色是個老大難問題，大家都知道，電纜的成本80%都在銅材，銅材本來就是比較貴重的金屬，加上現在昂貴的加工成本和人工費用，一旦氧化之后，線纜企業的損失可想而知。而銅的氧化在加工行業中出現氧化的情況極為普遍，往往清洗烘干后幾小時出現氧化變色，數日后起氧化渣，面對氧化過的銅，許多的線纜企業都會發愁，如何預防銅的氧化成了廠家急須解決的問題。

在電線電纜生產過程采取多種有效防護措施，能夠降低電線電纜銅導體氧化變色程度。采取一些適當的措施可以減少甚至避免銅的氧化，比如：選用優質電解銅為原料，采用合適的銅桿加工工藝，使用含抗氧劑的拉絲油，連續退火工序使用抗氧劑;束絞線工序銅絲表面鈍化處理;銅導體存放時，適當包裹隔離空氣;絕緣材料使用過氧化物交聯劑，使絕緣有較高的電極電位，保持銅導體處于被還原狀態;盡量縮短銅絲的受熱過程等等。

具體而言，防止電線電纜銅導體氧化變色的主要要從以下幾個方面入手：首先是要對電解銅加工成銅桿的控制。

目前，電解銅加工成銅桿通常有上引法和連鑄連軋法兩種方法。上引法是將電解銅加入工頻感應熔化爐，通電后感應加熱達到熔化銅料的目的。熔化的銅液經過兩爐之間的狹小的熔溝進入保溫爐進行保溫，而后由引桿機構利用結晶器冷卻水冷卻控制引出銅桿實現了銅桿的生產，銅桿冷卻到室溫后進入空氣中，最后由收線機構將銅桿盤成圈供下一道工序使用。上引法整個生產過程實現在隔氧狀態下的全過程生產，確保了產品的純度與無氧，避免了銅桿的氧化，能夠生產無氧銅桿。使用上引法生產的銅桿，電阻率低、結構密實、加工性能好、外觀光潔、表面圓整、無氧化、無毛刺、無裂紋、無起皮及夾雜缺陷。連鑄連軋法是將電解銅加入熔化爐，熔化的銅液經過兩爐之間的狹小的熔溝進入保溫爐進行保溫，而后通過連鑄機、牽引機、滾剪機、校直刨角機、打毛機、連軋機、收桿裝置生產成銅桿。高溫熔化的銅在連鑄時，表面與空氣中的氧氣接觸，會形成氧化銅。雖然經后道連軋去除了部分外層氧化皮，但還有部分氧化皮軋進了銅桿中。連鑄連軋生產過程中要使用抗氧劑的冷卻液，可減少銅桿表面氧化變色。

銅桿拉絲的控制，銅桿拉制大規格的銅絲，一般使用連拉連退機組，要經過巨拉機拉絲、退火、冷卻、烘干、收線過程。連續退火時，要注意蒸汽保護氣體裝置正常運行，要使用含有抗氧劑的拉絲乳化液，銅絲表面不得有殘留的拉絲液，拉絲下盤后用塑料膜包裹好，存放在干燥的環境中，減少銅絲表面氧化變色。銅桿拉制小規格的銅絲一般要經過大拉機、中拉機再到小拉機，要使用含有抗氧劑的拉絲乳化液，銅絲表面不得有殘留的拉絲液，拉絲下盤后用塑料膜包裹好，存放在干燥環境，再流轉到后道工序退火。

銅絲退火工序的控制，銅絲經過多道拉絲延伸后，晶體結構發生變化，晶格畸變、錯位產生內應力，表現為銅絲硬化，延伸率變小，導體電阻率上升。將銅絲緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜的緩慢冷卻，對銅絲進行熱處理即退火。目的是改善銅絲的塑性和韌性，晶格重新排列，消除內應力。目前，退火的方式有罐式退火和水封式管式連續退火。罐式退火的步驟是，銅絲裝罐，封閉罐子，抽真空到-0.1 MPa，保持一定時間后，充氮氣或二氧化碳到0.2-0.4 MPa，升溫到規定溫度，保溫一定時間后，吊罐空氣冷卻，再吊水中冷卻到常溫后，放氣出爐。要確保罐式退火高溫下，全過程銅絲不與空氣接觸，冷卻到室溫出爐，能夠有效防止銅絲氧化。

水封式管式連續退火是將銅絲直接在大功率加熱管中走線，控制加熱溫度和走線速度達到退火目的。進線端開口，利用冷卻水產生的蒸汽排出管內空氣，使銅絲高溫退火不氧化，出線端使用水封式，阻止空氣進入。特別要提出的是冷卻水中需增加抗氧劑，抗氧劑能在銅絲表面產生一層均勻的鈍化膜，能保持銅絲表面光澤，不易氧化變色。退火的銅絲用塑料膜包裹好，存放在干燥的環境中。

銅絲束絲和絞線過程(簡稱束絞過程)的控制銅絲束絞前，若銅絲沒有經過抗氧劑的鈍化處理，可以在束絞絲工序補充處理。抗氧劑的配方是使用0.2% - 0.4%苯并三氮唑酒精溶液，將抗氧劑溶解在工業酒精中，用輸液管滴入束絞絲中，滴入量以酒精能夠濕潤銅絲為準，滴入過多會飛到設備上造成浪費。同時，酒精溶液易揮發，能起潤滑和冷卻束絞線的作用，可防止緊壓導體在銅絞線過拉拔模時溫度升高而引起表面氧化。束絞導體下盤后用塑料膜包裹好，存放在干燥的環境中。

絕緣罐式硫化工序的控制傳統的罐式硫化工藝，一般適用天然-丁苯膠絕緣，用秋蘭姆(TMTD)硫化的絕緣橡皮，采用防老劑MB和DNP并用。防老劑MB在硫化過程中，能純化銅表面，形成金黃色的化學較穩定的保護膜，防老劑DNP 是銅抑止劑，與活性銅離子形成穩定的螯合物。防老劑MB 和DNP 有協同效果，生產中導體用聚酯薄膜或絲棉紙(電纜隔離紙)作隔離層，絕緣線芯兩端密封后再硫化，選用合適的硫化罐汽壓，縮短硫化時間等。硫化后，束絲導體最外表面能形成金黃色的保護膜，束線內層會變紅色，嚴重的變成黑褐色。束絞銅絲經過抗氧劑鈍化處理，對一次硫化能改善銅絲外觀質量，需要二次硫化不可避免還會出現銅絲變色問題。

熱塑性塑料絕緣工序的控制。熱塑性塑料絕緣正常情況下對銅絲氧化沒有影響。電纜料中使用了劣質原輔材料，常規檢測指標合格，但長期使用就會對銅絲造成損害。PVC絕緣的增塑劑，如DOP、DOS、鄰苯二甲酸雙十一酯、偏苯三酸三辛酯、氯化石蠟等存在游離酸離子析出，會腐蝕銅絲而氧化發黑，嚴重影響電纜性能。盡量不使用含有環氧大豆油電纜料，這種電纜料時間長久后表面會出油，銅絲會氧化變色，影響電纜產品質量。