Analiza umacniania się drutów uzyskanych z materiałów wsadowych z miedzi gatunku Cu-OFE i Cu-ETP w procesie ciągnienia

• Autorzy: Walkowicz M.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the ofe and etp copper wires strengthening during drawing process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współczesny przemysł elektrotechniczny i elektroniczny stawia coraz to wyższe wymagania względem właściwości fizykochemicznych i technologicznych miedzi dedykowanej do produkcji kabli i przewodów elektrycznych. Odpowiedzią na te potrzeby stał się rozwój nowoczesnych metod ciągłego odlewania miedzi beztlenowej, które mimo niższej wydajności w porównaniu do technologii ciągłego odlewania i walcowania pozwalają na uzyskiwanie wyrobów specjalistycznych o ściśle zaprojektowanych i dedykowanych właściwościach. Produkty te, oprócz wysokiej przewodności elektrycznej, muszą także charakteryzować się bardzo dobrą odkształcalnością na druty i mikrodruty. Z kolei podatność do procesów przeróbki plastycznej na zimno warunkowana jest m.in. strukturą krystaliczną i czystością chemiczną materiału wsadowego. W związku z powyższym, w pracy dokonano analizy procesu umacniania się drutów uzyskanych z materiałów wsadowych z miedzi beztlenowej gatunku Cu-OFE z linii Upcast i Rautomead oraz z miedzi tlenowej Cu-ETP z linii Contirod w procesie ciągnienia. Ukazano krzywe zmian właściwości mechanicznych drutów uzyskanych z prętów i walcówek w funkcji odkształcenia rzeczywistego oraz ich interpretację. Określono parametry równań opisujących w matematyczny sposób przebiegi zmian granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie w funkcji odkształcenia. Całość pracy uzupełnia analiza mikrostruktur materiałów wsadowych z miedzi gatunku Cu-OFE i Cu-ETP do procesu ciągnienia oraz otrzymanych drutów. Kontynuację analizy porównawczej stanu strukturalnego badanych materiałów stanowią także obrazy z mikroskopu skaningowego powierzchni przełomów po statycznej próbie rozciągania dla drutów o średnicy 0,5 mm z obu gatunków miedzi.

EN

The requirements of modern electrotechnical and electrical industry concerning on the physicochemical and technological properties of copper to electrical wires and cables. The result of this is development of modern methods of continuous casting (CC) of oxygen-free copper. Generally, continuous casting and rolling (CCR) lines provide higher production capacities than continuous casting (CC) lines and are used for high-volume production of electrolytic tough pitch copper Cu-ETP (for comparison: a CCR finished product speed may exceed 25 m/s, whereas in CC line it is about 0.5-4.0 m/min). Although CC lines cannot compete in terms of production capacity with CCR installations, they allow achieving specialist products with precisely designed and dedicated properties. These products in addition to high electrical conductivity must also have a very good formability for wires and micro-wires. In turn, susceptibility to processes of cold working is conditioned, among others, crystal structure and chemical purity of feedstock. This paper presents analysis of the OFE (Upcast and Rautomead line) and ETP (Contirod line) copper wires strengthening during drawing process. Characteristics of changes of mechanical properties as a function of the actual deformation wires has been presented. Parameters of equation of ultimate tensile strength and proof stress in the function of deformation has been presented. In addition, the paper contains the analysis of the microstructure and fracture surface of OFE and ETP wires after tensile test.

Słowa kluczowe

PL

proces ciągnienia; umacnianie; drut; miedź Cu-OFE; miedź Cu-ETP

EN

drawing process; strengthening; wire; oxygen free electronic (OFE) copper; electrolytic tough pitch (ETP) copper

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 59, nr 7
• Strony: 329--337
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Walkowicz M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Walkowicz M.: Wpływ parametrów odlewania na kształtowanie cech materiałowych miedzi beztlenowej dla wysoko zaawansowanych aplikacji w elektronice i elektrotechnice. AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, czerwiec 2012 [pr. dokt.].
• 2. Lipowsky H., Arpaci E.: Copper in automotive industry. Wiley- VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2007.
• 3. Welter J. M.: Copper. Proceedings of the International Conference Copper’06-Better properties for innovative products UTC France-September 12 to 15, 2006. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2006.
• 4. Murarka S. P., Verner I. V., Gutmann R. I.: Copper-fundamental mechanism for microelectronic applications. John Wiley and Sons, Inc., New York, USA 2000.
• 5. ASM R eady R eference: E lectrical and magnetic properties of metals. The Materials Information Society, Ohio, USA, 2000.
• 6. ASM International: ASM Handbook, Volume 15 Casting. The Materials Information Society, Ohio, USA, 2008.
• 7. Wilson R.: A practical approach to continuous casting of copper-based alloys and precious metals. Institute of Materials (IOM Communications Ltd.), 2000.
• 8. Hazelett process: Iron Steel Eng. 1966, vol. 43, no. 6, p. 105.
• 9. Dampas J. M. A.: Method and apparatus for continuously casting copper bar product. U.S. Patent nr 4155396, 22.05.1979.
• 10. Hazelett C. W.: Metal casting method and apparatus. U.S. Patent nr 2904860, 22.08.1959.
• 11. Properzi process, Met. Rev., 1961, vol. 6, no. 22.
• 12. Chia E. H., Olgetree R. H., Powers F. M.: Method and apparatus for casting and hit forming copper metal and the copper product formed thereby. U.S. Patent 4733717, 29.03.1988.
• 13. Southwire revolutionizes non-ferrous rod production with SCR system. Southwire Mag., June 1975, vol. 33.
• 14. Sinha U., Adams R.: Southwire continuous rod process: innovations for quality improvements. Wire J. Int., June 1993.
• 15. Sinha U., Adams R.: Southwire continuous rod: a method to produce high-quality rods for fine wire drawing and special applications. Conference Indian Copper Development Centre and Winding Wires Manufacturers Association of India, October 1988.
• 16. Hudson G. T.: The production of copper rod by SRC process. Internal paper, Southwire Company, Carrolton, GA USA.
• 17. Richards L. C. et al.: Continuous casting-its history, impact and future. Metals Week Copper Conference, December 1989, no. 10.
• 18. Chia E. H.: International Conf., Inst. Wire and Mach. Assoc. (Torremolinos, Spain), April 1979.
• 19. Carreker R. P.: Apparatus for the continuous formation of intermediates. U.S. Patent 3008201, 24.08.1955.
• 20. Nesslae D. J., Sheng Y. L., Shaw M. F.: Oxygen-free copper product and process. U.S. Patent 405943722, 22.11.1977.
• 21. Wilson R., LaPlante J. C.: Continuous casting furnace and d ie s ystem o f m odular d esign. U .S. Patent 4 802436, 0 7.02.1989.
• 22. Ohno A.: Solidification: the separation theory and its practical application. Springer Verlag, New York, USA 1987.
• 23. Ohno A., McLean A.: Ohno Continuous Casting. Adv. Mater. Process., 1995, vol. 4, p. 43-45.
• 24. Ohno A.: Japan Patent 1,049,148; U.S. Patent 4,515,204; Germany Patent 3,246,470.
• 25. Nakano K.: Continuous casting of copper and copper alloys. R&D Division of Furukawa Electric Company, Japan.
• 26. Pops H.: Nonferrous wire handbook. Vol. 3, The Wire Association International, 1995.
• 27. Knych T., Smyrak B., Walkowicz M.: Research on the influence of casting speed on the structure and properties of oxygenfree copper wires. Wire Journal International, October 2012, vol. 45, no. 10, p. 68-72.
• 28. Walkowicz M., Knych T., Smyrak B.: Analiza wpływu składu chemicznego miedzi na podatność do przetwórstwa w procesach przeróbki plastycznej na zimno. Hutnik — Wiadomości Hutnicze, 2013, t. 80, nr 1, s. 119-121.
• 29. Walkowicz M., Knych T., Smyrak B.: Badania nad przemysłową technologia ciągnienia drutów z miedzi na żyły przewodzące kabli teleinformatycznych. Hutnik — Wiadomości Hutnicze, 2013, t. 80, nr 1, s. 122-124.
• 30. Walkowicz M ., Knych T., S myrak B .: Badania nad miedzią beztlenową do wysokozaawansowanych aplikacji w elektronice i elektrotechnice. Przegląd Elektrotechniczny, 2013, nr 2a, s. 40-44.