由于生產(chǎn)銅桿的兩者的工藝不同,，所生產(chǎn)的銅桿中的含氧量及外觀就不同,。上引生產(chǎn)的銅桿，工藝得當(dāng)氧含量在10ppm以下,，叫無氧銅桿;連鑄連鑄生產(chǎn)的銅桿是在保護(hù)條件下的熱軋,，氧含量在200-500ppm范圍內(nèi)，但有時(shí)也高達(dá)700ppm以上,，一般情況下,，此種方法生產(chǎn)的銅外表光亮，低氧銅桿,，有時(shí)也叫光桿,。

無氧銅桿

銅桿是電纜行業(yè)的主要原料，生產(chǎn)的方式主要有兩種——連鑄連軋法和上引連鑄法,。連鑄連軋低氧銅桿的生產(chǎn)方法較多,，其特點(diǎn)是金屬在豎爐中融化后，銅液通過保溫爐,、溜槽,、中間包，從澆管進(jìn)入封閉的模腔內(nèi),，采用較大的冷卻強(qiáng)度進(jìn)行冷卻,，形成鑄坯，然后進(jìn)行多道次軋制,，生產(chǎn)的低氧銅桿為熱加工組織,，原來的鑄造組織已經(jīng)破碎，含氧量一般為200~400ppm之間,。無氧銅桿國內(nèi)基本全部采用上引連鑄法生產(chǎn),，金屬在感應(yīng)電爐中融化后通過石墨模進(jìn)行上引連續(xù)鑄造，之后進(jìn)行冷軋或冷加工,，生產(chǎn)的無氧銅桿為鑄造組織,，含氧量一般在20ppm以下。由于制造工藝的不同,，所以在組織結(jié)構(gòu),、氧含量分布、雜質(zhì)的形式及分布等諸多方面有較大差別,。

一,、拉制性能

銅桿的拉制性能跟很多因素有關(guān),，如雜質(zhì)的含量、氧含量及分布,、工藝控制等,。下面分別從以上幾個(gè)方面對銅桿的拉制性能進(jìn)行分析。

1,、熔化方式對S等雜質(zhì)的影響

連鑄連軋生產(chǎn)銅桿主要是通過氣體的燃燒使銅桿熔化,，在燃燒的過程中，通過氧化和揮發(fā)作用,，可一定程度減少部分雜質(zhì)進(jìn)入銅液,，因此連鑄連軋法對原料要求相對低一些。上引連鑄生產(chǎn)無氧銅桿,，由于是用感應(yīng)電爐熔化,，電解銅表面的“銅綠”“銅豆”基本都熔入到銅液中。其中熔入的S對無氧銅桿塑性影響極大,，會(huì)增加拉絲斷線率,。

2、鑄造過程中雜質(zhì)的進(jìn)入

在生產(chǎn)過程中,，連鑄連軋工藝需通過保溫爐,、溜槽、中間包轉(zhuǎn)運(yùn)銅液,，相對容易造成耐火材料的剝落,，在軋制過程中需要通過軋輥，造成鐵質(zhì)的脫落,，會(huì)給銅桿造成外部夾雜,。而熱軋中皮上和皮下氧化物的軋入，會(huì)給低氧桿的拉絲造成不利的影響,。上引連鑄法生產(chǎn)工藝流程較短,，銅液是通過聯(lián)體爐內(nèi)潛流式完成，對耐火材料的沖擊不大,，結(jié)晶是通過石墨模內(nèi)進(jìn)行,，所以過程中可能產(chǎn)生的污染源較少，雜質(zhì)進(jìn)入的機(jī)會(huì)較少,。

O,、S,、P是與銅會(huì)生產(chǎn)化合物的元素,。在熔態(tài)銅中，氧可以溶解一部分,，但當(dāng)銅冷凝時(shí),，氧幾乎不溶解于銅中,。熔態(tài)時(shí)所溶解的氧，以銅=氧化亞銅共晶體析出,，分布在晶粒晶界處,。銅-氧化亞銅共晶體的出現(xiàn)，顯著降低了銅的塑性,。硫可以溶解在熔體的銅中,，但在室溫下，其溶解度幾乎降低到零,，它以硫化亞銅的形式出現(xiàn)在晶粒晶界處,，會(huì)顯著降低銅的塑性。

3,、氧在低氧銅桿和無氧銅桿中分布形式及其影響

氧含量對低氧銅桿的拉線性能有著明顯的影響,。當(dāng)氧含量增加到最佳值時(shí)，銅桿的斷線率最低,。這是因?yàn)檠踉谂c大部分雜質(zhì)反應(yīng)的過程中都起到了清除器的作用,。適度的氧還有利于去除銅液中的氫，生成水蒸氣溢出,，減少氣孔的形成,。最佳的氧含量為拉線工藝提供了最好的條件。

低氧銅桿氧化物的分布：在連續(xù)澆鑄中凝固的最初階段,，散熱速率和均勻冷卻是決定銅桿氧化物分布的主要因素,。不均勻冷卻會(huì)引起銅桿內(nèi)部結(jié)構(gòu)本質(zhì)上的差異，但后續(xù)的熱加工,，柱狀晶通常會(huì)遭到破壞,，使氧化亞銅顆粒細(xì)微化和均勻分布。氧化物顆粒聚集而產(chǎn)生的典型情況是中心爆裂,。除氧化物顆粒分布的影響外,，具有較小氧化物顆粒的銅桿顯示出較好的拉線特性，較大的Cu2O顆粒容易造成應(yīng)力集中點(diǎn)而斷裂,。

無氧銅含氧量超標(biāo),，銅桿變脆，延伸率下降,，拉伸式樣端口顯暗紅色,，結(jié)晶組織疏松。當(dāng)氧含量超出8ppm時(shí),，工藝性能變差,，表現(xiàn)為鑄造及拉伸過程中斷桿及斷線率極具增高。這是由于氧能與銅生成氧化亞銅脆性相，形成銅-氧化亞銅共晶體,，以網(wǎng)狀組織分布在境界上,。這種脆性相硬度高，在冷變形時(shí)將會(huì)與銅機(jī)體脫離,，導(dǎo)致銅桿的機(jī)械性能下降,，在后續(xù)加工中容易造成斷裂現(xiàn)象。氧含量高還能導(dǎo)致無氧銅桿導(dǎo)電率下降,。因此,，必須嚴(yán)格控制上引連鑄工藝及產(chǎn)品質(zhì)量。

4,、氫的影響

在上引連鑄中,，氧含量控制較低，氧化物的副作用唄**降低,，但氫的影響成為較顯著的問題,。吸氣后熔體中存在平衡反應(yīng)：H2O(g)=[O]+2[H];

氣體及疏松是在結(jié)晶的過程中，氫從過飽和的溶液中析出并聚集而形成的,。在結(jié)晶前析出的氫又可還原氧化亞銅而生成水氣泡,。由于上引鑄造的特點(diǎn)是銅液自上而下的結(jié)晶，形成的液**形狀近似錐型,。銅液結(jié)晶前析出的氣體在上浮過程中被堵在凝固組織內(nèi),，結(jié)晶時(shí)在鑄桿內(nèi)形成氣孔。上引的含氣量少時(shí),，析出的氫存在于晶界處,，形成疏松;含氣量多時(shí)，則聚集成氣孔,，因此,，氣孔和疏松是氫氣和水蒸氣兩者形成的。

氫來源于上引生產(chǎn)過程中的各個(gè)工藝環(huán)節(jié),，如原料電解銅的“銅綠”,、輔料木炭**、氣候環(huán)境**,、石墨結(jié)晶器未干燥等,。因此，熔化爐中的銅液表面應(yīng)覆蓋經(jīng)烘烤的木炭,，電解銅應(yīng)盡量去除“銅綠”,、“銅豆”“耳朵”，對提高無氧銅桿質(zhì)量非常重要,。在連鑄連軋工藝中,，往往采用適度控制氧含量來控制氫,。Cu2O+ H2= 2Cu+ H2O由于銅液在鑄造過程中是自下而上結(jié)晶，銅液中的氧和氫所產(chǎn)生的水蒸氣很容易上浮跑出,，銅液中的氫大部分能被有效去除，因而對銅桿的影響較小,。

二,、表面質(zhì)量

在生產(chǎn)電磁線等產(chǎn)品的過程中，對銅桿的表面質(zhì)量也需提出要求,。需要拉制后的銅絲表面無毛刺,、銅粉少、無油污,。并通過扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)測量表面銅粉的質(zhì)量和扭轉(zhuǎn)后觀察銅桿的復(fù)原情況來判定其好壞,。

在連鑄連軋過程中，從鑄造到軋制前,，溫度高,，完全暴露于空氣中，使鑄坯表面形成較厚的氧化層,，在軋制過程中,，隨著軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，氧化物顆粒軋入銅線表面,。由于氧化亞銅是高熔點(diǎn)脆性化合物,，對于軋入較深的氧化亞銅，當(dāng)成條狀的聚集物遇模具拉伸時(shí),，就會(huì)是銅桿外表面產(chǎn)生毛刺,，給后續(xù)的涂漆造成麻煩。而上引連鑄工藝制造的無氧銅桿,，由于鑄造和冷卻完全與氧隔絕,，后續(xù)亦無熱軋過程，銅桿表面無軋入表面的氧化物,，質(zhì)量較好,，拉制后銅粉少，上述問題較少存在,。

無氧銅桿也分進(jìn)口設(shè)備做的和國產(chǎn)設(shè)備做的,但目前進(jìn)口產(chǎn)品已無明顯優(yōu)勢,，銅桿產(chǎn)品出來后區(qū)別不是很大,只要銅板選的好,生產(chǎn)控制比較穩(wěn)定,國產(chǎn)設(shè)備也能產(chǎn)出可拉伸0.05的銅桿.進(jìn)口設(shè)備一般是芬蘭奧托昆普的設(shè)備,國產(chǎn)設(shè)備最好的應(yīng)該是上海的海軍廠的了，生產(chǎn)時(shí)間最長,，軍工企業(yè),，質(zhì)量可靠。

低氧銅桿進(jìn)口設(shè)備國際主要有兩種,一種是美國南線設(shè)備,英文是SOUTHWIRE,國內(nèi)廠家是南京華新,江西銅業(yè),另一種是德國CONTIROD設(shè)備,國內(nèi)廠家是常州金源,天津大無縫,。

無氧及低氧桿從含氧量上容易區(qū)別,無氧銅是含氧量在10-20個(gè)PPM以下,但目前有的廠家只能做到50個(gè)PPM以下.低氧銅桿在 200-400個(gè)PPM,好的桿子一般含氧量控制在250個(gè)PPM左右,無氧桿一般采取的是上引法,低氧桿是連鑄連軋,兩種產(chǎn)品相對而言低氧桿對漆包線性能更適應(yīng)些,如柔軟性,回彈角,繞線性能.但低氧桿對拉絲條件相對要苛刻些,同樣拉伸0.2的細(xì)絲,如果伸線條件不好,普通的無氧桿可拉而好的低氧桿就斷線,但如果放在好的伸線條件,同樣的桿子,低氧桿說不定就能拉到雙零五,而普通無氧桿最多只能拉伸到0.1而已,當(dāng)然做的最細(xì)的如雙零二卻非得依靠進(jìn)口的無氧銅桿了.目前有企業(yè)嘗試用剝皮的方式來處理低氧桿來伸0.03線.但有關(guān)這方面的內(nèi)容我還不是很清楚,。

低氧銅桿

音響線一般反而喜歡用無氧桿,這和無氧桿是單晶銅,低氧桿是多晶銅有關(guān)。

低氧銅桿和無氧銅桿由于制造方法的不同，致使存在差別,，具有各自的特點(diǎn),。

一、關(guān)于氧的吸入和脫去以及它的存在狀態(tài)

生產(chǎn)銅桿的陰極銅的含氧量一般在10—50ppm,，在常溫下氧在銅中的固溶度約2ppm,。低氧銅桿的含氧量一般在200(175)—400(450)ppm，因此氧的進(jìn)入是在銅的液態(tài)下吸入的,，而上引法無氧銅桿則相反,，氧在液態(tài)銅下保持相當(dāng)時(shí)間后，被還原而脫去,，通常這種桿的含氧量都在10—50ppm以下,，最低可達(dá)1-2ppm，從組織上看,，低氧銅中的氧,，以氧化銅狀態(tài)，存在于晶粒邊界附近,，這對低氧銅桿而言可以說是常見的但對無氧銅桿則很少見,。氧化銅以夾雜形式在晶界出現(xiàn)對材料的韌性產(chǎn)生負(fù)面影響。而無氧銅中的氧很低,，所以這種銅的組織是均勻的單相組織對韌性有利,。在無氧銅桿中的多孔性是不常見的，而在低氧銅桿中則是常見的一種缺陷,。

二,、熱軋組織和鑄造組織的區(qū)別

低氧銅桿由于經(jīng)過熱軋，所以其組織屬熱加工組織,，原來的鑄造組織已經(jīng)破碎,，在8mm的桿時(shí)已有再結(jié)晶的形式出現(xiàn)，而無氧銅桿屬鑄造組織,，晶粒粗大,，這是為什么，無氧銅的再結(jié)晶溫度較高,，需要較高退火溫度的固有原因,。這是因?yàn)椋俳Y(jié)晶發(fā)生在晶粒邊界附近,，無氧銅桿組織晶粒粗大,，晶粒尺寸甚至能達(dá)幾個(gè)毫米，因而晶粒邊界少,，即使通過拉制變形,，但晶粒邊界相對低氧銅桿還是較少,，所以需要較高的退火功率。對無氧銅成功的退火要求是：由桿經(jīng)拉制,，但尚未鑄造組織的線時(shí)的第一次退火,，其退火功率應(yīng)比同樣情況的低氧銅高10——15%。經(jīng)繼續(xù)拉制,，在以后階段的退火功率應(yīng)留有足夠的余量和對低氧銅和無氧銅切實(shí)區(qū)別執(zhí)行不同的退火工藝,，以保證在制品和成品導(dǎo)線的柔軟性。

三,、夾雜,，氧含量波動(dòng),，表面氧化物和可能存在的熱軋缺陷的差別

無氧銅桿的可拉性在所有線徑里與低氧銅桿相比都是優(yōu)越的,，除上述組織原因外，無氧銅桿夾雜少,，含氧量穩(wěn)定,，無熱軋可能產(chǎn)生的缺陷，桿表氧化物厚度可達(dá)≤15A,。在連鑄連軋生產(chǎn)過程中如果工藝不穩(wěn)定,，對氧監(jiān)控不嚴(yán)，含氧量不穩(wěn)定將直接影響桿的性能,。如果桿的表面氧化物能在后工序的連續(xù)清洗中得以彌補(bǔ)外,，但比較麻煩的是有相當(dāng)多的氧化物存在于“皮下”，對拉線斷線影響更直接,，故而在拉制微細(xì)線,，超微細(xì)線時(shí)，為了減少斷線,，有時(shí)要對銅桿采取不得已的辦法——剝皮,，甚至二次剝皮的原因所在，目的要除去皮下氧化物,。

四,、低氧銅桿和無氧銅桿的韌性有差別

兩者都可以拉到0.015mm，但在低溫超導(dǎo)線中的低溫級無氧銅,，其細(xì)絲間的間距只有0.001mm.

五,、從制桿的原材料到制線的經(jīng)濟(jì)性有差別

制造無氧銅桿要求質(zhì)量較高的原材料。一般拉制直徑>1mm的銅線時(shí),，低氧銅桿的優(yōu)點(diǎn)比較明顯,，而無氧銅桿顯得更為優(yōu)越的是拉制直徑<0.5mm的銅線。

六,、低氧銅桿的制線工藝與無氧銅桿的有所不同

低氧銅桿的制線工藝不能照搬到無氧銅桿的制線工藝上來,，至少兩者的退火工藝是不同的,。因?yàn)榫€的柔軟性深受材料成份和制桿，制線和退火工藝的影響,，不能簡單地說低氧銅或無氧銅誰軟誰硬,。