大拉銅線拉制過程中斷線的原因分析及對策

羅 鋒，余 琪，鐘方友

(1.寧波博威合金材料股份有限公司，浙江 寧波 315135;2.江西銅業(yè)集團(tuán)公司 銅材有限公司，江西 貴溪 335424)

1 引言

大拉銅線的生產(chǎn)過程包括拉伸、退火和收線三個(gè)過程，目前大拉銅線生產(chǎn)線均采用連續(xù)多模拉伸。斷線是拉伸過程中一個(gè)令人頭痛且難以解決的問題，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)斷線會影響整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，產(chǎn)生大量的廢線，大大降低了成品率，增加了工時(shí)，降低了生產(chǎn)效率[1]。斷線是指銅線在拉制過程中發(fā)生的斷裂行為[2]，如果發(fā)生斷線，則無法滿足銅線的連續(xù)生產(chǎn)。因此，研究分析斷線的原因，采用相應(yīng)的有效的措施，減少斷線率，對銅大拉生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行具有極其重要的意義。

2 斷線的原因分析

大拉銅線拉制過程中斷線的原因主要有原材料、拉伸模具、拉伸環(huán)、拉伸乳液、銅桿焊接等方面，不同原因產(chǎn)生的斷線的現(xiàn)象不同。通過深入的探究、分析，大拉銅線拉制過程中斷線的主因有以下幾個(gè)方面:

2.1 原材料

大拉銅線使用的原材料大多數(shù)采用連鑄連軋生產(chǎn)的φ8mm的銅桿，銅桿質(zhì)量的好壞直接影響銅大拉生產(chǎn)順行。常見的原材料斷線主要有空心和夾雜斷線(如圖1、2所示)。鑄造、軋制不符將直接影響后續(xù)拉伸，因連鑄連軋銅桿生產(chǎn)線生產(chǎn)鑄造過程中產(chǎn)生氣孔，并且氣孔在后續(xù)軋制過程中不能得到完全的消除，從而產(chǎn)生空心斷線。銅桿生產(chǎn)過程鑄造過程中因耐火材料、冷銅顆粒等雜質(zhì)帶入，從而導(dǎo)致銅桿坯在后續(xù)拉伸過程中的夾雜斷線[3]。

圖1 空心斷線實(shí)物圖

圖2 夾雜斷線實(shí)物圖

2.2 拉伸模具

大拉銅線是通過拉伸模具發(fā)生塑性變形，實(shí)現(xiàn)拉伸[4]，模具的選擇極其質(zhì)量對銅大拉生產(chǎn)順行及產(chǎn)品質(zhì)量起著非常大的作用。模具產(chǎn)生拉伸過程中斷線的主要原因有以下三個(gè)方面。

模具的結(jié)構(gòu):對不同的銅線材，最佳模角也不相同，模具的規(guī)格必須符合工藝要求，比如模角過大，潤滑距離過短(如圖3?？捉Y(jié)構(gòu)圖)，潤滑不充分，將造成刮斷線。

圖3 模孔形狀

配模工藝:目前大多數(shù)銅大拉機(jī)均采用多模連續(xù)拉伸生產(chǎn)技術(shù)，在整個(gè)生產(chǎn)過程中各道次的模具配比是根據(jù)生產(chǎn)工藝、傳動(dòng)等綜合設(shè)定，當(dāng)模具尺寸發(fā)生變化，導(dǎo)致道次加工率發(fā)生變化，極易產(chǎn)生斷線。

成品模腔體內(nèi)銅粉較多:銅線材在拉伸過程中，由于母材本身原因和母材與模具之間摩擦產(chǎn)生些許銅粉，隨著拉伸的進(jìn)行，部分銅粉會隨著銅線材通過?？祝粠氲匠善纺Ｇ惑w內(nèi)，隨著時(shí)間的推移，銅粉越積越多，將形成硬塊，從而導(dǎo)致了斷線。

2.3 拉伸環(huán)

銅大拉拉伸過程中大多數(shù)通過拉伸環(huán)傳動(dòng)銅線材，如果拉伸環(huán)表面起槽(如圖4)，或者拉伸環(huán)的角度偏大或過小，這都將導(dǎo)致銅線在拉伸環(huán)上不能有序排列在拉伸環(huán)表面上，導(dǎo)致了銅線與銅線之間的相互擠壓而相互折疊產(chǎn)生夾線，造成了斷線。

圖4 起槽拉伸環(huán)

2.4 拉絲乳液

在銅大拉拉制過程中，拉伸乳液是一個(gè)很重要的輔助材料，正確使用和管理銅大拉拉伸乳液，對進(jìn)一步提高銅線質(zhì)量和降低斷線率有著極其重要的作用[5]。拉伸乳液的主要有潤滑、抗氧化、冷卻、清洗等作用，各種作用均應(yīng)該滿足銅大拉生產(chǎn)工藝要求，乳液在銅線坯與?？字g形成一層潤滑膜，減少摩擦力[6]，同時(shí)可以清洗拉伸環(huán)、模具上面的銅泥，如果潤滑、清洗效果不好將產(chǎn)生斷線。

2.5 焊接

為確保銅大拉連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，必須使用焊接技術(shù)將銅線坯首尾相連。目前，銅桿線焊接常有熱熔焊和冷壓焊兩種，其焊接質(zhì)量直接影響銅大拉的穩(wěn)定生產(chǎn)，因焊接對接不平整歪斜、焊接端頭表面含有油污等雜質(zhì)、焊接溫度不符合工藝要求、焊接夾具夾持不牢固發(fā)生松動(dòng)等原因都將影響焊接質(zhì)量，在后續(xù)生產(chǎn)中產(chǎn)生斷線。

3 斷線的解決措施

通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐摸索，針對以上表面缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行探究、分析，對工藝進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，持續(xù)對技術(shù)裝備進(jìn)行改進(jìn)，可大幅降低大拉銅線斷線率，其措施主要有以下幾個(gè)方面:

3.1 主原材料銅桿的質(zhì)量保證

選擇質(zhì)量優(yōu)良的銅桿是保證大拉銅線生產(chǎn)順行的前提條件，確保品質(zhì)的所需，根據(jù)上道工序(連鑄連軋銅桿生產(chǎn)線)生產(chǎn)過程中判斷銅線坯的質(zhì)量，選擇針對性生產(chǎn)。

3.2 拉伸模具

模具是大拉銅線生產(chǎn)的重要部件之一，其選用直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的順行，故應(yīng)選擇合理的模具及工藝。每次使用新模具或者返修回來的模具必須在線拉伸測量其尺寸，確認(rèn)尺寸是否滿足工藝要求，做好拉伸模具的維護(hù)和保養(yǎng)，制定模具使用維護(hù)規(guī)定，定期將模具下機(jī)保養(yǎng)，生產(chǎn)過程中必須定期清理成品模腔內(nèi)的銅泥。

3.3 拉伸環(huán)

拉伸環(huán)使用過程中必須滿足工藝要求，尺寸必須控制在公差范圍之內(nèi)，隨著生產(chǎn)進(jìn)行，拉伸環(huán)表面會出現(xiàn)不同程度的起槽，當(dāng)起槽較深影響銅大拉生產(chǎn)的時(shí)候，必須進(jìn)行換邊或者更換新的拉伸環(huán)。

3.4 拉伸乳液

拉伸系統(tǒng)大多數(shù)采用浸泡式潤滑，必須確保拉伸乳液的濃度、PH、溫度、含菌量，必須定期檢測乳液的各項(xiàng)指標(biāo)，生產(chǎn)過程中乳液的指標(biāo)不達(dá)標(biāo)時(shí)必須調(diào)整到位方可開機(jī)。

4 結(jié)束語

(1)影響大拉銅線生產(chǎn)過程中斷線的因素很多，其主因有:原材料、模具、拉伸環(huán)、乳液等。因此，根據(jù)斷線的具體情況式分析、確定原因，且采用有效的針對性措施，對提高產(chǎn)品質(zhì)量確保生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

(2)通過原材料的優(yōu)選、模具優(yōu)化、設(shè)備優(yōu)化和生產(chǎn)工藝的合理控制等措施，可大幅降低大拉銅線生產(chǎn)過程中斷線的產(chǎn)生，保證大拉銅線的正常生產(chǎn)。

[1]沈家剛.銅線生產(chǎn)中斷線原因、類型的分析和防范[J].電線電纜，2001，(2):3－7.

[2]李明茂等.超細(xì)線拉制過程中斷線原因分析與解決對策[J].特種鑄造及有色合金，2012，(6):583－586.

[3]陳輝明等.銅桿線拉伸質(zhì)量問題的原因分析與探究[J].有色金屬加工，2011，(5):31－34.

[4]居敏剛，李耀群，曹建國.銅及銅合金棒、線材生產(chǎn)技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2009.

[5]楊國富.淺談銅拉絲潤滑油的管理與控制[J].銅業(yè)工程，2012，(3):5－7.

[6]李學(xué)俊.淺談如何正確使用銅拉絲潤滑劑[J].電線電纜，2001(2):37－39.