銅、鋁桿加工工藝資料.pdf

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1、.銅、鋁桿整理完資料第二章原材料第一節(jié)電工用鋁一電工用鋁鋁是銀白色的金屬，熔點為658℃，比重為2.7g/cm3，作為電線電纜導(dǎo)電線芯應(yīng)采用鋁含量為99.7％以上的電工用鋁，其化學(xué)成分應(yīng)符合GB12768-91(表2-1)中的規(guī)定。表2-1二，鋁的主要性能及影響其性能的因素l鋁的導(dǎo)電性能導(dǎo)電性是指金屬材料傳導(dǎo)電流的性能。各種金屬的導(dǎo)電性能各不相同。金屬的導(dǎo)電性愈好，則電流通過時所產(chǎn)生的熱量就愈小，從而在輸電過程中的電能損失就較小。導(dǎo)電性是衡量電線電纜導(dǎo)電線芯的主要指標(biāo)。金屬的導(dǎo)電性用電導(dǎo)率來表示，也可用電導(dǎo)率的倒數(shù)——電阻率來表示。電阻率可以

2、用實測值表示，也可用相對值表示，在電線電纜技術(shù)中，常用電阻率來表示金屬線材的導(dǎo)電性。根據(jù)電阻定律，對于線性導(dǎo)體，在溫度不變時，其電阻與導(dǎo)體在電流方向上的長度成正比，與導(dǎo)體的電流方向垂直的截面成反比。即有下列關(guān)系：式中為比例系數(shù)，也稱導(dǎo)體的電阻率。有時也用表示應(yīng)當(dāng)指出，公式(2-1)所計算的電阻為導(dǎo)體的直流電阻。在電線電纜技術(shù)中，為比較金屬電阻的大小，往往采用導(dǎo)電率的相對值表示。即國際電工番品會rmr、拇定：在溫度20℃時，比重導(dǎo)體電阻為0.0172410時的軟銅導(dǎo)電率為100%IACS..（軟銅國際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電率）。其它各種導(dǎo)電金屬和合金的導(dǎo)電率

3、常以與標(biāo)準(zhǔn)銅相比的百分率表示：鋁的電阻率為IACS，導(dǎo)電性能較好。影響導(dǎo)電率的各種因素：(1)雜質(zhì)對鋁導(dǎo)電性能的影響。鋁的純度對導(dǎo)電率的影響較為明顯，如99.95%鋁的導(dǎo)電率為63%IACS，99.99%的高純度鋁的導(dǎo)電率為65%IACS。鋁中所含雜質(zhì)對導(dǎo)電率的影響如圖2-1所示。通過對鋁中可能存在的十三種雜質(zhì)元素的研究發(fā)現(xiàn)Mn、Cr、V、Ti對鋁導(dǎo)電率的影響較為明顯。圖2-1雜質(zhì)對鋁導(dǎo)電率的影響對于電工用鋁，F(xiàn)e和Si是主要雜質(zhì)，其含量與相對比例對鋁的各種性能都有很大的影響。為確保鋁的導(dǎo)電率應(yīng)嚴(yán)格控制Fe和Si的含量及其比例。研究結(jié)果表明鐵

4、與硅含量比在1.42.5之間，鋁桿的性能較好。我國鋁礦的含硅量較高，造成鋁導(dǎo)體導(dǎo)電率低，不符合電工用鋁導(dǎo)體的要求。但在含硅較高的鋁中加入稀土，稀土元素以置換固溶方式與硅一起溶人雜質(zhì)相，減少鋁固溶體中硅的含量，降低了硅對鋁導(dǎo)體的不良影響。為解決我國電工用鋁不足的局面，上海電纜研究所通過多年努力，采用稀土優(yōu)化綜合處理技術(shù)對硅含量在0.09~0.13%的鋁錠進(jìn)行處理，使其各項性能指標(biāo)達(dá)到電工用鋁的要求。并在二十世紀(jì)八十年代中期實現(xiàn)了在鋁連鑄連軋的工業(yè)化生產(chǎn)條件下用稀土處理含硅較高的非電工用鋁。這種電工鋁導(dǎo)體性能優(yōu)良，可達(dá)到國內(nèi)、外同類標(biāo)準(zhǔn)的要求，具

5、有很高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。(2)冷變形對鋁導(dǎo)電率的影響。鋁在發(fā)生冷變形時，導(dǎo)電率下降不多，當(dāng)壓縮率達(dá)95—98%時，鋁的導(dǎo)電..率僅下降1.2%。導(dǎo)體金屬經(jīng)冷變形后，電阻增大，而在一定溫度下進(jìn)行退火時，電阻可以恢復(fù)到變形前的水平。(3)溫度對鋁導(dǎo)電率的影響。金屬的導(dǎo)電性隨著溫度的升高而下降，即金屬的電阻隨著溫度的升高而增大，當(dāng)溫度在絕對零度與熔點之間時，電阻和電阻率與溫度呈下列線性關(guān)系：式中R2和ρ2一溫度為t2℃時的電阻和電阻率；R1和ρ1一溫度為t1℃時的電阻和電阻率。在計算電線電纜導(dǎo)體隨溫度變化的電阻時，往往將試驗溫度t℃測得的數(shù)值換算到標(biāo)

6、準(zhǔn)溫度20℃，電阻、電阻率分別寫成R20、ρ20。2．鋁的機(jī)械性能。(1)鋁的主要機(jī)械性能電線電纜所用鋁導(dǎo)體應(yīng)具有較好的機(jī)械性能，包括抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性等。1)抗拉強(qiáng)度。強(qiáng)度是指金屬材料在載荷作用下抵抗變形和破裂的能力，可以通過試驗來測定。金屬材料的強(qiáng)度越高，說明它抵抗載荷作用的能力越大。電線電纜技術(shù)中最常用的強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度。金屬在均勻的拉力作用下，逐漸拉伸直至拉斷時所需的負(fù)荷，稱為拉斷力。拉伸應(yīng)力與導(dǎo)體受力方向的垂直截面的比值稱為抗拉強(qiáng)度。它表明單位截面積的金屬線抵抗拉伸應(yīng)力破壞的最大能力。拉伸應(yīng)力與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系：式中。σb一拉伸強(qiáng)度，

7、單位為帕斯卡(Pa)；Pb一拉伸應(yīng)力，單位為牛頓(N)；Fb—垂直于拉力方向的金屬線的原橫截面積，單2位為平方毫米（mm）。2)塑性。金屬材料在負(fù)荷的作用下產(chǎn)生變形而不破壞，當(dāng)負(fù)荷去除后，仍能使變形保留下來的性能稱為塑性。這種負(fù)荷去除后，能保留的永久變形稱為塑性變形。金屬材料的塑性是通過對試樣進(jìn)行拉伸試驗來測定的。它用伸長率和斷面收縮率這兩個指標(biāo)來表示。在電線電纜技術(shù)中，一般采用伸長率表示。金屬材料受拉伸力直至拉斷時，所拉伸的長度與原有長度的比值，稱為伸長率δ，用百分率表示。伸長率可通過下式計算：..式中L0一試樣原標(biāo)距長度；L1-試樣拉斷后

8、的標(biāo)距長度。伸長率可以表示金屬材料的塑性大小，伸長率越大．則金屬塑性越好，說明金屬越柔軟，富于延展性。一般將的材料稱為塑性材料；將的材料稱為脆性材料。電線電纜技術(shù)中