Μια επισκόπηση από έναν κατασκευαστή καλωδίων

Σήμερα, θα εξερευνήσουμεχάλκινο, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο βασικό υλικό στην βιομηχανία συρματόπλεγματος και καλωδίων.

I. Fundamentals of Copper (Πρωταρχικά του Χαλκού)

Το χαλκό είναι ένα από τα αρχαιότερα μέταλλα που χρησιμοποιήθηκε από την ανθρωπότητα.Η χρήση του χαλκού είχε βαθύ αντίκτυπο στην πρόοδο του πρώιμου ανθρώπινου πολιτισμού..

Ο χαλκός υπάρχει φυσικά στον φλοιό της Γης και τους ωκεανούς.0.01%Ενώ σε ορισμένα κοιτάσματα χαλκού, οι συγκεντρώσεις μπορούν να φτάσουν3,5%Στην φύση, ο χαλκός συνήθως εμφανίζεται σε σύνθετη μορφή ως χαλκομεταλλεύματα.Συγκεντρώματα χαλκούΜε υψηλό περιεχόμενο χαλκού.

1Ιδιοκτησίες

Ο χαλκός διαθέτει εξαιρετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής ηλεκτρικής αγωγιμότητας, της θερμικής αγωγιμότητας, της αντοχής στη διάβρωση και της ευελιξίας.

Το καθαρό χαλκό κατατάσσεται δεύτερο μόνο στο ασήμι σε ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.Ροζ-κόκκινο., αλλά σχηματίζει ένα κοκκινωπό-υαλετό οξείδιο ταινία στην επιφάνεια του, γι 'αυτό και είναι συνήθως ονομάζεταιΚόκκινο χαλκό.(Πιόρινο χαλκό.)).

Πέρα από τον καθαρό χαλκό, ο χαλκός μπορεί να συγχωνευτεί με τσιμέντο, ψευδάργυρο ή νικέλιο για να δημιουργήσει κράματα με ξεχωριστά χαρακτηριστικά:

Το Alloying βελτιώνει σημαντικά τη δύναμη και την αντοχή στη διάβρωση σε σύγκριση με τον καθαρό χαλκό.

2Εφαρμογές

Λόγω των εξαιρετικών του ιδιοτήτων, ο χαλκός χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρικών, των μηχανών, των μεταφορών και των κατασκευών.

• Ηλεκτρική & Ηλεκτρονικά (≈ 50% της βιομηχανικής ζήτησης):- Δεν ξέρω.

  Η κατασκευή των καλωδίων ισχύος, καλωδίων επικοινωνίας, κινητήρες, γεννήτριες, ροτέρ, ηλεκτρονικά όργανα, και μέτρα.και PCBsΓια παράδειγμα, τα κράματα χαλκού χρωμίου-ζιρκόνιο χρησιμοποιούνται για καλώδια τρανζίστορ λόγω της υψηλής αγωγιμότητας και της θερμικής αντοχής.Η υιοθέτηση του χαλκού αντί του αλουμινίου στα τσιπ του πυριτίου της IBM σηματοδότησε μια σημαντική ανακάλυψη στη μεταλλικοποίηση των ημιαγωγών..

• Κατασκευή:- Δεν ξέρω.

  Στην Αμερική, την Ιαπωνία και τη Δυτική Ευρώπη από τα μέσα της δεκαετίας του 1980, ο ηλεκτρικός τομέας έχει γίνει ο μεγαλύτερος καταναλωτής επεξεργασμένου χαλκού.Η υπερπόντια κατανάλωση μετατοπίστηκε σημαντικά προς τα κτίριαΣύμφωνα με την Ένωση Ανάπτυξης Χαλκού (CDA), η κατασκευή παρέμεινε η μεγαλύτερη αγορά τελικής χρήσης για προϊόντα χαλκού στις ΗΠΑ το 1997.Η αντοχή του χαλκού στη διάβρωση το καθιστά ιδανικό για σωλήνες νερού.Η κατασκευή αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μερίδιο της κατανάλωσης χαλκού στις ΗΠΑ.

• Αναδυόμενα πεδία:- Δεν ξέρω.

  Με την τεχνολογική πρόοδο, οι εφαρμογές του χαλκού επεκτείνονται τώρα στην ιατρική, τη βιολογία, την υπεραγωγικότητα και την προστασία του περιβάλλοντος.Πολυουρεθάνιο αφρό που περιέχει χαλκό ή οξείδιο χαλκού μειώνει δραστικά την απελευθέρωση τοξικού υδρογόνου κυανίου (HCN) κατά τη διάρκεια της καύσης.Πολλές μελέτες επιβεβαιώνουν ότι οι βακτηριοκτόνες ιδιότητες του χαλκού βοηθούν στη μείωση της εξάπλωσης βακτηρίων που προκαλούν πνευμονία, αναστέλλουν τη βακτηριακή ανάπτυξη και διατηρούν καθαρό το πόσιμο νερό.Οι προοπτικές για χάλκινο σωλήνα στην εγχώρια κατασκευή παραμένουν πολύ ελπιδοφόρες..

ΙΙ. Παγκόσμια Αποθέματα Χαλκού

Σύμφωνα με το U.S. Bureau of Mines (1995), τα παγκόσμια αποθέματα χαλκού στέκονταν στο310 εκατομμύρια τόνοι.Με μια αποθεματική βάση...590 εκατομμύρια τόνοι.Η Χιλή και οι Ηνωμένες Πολιτείες κατέχουν τα μεγαλύτερα αποθέματα.230,7%και150,3%της παγκόσμιας αποθεματικής βάσης αντίστοιχα, ακολουθούμενη από την Πολωνία, τη Ζάμπια, τη Ρωσία, το Ζαΐρ, το Περού, τον Καναδά και την Αυστραλία.

Υπάρχουν εννιά μεγάλα βιομηχανικά είδη κοιτάσματος χαλκού:

1. Πορφίρι.

2. Sandstone/shale-hosted (Παμψίλι / σχιστόλιθος - φιλοξενείται)

3. Κου-Νι θειικό

4. Πυριτικό τύπο.

5. Τύπος Cu-U-Au.

6. Γενικό χαλκό.

7. Βέιν-τύπος.

8. Καρβονικού τύπου.

9. Σκάρν-τύπος.

Οι πρώτοι τέσσερις τύποι κυριαρχούν, αντιπροσωπεύοντας96%.των παγκόσμιων αποθεμάτων, με τα απόθεμα πορφυρίου και του αμμολιθίου/σκαλίδας να αντιπροσωπεύουν55%και29%Κατά προσέγγιση60 γιγάντια μεταλλεία χαλκού.(κάθε > 5 εκατομμύρια τόνοι Cu) υπάρχουν παγκοσμίως, συμπεριλαμβανομένων 38 πορφίρου και 15 τύπων σχιστόλιθων, που μαζί αποτελούν88%των γιγάντιων καταθέσεων.

Τα κύρια εγχώρια ορυχεία περιλαμβάνουν:

• Το ορυχείο χαλκού Dexing (Jiangxi)

• Ορυχείο Χαλκού Γιουλόνγκ (Τιμπέτ)

• Ασελέ Copper Mine (Σιντζιάνγκ)

ΙΙΙ. Copper Smelting Processes (Προϊόντα χύτευσης χαλκού)

Τα μεταλλικά ορυκτά χαλκού που εξορύσσονται από τη γη συγκεντρώνονται σεΣυγκεντρώματα χαλκούή υψηλής ποιότητας μετάλλια πριν μεταλλευθούν σε επεξεργασμένο χαλκό και προϊόντα προς τα κάτω.

Δύο βασικές μέθοδοι τήξης κυριαρχούν παγκοσμίως:

1Πυρομεταλλουργία.

• ΠροϊόνταΚαθοδικό χαλκό.(ηλεκτρολυτικό χαλκό) μέσω τήξης και ηλεκτρολυτικού καθαρισμού.

• Κατάλληλο για υψηλής ποιότητας ορυκτά θειικού οξέος.

• Το χαλκό σκουπιδιών είναι μια άλλη βασική πρώτη ύλη, που κατηγοριοποιείται ως:

  • Παλιό σκουπίδι:Από ξεπερασμένο εξοπλισμό, κτίρια, υπόγειους αγωγούς.

  • Νέο σκουπίδι:Από κατασκευαστικά απόβλητα (~ 50% της απόδοσης παραγωγής χαλκού).

• Κατανομή σκουπιδιών:

  • Γυμνό αναμεμειγμένο χαλκό:> 90% καθαρότητα

  • Λεπτό / καλώδιο:Περιέχει υλικά χαλκού (κινητήρες, PCB)

  • Δευτερογενές χαλκό:Παρασκευάζεται από σκουπίδια και παρόμοια υλικά.

2Υδρομεταλλουργία (SX-EW).

• Κατάλληλο για χαμηλού βαθμού οξειδωμένα μετάλλια.

• ΠροϊόνταΗλεκτρονικό χαλκό.(Καθοδικός χαλκός μέσω εξόρυξης διαλύτη)

3Σύγκριση Πυρο- και Υδρομεταλλουργίας.

Η υδρομεταλλουργία προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα κόστους αλλά είναι περιορισμένη στην εφαρμογή.Οι τεχνολογικές βελτιώσεις από τη δεκαετία του 1990 έχουν επιτρέψει ευρύτερη υιοθέτηση στις ΗΠΑ.Αυτή η επέκταση αύξησε την παγκόσμια προμήθεια χαλκού, συμβάλλοντας σε μια πτώση τιμών από ένα 1996 κορύφωμα του2,- 600 δολάρια.t- Τι;- Τι;toΑεαnd- Τι;- Τι;1600 το τόνο.Στα τέλη του 1998.

Το μέσο κόστος παραγωγής στα τέλη του 1990 ήταν1,400 ̇1600 το τόνο.Το χαμηλότερο υδρομεταλλουργικό κόστος που καταγράφηκε ήταν το20¢ το λίβρα.(- 450 δολάρια.t),wΙtΧάνα.vερΑgεβεΕγώ...ow- Τι;- Τι;50¢.Εγώ...β- Τι;- Τι;(1Τα κόστη αυξάνονται πάνω από 50 ¢/lb όταν επεξεργάζονται ορυκτά θειικού οξέος, υψηλής ποιότητας ορυκτά, ή λειτουργούν σε ψυχρά κλίματα.

Η Κίνα's Hydrometallurgical Development

Από τη δεκαετία του 1970, η Κίνα έχει ερευνήσει την εξαγωγή χαλκού από χαμηλού βαθμού ορυκτά.Εκατοντάδες προς δύο.Το κόστος παραγωγής χάλκινου στην Κίνα (~¥18,5 εκατ. τόνοι) είναι πολύ χαμηλό σε σύγκριση με την παραγωγή χάλκινου στην Κίνα.500/τ) υπερβαίνει κατά πολύ τον παγκόσμιο μέσο όρο (~$1Κατά τη διάρκεια τουΤο 9ο Πενταετές ΣχέδιοΤο 2000, η υδρομεταλλουργία χαρακτηρίστηκε εθνική προτεραιότητα, με εργοστάσια επίδειξης να κατασκευάζονται στα ορυχεία Dexing, Yulong και Tonglüshan.Η υδρομεταλλουργική ικανότητα της Κίνας αναμένεται να υπερβεί50Χιλιάδες τόνοι το χρόνο..

Σε παγκόσμιο επίπεδο, υδρομεταλλευτικά επεξεργασμένο χαλκό ανέβηκε από20,5%(1980) to10%(1994) και18%(1997), with projections suggesting eventual shares of Οκτώβριος 199725-35%.

Διαφορές μεταξύ Oxygen-Free Copper Rod και Low-Oxygen Copper Rod

1Οξυγόνο Απορρόφηση / Απορρόφηση και κατάσταση ύπαρξης.

• Το καθεδρικό χαλκό συνήθως περιέχει1050 ppm οξυγόνου.Η στερεή διαλυτότητα σε θερμοκρασία δωματίου είναι ~ 2 ppm.

• Χαμηλό οξυγόνο copper rod:200-400 ppm οξυγόνου (μερικές φορές μέχρι 450 ppm), απορροφάται σε υγρή κατάσταση.

• Upward-cast oxygen-free copper rod:Συνήθως <10-50 ppm οξυγόνου, μερικές φορές τόσο χαμηλά όσο1,2 ppm..

Οξυγόνο καταρρέει ωςΚου2Ο.Οξυγόνο-ελεύθερος χαλκός εκθέτει μια ομοιογενή μονοφασική δομή με λιγότερες ενσωματώσεις και σχεδόν κανένα πόρο.whereas porosity is common in low-oxygen rods: ενώ η πορώσεια είναι κοινή σε ράβδους χαμηλού οξυγόνου.

2Μικροδομή:

• Low-oxygen rod: Hot-rolled → recrystallized structure (8 mm), broken cast dendrites (Κατακόλληση με χαμηλό οξυγόνο).

• Oxygen-free rod: Coarse cast grains, sometimes several mm in size → smaller grain boundary area → requires Οξυγόνο-ελεύθερο ραβδί:υψηλότερες θερμοκρασίες ανάψυξης.

Για επιτυχή αναψύκωση, το πρώτο αναψύκωμα μετά το σχέδιο πρέπει να είναι10-15% πιο ψηλά.Το επόμενο συνεχές σχηματισμό απαιτεί επαρκές περιθώριο αναψύκλωσης για να εξασφαλιστεί η μαλακότητα του τελικού προϊόντος.

3Συμπεριλήψεις, μεταβλητότητα οξυγόνου, οξείδια επιφάνειας και ελαττώματα τροχιάς.

Οξυγόνο-ελεύθερο χαλκό generally shows:

• Λιγότερες ενσωματώσεις.

• Σταθερό περιεχόμενο οξυγόνου.

• Χωρίς καυτά ελαττώματα.

• Επιφανειακό οξείδιο ταινίες as thin as≤ 15 Å

Αντίθετα, οι ράβδοι χαμηλού οξυγόνου μπορεί να υποφέρουν από υπόγεια οξείδια που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια του χύτευσης και του κυλίνδρου, οδηγώντας σε σπασμό του σύρματος.απολέπισηΉ ακόμαΔιπλό ξεφλούδισμα.Το ραβδί.

4. Δυνατότητα

Και οι δύο ράβδοι μπορούν να τραβηχτούν.0.015 mmΑλλά το υπεραγωγικό σύρμα με το διάστημα μεταξύ των νήμων μπορεί να φτάσει00,001 mm, όπου υπερέχει ο άνευ οξυγόνου χαλκός.

5Οικονομικές εκτιμήσεις

Οξυγόνο-ελεύθερο χαλκό απαιτεί υψηλότερης ποιότητας πρώτες ύλες.> 1 mmΓια το λεπτότερο σύρμα, το χαμηλό οξυγόνο έχει το πλεονέκτημα.

6Διαφορές επεξεργασίας.

Οι διαδικασίες ζωγραφικής και αναψίξεως δεν μπορούν να είναι πανομοιότυπες.Κανένας τύπος δεν είναι παγκοσμίως πιο απαλός.

V. Προσδιορισμός των υλικών χαλκού για καλώδια

Η αγορά καλωδίων αντιμετωπίζει προκλήσεις διακρίνοντας γνήσιο χαλκό από πλαστά προϊόντα, ειδικάΑνθρακωλούχο αλουμίνιο (CCA)καιCopper-clad αλουμίνιο-μαγνήσιο, που έχουν αναδυθεί τα τελευταία χρόνια.

Συγκριτική τιμή (περίπου):

• Χωρίς οξυγόνο χαλκό:¥50.000 το τόνο- Δεν ξέρω.

• ΚΑ:¥25.000 το τόνο.- Δεν ξέρω.

  (Ειδικές βαρύτητες: Cu = 8.9Αλ = 2.7.

Πέντε μεθόδους ταυτοποίησης

1Οπτική επιθεώρηση

Εμφανίζονται γνήσιοι πυρήνες χαλκού.Πορφυρό-κόκκινο.Το τρίψιμο του εκτεθειμένου πυρήνα σε λευκό χαρτί μπορεί να αφήσει μαύρα σημάδια αν υπάρχουν ακαθαρσίες.

2Διατομή εξέτασης.

Το CCA και το CCAM είναι συνήθως κολλημένα λεπτά καλώδια.Λευκό αλουμίνιο πυρήνεςΚάτω από ένα λεπτό στρώμα χαλκού.

3Δοκιμή φλόγας.

• CCA / CCAM: Conductor sags, does not ignite easily; after burning, turns gray/dark; brittle and breaks into segments when twisted. Ο αγωγός σαγίζει, δεν ανάβει εύκολα, μετά την καύση, γίνεται γκρι/σκοτεινός, εύθραυστος και σπάει σε τμήματα όταν στρέφεται.

• Oxygen-free copper: Forms molten beads; behavior varies with wire diameter (fine wire melts, thick wire retains shape) Οξυγόνο-ελεύθερος χαλκός: Σχηματίζει λιωμένα μαργαριτάρια, η συμπεριφορά ποικίλλει με το διάμετρο του καλωδίου.

4Δοκιμαστικό Scratch.

• Κίτρινο σημάδι γρατζουνιού.

• Καθαρό χαλκό χωρίς οξυγόνο:

• CCA / CCAM: Χιονόλιθος-λευκό μοτίβο γρατζουνιού

• Η μαγνητική έλξη επιβεβαιώνει το σιδηροειδές πυρήνα.

5Δοκιμασία οργάνων.

Οι διευθυντές πρέπει να συμμορφώνονται μεGB/T 3953-2009Κλειδί μετρήσεις:Αντίσταση συνεχούς ρεύματος σε 20 °C.

Πρότυπο δοκιμής:Βλέπε GB/T 3048.2-2007(modifies IEC 60468:1974)

Περιορισμοί αντοχής (max):

• Σκληρό στρογγυλό χαλκό (Ty3.0 mm):≤ 0,01777 Ω· mm2/m- Δεν ξέρω.

• Ελαφρύ στρογγυλό σύρμα χαλκού:≤ 0,017241 Ω· mm2/m

Η μέτρηση πραγματοποιείται συνήθως χρησιμοποιώντας μια γέφυρα Κέλβιν ή παρόμοιο όργανο ακριβείας, μετατρέποντας την αντίσταση σε αντίσταση με βάση την περιοχή διατομής.

Παρέχεται από την Minfeng Cable Group, ένα απευθείας εργοστάσιο και ένας πάροχος λύσεων για την βιομηχανία συρματόπλεγματος και καλωδίων.