SJT_11411—2010《銅包鋼線》標準的詮釋1

1 銅包鋼線(ccs)簡介 一，銅包鋼線結構和性能 銅包鋼線(coppercladsteelwire，簡稱ccs線)是國際上近 幾十年開發的新產品，國外發達國家已廣泛使用。在中國，大量使 用銅包鋼線還是近幾年的事。 銅包鋼線（ccs）屬雙金屬復合線材，它是利用兩種金屬各自的 優點，通過特殊的生產工藝而制成的。早在上個世紀30年代，最早 由德國發明，隨后在美國、英國、法國等先進國家迅速推廣。并廣 泛地應用于各種領域，包括電力傳輸系統。1968年銅包鋁、銅包鋼 線被應用在catv電纜上。 1，銅包鋼線結構 銅包鋼線是以鋼線為芯體，在其表面上覆一層銅的復合線材，如 圖1所示結構。銅包鋼線在性能上兼備了鋼的高強度、耐高溫軟化 的機械性能和銅導電率高、接觸電阻小的電性能，因而具有傳導效 率高，材料成本低，抗拉斷力大，質量輕，耐磨損的特點。它在電 纜行業中可代替銅導體作為分配線

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銅包鋼線的研制與應用

銅包鋼線(ccs)簡介 一，銅包鋼線結構和性能 銅包鋼線(coppercladsteelwire，簡稱ccs線)是國際上近幾 十年開發的新產品，國外發達國家已廣泛使用。在中國，大量使用銅 包鋼線還是近幾年的事。 銅包鋼線（ccs）屬雙金屬復合線材，它是利用兩種金屬各 自的優點，通過特殊的生產工藝而制成的。早在上個世紀30年代， 最早由德國發明，隨后在美國、英國、法國等先進國家迅速推廣。并 廣泛地應用于各種領域，包括電力傳輸系統。1968年銅包鋁、銅包 鋼線被應用在catv電纜上。 1，銅包鋼線結構 銅包鋼線是以鋼線為芯體，在其表面上覆一層銅的復合線材，如 圖1所示結構。銅包鋼線在性能上兼備了鋼的高強度、耐高溫軟化的 機械性能和銅導電率高、接觸電阻小的電性能，因而具有傳導效率高， 材料成本低，抗拉斷力大，質量輕，耐磨損的特點。它在電纜行業中 可代替銅導體作為分

銅包鋼線的生產工藝及其應用 1.前言 銅包鋼線是通過物理、化學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 的金屬復合線材。銅包鋼線具有良好的電學性能、力學性能、防腐蝕性和對橡膠的粘接性等，用 途廣泛，已日益受到關注。 銅包鋼線是一種新型的復合線材。其生產技術涉及到機械、電氣、塑性成型、熱處理和電化學等 多學科交叉，極具發展前景。 本文對符合我國國情的銅包鋼線的生產工藝進行了分析，研究了可實際應用的預鍍工藝，提出 了適于現場操作的工藝，并扼要介紹了銅包鋼線的應用。 2.銅包鋼線的生產工藝 從材料學的觀點出發，材料的化學成分將最終決定其性能。所以把力學性能、電學性能和耐腐蝕 性能等差異較大的銅和鋼組合而成的復合材料必然就賦予了其獨特的性能，早期的銅包鋼線是利 用了鋼絲的高強度和銅層的耐腐蝕性作為防腐加強材料，隨著人們對銅包鋼線認識的加深，其應 用

介紹了銅包鋼線材的類型、性能、應用領域以及生產方法。對國內外目前廣泛使用的生產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闡述,并對各生產工藝的特性、生產成本、產品質量作了比較分析,指出了其中的關鍵問題,為我國的銅包鋼線材的技術改進,提高產品質量,降低成本提供參考。

建立的了銅包鋼線及鍍錫銅包鋼線導電特性的物理模型和數學模型，給出了銅包鋼線及鍍錫銅包鋼線基本參數的計算方法。通過應用該數學模型對一組實驗數據進行驗算，證明理論計算和實驗結果具有很好的一致性。這種計算法對銅包鋼線生產工藝和裝備設計具有重要意義。

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

闡述了銅包鋼線的特點及生產工藝。采用硫酸鹽鍍銅工藝生產銅包鋼線，篩選出一種置換添加劑tp，預鍍效果良好，成本低、結合力強、維護方便。此外，還介紹了銅包鋼線的應用前景。

銅包鋼線主要應用于通訊、交通運輸、冶金、電子儀表、機械、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工藝，并對銅包鋼線今后的發展及應用前景進行了分析。

介紹了sj/t11411—2010《銅包鋼線》標準的制定過程及其應用范圍,詮釋了標準的主要內容,通過實例說明了標準的可行性并論述了該標準的實施意義。

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合線材。銅包鋼線在性能上兼備了鋼的高強度、耐高溫的機械性能和銅導電率高、接觸電阻小的電性能,因而具有傳導效率高,材料成本低、抗拉斷力大、質量輕、耐磨損

在銅包鋼線的生產過程中,控制銅層厚度是一個非常重要的工序。為了實時監控銅層的厚度,本文設計了基于線陣ccd(chargecoupleddevice)的在線銅包鋼線徑測量儀。通過線陣ccd實時地把包含銅包鋼線徑大小的光學信號轉換為相對應的電信號,該信號經濾波放大電路、二值化電路后,送avr單片機進行信號處理;采用中值濾波方法提取對應的銅包鋼線徑數據,并能實時檢測生產的銅包鋼線徑是否在預設范圍內,超出時給予相應警報。經過試驗,該設備能實時監控銅包鋼的線徑大小。目前,該設備已投入到工業應用中。

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

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以熱浸鍍法生產的銅包鋼線為研究對象,研究了預熱溫度、銅液溫度和復合時間等工藝參數對銅包鋼線界面結合強度的影響;測定了不同包覆比的銅包鋼線的電導率。結果表明,表面經機械打磨、酸堿洗并助鍍鹵化物鹽溶液的鋼線,在400℃預熱復合后,鋼線與銅層之間的結合效果較好,界面結合強度達到95mpa;銅包鋼線的電導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的這種導線,鋼線采用嚴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是:(1)它和高純度鋁線有優越的電焊接性能。焊頭優良;(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合導線的性能．使用１０鋼鋼絲和無氧銅帶為原材料，經過表面處理后包覆焊接成為復合線坯，再通過拉拔和熱處理獲得復合導線．檢測結果表明，用這種工藝制作的銅包鋼線，銅層沿圓周及縱向分布均勻，銅與鋼的界面實現了良好的冶金結合，其力學性能和電阻率指標均滿足ｃａｔｖ同軸電纜內導體的要求．

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-鋼復合界面擴散和結合強度的影響。結果表明,隨著銅包鋼線退火溫度的升高和時間的延長,擴散層厚度增加,界面結合強度提高。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后界面結合效果最佳,繼續升高溫度和延長時間,界面擴散層厚度和結合強度幾乎不變。利用擴散方程計算fe和cu原子的擴散激活能和擴散常數,確定了擴散常數與退火溫度的關系。綜合考慮銅包鋼線擴散層厚度與結合強度的關系及生產實際要求,得到銅包鋼線的最佳退火工藝為750℃保溫2h。

本文主要介紹了國內外對于雙金屬復合材料界面結合強度的測試方法,對其應用的范圍及適用對象進行了詳細比較。在傳統的測試方法基礎之上,結合日本測試復合鋼的測試標準,給出了一種新的銅-鋼復合導線的界面結合強度測試方法。經過實驗驗證,該方法具有科學可靠性,可測試任意規格線徑和任意界面結合強度的銅包鋼導線,并且可測試任意雙金屬復合材料的界面結合強度。

采用連續擠壓包覆法生產銅包鋼線是連續擠壓技術的一次飛躍,為了對該技術進行深入研究,對連續擠壓包覆成形進行了工藝分析,并通過工藝試驗獲得了質量良好的銅包鋼線.研究結果表明,單槽連續擠壓包覆工藝更適合于銅包鋼線的生產.