عملية وإجراءات صب قضبان النحاس: خطوات الصب والدحرجة والرسم

ما يغطي صب قضبان النحاس

قضبان النحاس هي مادة خام نصف جاهزة يتم من خلالها تصنيع الأسلاك وموصلات الكابلات وقضبان التوصيل والعديد من المكونات الآلية. إن قولبة القضبان، بالمعنى الذي يستخدمه المنتجون والمعايير، تعني تسلسل عمليات الصهر والصب والتشكيل الساخن التي تحول النحاس الكاثود أو خردة النحاس إلى قضيب سليم وموحد مع الكيمياء الصحيحة والموصلية وجودة السطح. طريقا الإنتاج اللذان يسيطران على الصناعة هما الصب المستمر والدرفلة، والصب المستمر للأعلى، ويحدد الاختيار بينهما محتوى الأكسجين، وحالة السطح وطول القضيب الذي يمكن توفيره.

يتم الحكم على العملية من خلال ثلاثة أشياء: التركيب الكيميائي، والتوصيل الكهربائي، والخلو من العيوب مثل المسامية، والشوائب، والطبقات السطحية والأكاسيد. يتم التحكم في الثلاثة جميعًا عند المنبع، في الفرن وفي آلة الصب، بدلاً من تصحيحها لاحقًا عن طريق الرسم.

مسار العملية والخطوات الرئيسية

في مسار الصب والدرفلة المستمر، يتم صب النحاس المنصهر في شريط أو قسم مصبوب بشكل مستمر والذي يتم دحرجته على الفور على الساخن بما يتوافق مع قطر القضيب النهائي ولفه. هذه العملية سريعة وتعطي أطوالًا طويلة للملفات خالية من اللحام، وهي الطريقة القياسية لقضبان النحاس ذات الدرجة الصلبة كهربائيًا. في المسار العلوي، يتم سحب النحاس المصهور إلى أعلى في قالب جرافيت مبرد بالماء، مما ينتج عنه قضيب خالي من الأكسجين أو منخفض الأكسجين بسطح نظيف؛ تُفضل عملية الرفع حيث يجب تقليل محتوى الأكسجين إلى الحد الأدنى وحيث سيتم استخدام القضيب في تطبيقات الموصلات أو الفراغ المطلوبة.

اختيار الدرجة والمتطلبات القياسية

قضبان الاستخدام الكهربائي محددة وفقًا لمعيار ASTM B49 لقضبان النحاس للأغراض الكهربائية، وGB/T 3952 في النظام الصيني، وEN 1977 في أوروبا. مطلوب قضيب نحاسي ذو درجة صلابة إلكتروليتية لتلبية الحد الأدنى من التوصيل الكهربائي، والذي يتم التعبير عنه عادةً وفقًا لمعيار النحاس الملدن الدولي، ويتم تعيين الحدود الكيميائية للصف في نفس المعيار. يتم تحديد الدرجات الخالية من الأكسجين حيث يجب الاحتفاظ بمحتوى الأكسجين عند مستوى منخفض جدًا، عادةً بالنسبة لأجهزة التفريغ والموصلات التي سيتم تشغيلها بشكل شديد البرودة. تحتوي درجات الفوسفور منزوع الأكسدة على الفسفور المتبقي، مما يحسن قابلية اللحام وسلوك اللحام ببعض التكاليف في التوصيل، ويستخدم في الأنابيب والقضبان والهندسة العامة.

الموصلية هي معلمة القبول الأكثر فائدة، لأنها تستجيب تقريبًا لكل مشكلة في المنبع: مزيج الشحن الخاطئ، وإزالة الأكسدة غير الكاملة، والأكسجين الزائد، والحديد أو أي عنصر متشرد آخر، وعيوب الصب كلها تعمل على خفضها. ولذلك تسجل شهادة المطحنة الكيمياء والتوصيل معًا، ويتم قراءة الاثنين دائمًا كزوج.

العيوب وكيف تتحكم فيها العملية

تأتي مسامية الغاز من الهيدروجين المذاب ومن الغاز المحبوس في المصهور، ويتم التحكم فيها عن طريق ممارسة تفريغ الغاز المناسبة، ومواد الشحن النظيفة ودرجة حرارة الصب الصحيحة. يتم توارث طبقات وطبقات السطح من مراحل الصب والدحرجة وعادةً ما تتم إزالتها عن طريق تصميم تمرير دقيق وعن طريق إزالة الترسبات الميكانيكية بدلاً من الرسم. تنشأ شوائب الأكسيد من الأكسدة المفرطة للمصهور أو من الخبث المتبقي، وتظهر لاحقًا على شكل انقطاع في الأسلاك أثناء السحب. يمكن أن تنتج عيوب الخط المركزي من ضعف التحكم في التبريد في القالب أو من سرعة الصب غير الصحيحة. كل هذه متغيرات عملية، ولهذا السبب يقوم منتجو القضبان بمراقبة سرعة الصب، ودرجة حرارة الذوبان، وتدفق مياه التبريد وحالة اللف بشكل مستمر بدلاً من أخذ عينات من الملف النهائي فقط.

تطبيقات قضبان النحاس

موصل الأسلاك والكابلات لتوزيع الطاقة وأسلاك البناء.

سلك لف مطلي بالمينا للمحركات والمولدات والمحولات.

شريط موصل بسبار والمفاتيح الكهربائية.

قضيب لتصنيع المحطات الكهربائية والموصلات وجهات الاتصال.

مواد أولية للأنابيب المسحوبة ولعمليات التشكيل الإضافية على الساخن أو البارد.

موصل التأريض والحماية من الصواعق.

نقاط التفتيش والمزالق الشائعة

اقرأ الكيمياء والتوصيل معًا، حيث يمكن أن يبدو أي منهما بمفرده مقبولًا بينما يشير الجمع إلى وجود مشكلة.

قم بتأكيد فئة محتوى الأكسجين التي تم طلبها، لأن درجة الصوت القوية والقضيب الخالي من الأكسجين غير قابلين للتبديل.

تحقق من وزن الملف وطوله حتى لا يترك خط الرسم بمفاصل غير ضرورية.

افحص سطح القضيب للتأكد من عدم وجود طبقات أو لفات قبل الرسم، لأن عيوب السطح تنتشر في فواصل الأسلاك.

أبقِ القضيب جافًا ومغطى في المتجر؛ تؤدي رطوبة السطح والملح إلى ظهور بقع تآكل تنتقل إلى المنتج النهائي.

تأكد من التحكم في شحنة الذوبان وتوثيقها، نظرًا لأن التقاط عنصر المتشرد يقلل من الموصلية.

التعليمات

س: ما هو الفرق بين قضيب الصب المستمر والقضيب المدلفن والقضيب الصاعد؟
يؤدي الصب والدرفلة المستمرة إلى إنتاج قضبان ذات إنتاجية عالية مع خطوة درفلة على الساخن في الخط ومحتوى أكسجين متحكم فيه نموذجي للنحاس الصلب. يُنتج الصب المتصاعد قضيبًا في قالب مبرد بالماء، مما يوفر محتوى منخفض من الأكسجين وسطحًا نظيفًا لتطبيقات الموصلات الأكثر تطلبًا.

س: ما هو المعيار الذي يغطي قضبان النحاس للاستخدام الكهربائي؟
يغطي ASTM B49 قضبان النحاس للأغراض الكهربائية، ويغطي GB/T 3952 نفس المنتج في النظام الصيني ويغطيه EN 1977 في أوروبا. تم ذكر حدود الكيمياء ومتطلبات التوصيل في تلك المعايير.

س: لماذا تعتبر الموصلية أكثر أهمية من المظهر؟
تعتبر الموصلية حساسة لكل خطأ في المعالجة تقريبًا، بما في ذلك مزيج الشحن الخاطئ، ومشاكل إزالة الأكسدة، والعناصر المتشردة وعيوب الصب، لذلك فهي مؤشر موثوق للتحكم الشامل في العملية.

س: ما الذي يسبب المسامية في قضبان النحاس المصبوب؟
الغاز المذاب أو المحبوس في المصهور، عادة ما يكون مصحوبًا بدرجة حرارة صب غير صحيحة أو تفريغ غير مناسب للغاز. تظهر المسامية الطويلة في المنتج النهائي على شكل فراغات داخلية وعيوب سطحية بعد الرسم.

س: متى يتم استخدام النحاس منزوع الأكسدة الفوسفور؟
عندما تكون قابلية اللحام المحسنة وسلوك اللحام بالنحاس الأصفر أكثر أهمية من النسبة القليلة الأخيرة من الموصلية، على سبيل المثال في الأنابيب، وقضبان التوصيل، والمنتجات الهندسية العامة.

س: كيف يتم فحص القضيب قبل الشحن؟
عن طريق التحليل الكيميائي الطيفي، وقياس الموصلية، والفحص البصري والتيار الدوامي أو الفحص السطحي للملف، وفحوصات الأبعاد على قطر القضيب وبيضويته.

س: هل يمكن لحام قضبان النحاس أو ضمها؟
يمكن ربط القضيب والسلك المسحوب منه عن طريق اللحام التناكبي لأغراض المعالجة، وقابلية اللحام للدرجة هي أحد أسباب اختيار النحاس منزوع الأكسدة الفوسفور لبعض طرق التصنيع.