Podatność do wyżarzania drutów miedzianych a skład chemiczny katod

• Autorzy: Knych T. , Mamala A. , Smyrak B. , Walkowicz M.

Warianty tytułu

EN

Research on the influence of the cathode chemical composition on the annealing susceptibility of wires

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jakość wyrobów z miedzi przeznaczonej na cele elektryczne jest jednoznacznie związana, z jakością materiału wsadowego tj. walcówki, od której wymaga się, niezależnie od produkowanego asortymentu, jednoczesnego spełnienia trzech parametrów, a mianowicie: najwyższej przewodności elektrycznej, znakomitej odkształcalności w procesie ciągnienia oraz podatności do wyżarzania. Te cechy walcówki determinowane są czystością chemiczną katod, z których jest ona wytwarzana oraz jakością procesu jej wytwarzania, tj. procesu ciągłego odlewania i walcowania. O ile przewodność elektryczna wynika bezpośrednio z podstawowego zastosowania walcówki na cele elektryczne, o tyle ciągliwość i podatność do wyżarzania podyktowane są rygorem technologicznym procesu ciągnienia drutów przeznaczonych głównie na przewody emaliowane na maszynach wielobiegowych. Gwarancja możliwości zajścia pełnej rekrystalizacji drutów w procesu wieloetapowego ciągnienia leży po stronie producenta walcówki, a pośrednio także producenta katod. Stąd też, wśród producentów katod miedzianych obowiązuje zasada minimalizacji sumarycznej zawartości zanieczyszczeń. Powyższy fakt doprowadził do sytuacji, w której standardowa czystość katod miedzianych kształtuje się aktualnie na poziomie od kilkudziesięciu do kilkunastu p.p.m. sumy atomów pierwiastków domieszek. Mimo to w wielu przypadkach podatność do wyżarzania miedzi w procesach przeróbki plastycznej na gorąco (rekrystalizacja dynamiczna) jak również na zimno (rekrystalizacja "in-line" - w liniach ciągarniczych) stwarza rzeczywiste problemy technologiczne. W artykule przedstawiono analizę literaturową i wybrane aspekty teoretyczne omawianego problemu oraz wyniki badań eksperymentalnych wpływu ilości oraz morfologii atomów pierwiastków zanieczyszczeń w miedzi o czystości chemicznej 4N na temperaturę rekrystalizacji oraz kinetykę wyżarzania drutów miedzianych.

EN

Modern technologies for processing copper wire rod are designed to maximize the capabilities and the reliability of the drawing process, which imposes the need for a new set of requirements for materials used in drawing. In particular, the guarantee of the possibility of annealing wire during the multi-wire drawing process is a fundamental requirement set by the current copper wire rod producers. The ideal material from the annealing susceptibility point of view should most of all be characterized by annealing kinetics which allow for a quick transition of materials from a hardened state to a soft state. This condition is possible to meet with copper of the lowest levels of impurities and also a correct structural state. These factors are ultimately formed in the continuous melting, casting and rolling lines. While the chemical composition of wire rods is ultimately modified with oxygen, the structural state of wire rods depends on the temperature and speed of the rolling and casting process. This article presents the results of the simultaneous effects of the chemical compositions and the structural state of Cu-ETP wire rods on the results of annealing tests used until now (spiral elongation test, rapid tensile test) and also new propositions for alternative tests which allow for a quick Cu-ETP wire rod annealing susceptibility rating.

Słowa kluczowe

PL

wyżarzanie miedzi; jakość katod miedzianych; test wydłużenia sprężyny; test AR; testy wyżarzalności

EN

copper wire rod; copper wire; spiral elongation test; rapid tensile test; annealbility

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 57, nr 9
• Strony: 592--598
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Knych T.

autor

Mamala A.

autor

Smyrak B.

autor

Walkowicz M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. PN-EN 1978:2000. Miedź i stopy miedzi. Katody miedziane.
• 2. ASTM B49-92. Walcówka miedziana przeznaczona dla celów elektrycznych.
• 3. Knych T., Mamala A., Smyrak B. Walkowicz M.: Research on the influence of the structural state of Cu‐ETP wire rod on the annealing susceptibility of wires. International Journal of Wire, październik 2011.
• 4. Camurri C., Carrasco C., Albrehch S.: Impurities on cathodic copper: study of their influence on the ductility of copper wires and development of mechanical tests sensible to such impurities. Procedings of International conference Metal 2010, Maj 2010.
• 5. The Annealability Testing of Copper. Journal of Testing and Evaluation, ASTM, 1973, t. 1.
• 6. Svenska Metallverken: SM — Norm 22 34 01 E — Spring Elongation Test.
• 7. Considerations about the use of the spiral elongation test method, M.H.O—Olen, Belgia, materiały konferencyjne Osaka — Japonia, 1985.
• 8. Ivanow S., Markovich D., Stuparevic L., Guskovic D.: Effect of degree of cold work and annealing temperature on the microstructure and properties of cold drawn copper wires and tubes. Bull Materials science, February, 1996, t. 19.
• 9. Armstrong G., Smith G.: The Spiral — Elongation Test for Copper Annealability: An Examination of Same Contralling. Journal of the Institute of Metals, Zambia, 1971, nr 1.
• 10. Armstrong G.: Some observations on the electrical conductivity of commercial electrorefined copper. Journal of the Institute of Metals, 1978, t. 100.
• 11. Humphreys F., Hatherly M.: Recrystallization and Related Annealing Phenoma. Elsevier, 2004.
• 12. Prasad Y. V. R. K., Rao K. P.: Influence of oxygen on the processing maps for hot working of electrolytic tough pitch copper. Materials Letters, 2006, t. 60.
• 13. Aoyama S., Onuki M., Miyake Y., Urao R.: Effects of lead on annealing properties of cold-drawn copper wire. Journal of Materials Science, 1991, t. 26.
• 14. Fujiwara S., Abiko K.: Ductility of Ultra High Purity Copper. Journal de Physique, 1995, t. 5, nr 111.
• 15. Markovich D., Guskovich I D., llich A.: Effect of stresses in annealing a on its technological properties copper wire. Metal Science amt Heat Treatment, 1997, t. 39.
• 14. Schamp J., Verlinden B., Van Humbeeck J.: Primary Recrystallization and Grain Growth of Tough Pitch Copper Wire. Journal de Physique 1995 bearing copper, t. 5, nr 111.
• 16. Bigelow L. K., Chen J.: Effects of impurities on the Annaalability and resistivity of oxygen‐bearing copper. Metalurgical Transactions, 1976, B,662, t. 7B.
• 17. Won Y. M., Oh K. H.: Effect of preheating on the mechanical properties of tough pitch copper made from copper scraps. Journal of materials science, 1997, nr 32.
• 18. Magana E. J., Godinez L. F.: Rapid tensile test elongation study for measuring the annealability of copper rod. Wire Journal International, 2009.
• 19. PN-EN 12893:2002. Tytuł: Miedź i stopy miedzi — Wyznaczanie wskaźnika wydłużenia sprężyny.