首頁 > 標準共享
[報批標準] 國家標準《GB/T3952-XXXX電工用銅線坯》編制說明2007.10
P:2007-11-08 20:15:46
1
國家標準《GB/T3952-XXXX電工用銅線坯》編制說明
云南銅業(yè)股份有限公司
二OO七年十月
編 制 說 明
一、概述
電工用銅線坯作為電線電纜行業(yè)的基礎(chǔ)材料，其質(zhì)量直接關(guān)系到線纜產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量，對電工用銅線坯化學成分的要求和物理性能的確定，也直接關(guān)系到線纜產(chǎn)品使用的安全性和節(jié)能降耗的要求。而目前國內(nèi)電工用銅線坯的市場極不規(guī)范，用于生產(chǎn)制造電工用銅線坯的原料混亂不堪，面對市場的變化GB/T3952—1998《電工用銅線坯》的標準越來越難于滿足市場需求，有必要對其進行修訂，以適應(yīng)市場的發(fā)展。
根據(jù)全國有色金屬標準化技術(shù)委員會2006年下達的有色標委［2006］08號文件的通知精神，由云南銅業(yè)股份有限公司負責起草修訂《電工用銅線坯》的國家標準，以代替GB/T3952—1998標準，國家標準計劃號為20064806-T-610號，完成年限為2007年，參與起草單位有江西銅業(yè)集團、銅陵有色金屬（集團）公司、國際銅業(yè)協(xié)會（中國）。
本標準草稿主要是依據(jù)ASTM(美國材料試驗協(xié)會) B49—98ε2《電氣用銅線桿盤條標準規(guī)范1》修訂的，并注重了黃崇祺院士在長江論壇上發(fā)表的《中國電纜工業(yè)對制銅、制桿和制線的四大關(guān)注》論文中提到的問題，以及銅桿用戶廠家多年來所反應(yīng)的較有普遍性的問題。
二、編制原則和依據(jù)
1、本標準格式按GB/T1.1—2000標準的要求編寫。
2、本標準參照ASTM（美國材料試驗協(xié)會）B49—98ε2《電氣用銅線桿盤條標準規(guī)范1》標準和GB/T5231—2001《加工銅及銅合金化學成分和產(chǎn)品形狀》標準制定。
三、主要技術(shù)內(nèi)容的編制說明
1、牌號的確定
保留了原標準中牌號的劃分。
2、化學成分的確定
T1牌號的化學成分參照采用B49—98ε2中對C11040的規(guī)定，與國家標準GB/T467—1997標準中的Cu-CATH-1相當。T2、TU2牌號的化學成分保留了原GB/T3952—1998的標準。T3牌號的化學成分參照采用B49---98ε2中對C11000的規(guī)定，與國家標準GB/T5231—2001中的T2相當。TU1牌號的化學成分參照采用B49—98ε2中對C10100的規(guī)定，與國家標準GB/T5231—2001中的TU0相當。
3、氧含量的確定
本標準中對低氧桿的氧含量標準作了提升，T1由0.045％提高到0.030％、T2由0.050％提高到0.040％、T3為0.050％保持不變。隨著對連鑄連軋工藝的認識和掌握，目前我國絕大部分廠家都能做到有效的控制氧含量，上述牌號的銅原料所對應(yīng)的氧含量，足以氧化其中的有害雜質(zhì)和消除氫的有害影響。但B49—98ε2中用C10100生產(chǎn)的無氧桿氧含量規(guī)定為5ppm，(相當于我國現(xiàn)標準中TU1) 。在我們收集到的少量TU1樣品作的氧含量測定，未有≤5ppm的樣品，據(jù)我們從各種渠道收集的信息，為數(shù)眾多的上引無氧桿中小企業(yè)氧含量的控制并不理想，既便是采用引進設(shè)備生產(chǎn)規(guī)范的國有大中型企業(yè)要把氧含量控制在5ppm范圍內(nèi)，同時又能保證導(dǎo)電率達到101％IACS也是有相當難度的。因此，我們在標準草稿中仍保留了TU1的氧含量為10ppm，
4、增加了廢雜銅產(chǎn)桿的內(nèi)容
把用廢紫雜銅生產(chǎn)的連鑄連軋和上引桿或是電解銅配紫雜銅的上引桿納入到標準中，把其的化學成分歸類到現(xiàn)標準的T3牌號化學成分要求范圍內(nèi)。廢紫雜銅產(chǎn)桿作為有色金屬再生資源利用的一種方式，它壓縮了生產(chǎn)工藝，屬節(jié)能型的一種創(chuàng)新得到認可，由于在原料價格上獲得巨大的利潤空間，在銅桿制造業(yè)中發(fā)展迅猛，全國遍地開花。在去年6月召開的中國銅加工技術(shù)創(chuàng)新大會上發(fā)表的論文，號稱∶“廢紫雜銅產(chǎn)連鑄連軋桿能力達到占電線電纜行業(yè)銅桿生產(chǎn)的半壁江山，等于用電解銅生產(chǎn)連鑄連軋桿與上引桿生產(chǎn)線的總和�！� 。但電線電纜行業(yè)不僅是最大的用銅大戶，而且是精銅的需求大戶，作為導(dǎo)體銅，為保證導(dǎo)電率和制桿制線中的可軋性、可拉性和可退火性的需求，一般銅品位都在99.95％以上直至A級高純銅。在我們走訪的幾省數(shù)家廢紫雜銅產(chǎn)連鑄連軋桿和廢紫雜銅或電解銅配廢紫雜銅產(chǎn)上引桿的廠家，沒有一家具有化學成分分析的措施，更無爐前快速分析的手段，有的甚致沒有一臺對產(chǎn)品質(zhì)量檢測的設(shè)備。對其所收集的桿作化學成分分析，除極少數(shù)廠家銅品位能免強達到99.90％或稍高一點外，更大多數(shù)的則是在99.6％～99.8％之間，且一批桿與一批桿的化學成分千變?nèi)f化，最突出的是電阻率嚴重不合格，退火溫度及時間顯著增加，且批與批變化無常，不僅給拉線退火工藝造成諸多不確定因素，更給其產(chǎn)品的使用帶來潛在的安全隱患和能耗的增加。據(jù)廣東、湖南和浙江三省商檢質(zhì)量部門的分別公告∶“電線電纜產(chǎn)品近八成不合格，其中因使用不合格廢雜銅桿導(dǎo)致49.6％的電線電纜的電阻指標不合格” ；“線纜產(chǎn)品的不合格率為34.6 ％，在抽樣的35個不合格線纜產(chǎn)品中，有25個產(chǎn)品因電阻值超標而不合格，占不合格總數(shù)的71％” ； “電線電纜不合格率超過六成，原因是偷工減料，使用不合格的原料” 。而另一方面又給銅桿市場造成混亂和沖擊，使用高純陰極銅和標準陰極銅產(chǎn)桿的廠家處在利潤微乎其微、或成本生產(chǎn)甚至是虧損生產(chǎn)，而其卻獲得高額利潤的不公平競爭。這種情況長此下去，不僅沖擊到規(guī)范生產(chǎn)的企業(yè)，還必然影響到全國的千家萬戶，其后果不堪設(shè)想。西班牙和意大利合作開發(fā)的“propezi” 法火法精煉銅桿(FRHC) 已有20多年的歷史，其中檔精煉∶精煉前的金屬雜質(zhì)為2750ppm，精煉完成后的金屬雜質(zhì)為520ppm。附加單獨精煉∶精煉前的金屬雜質(zhì)為7003ppm，精煉完成后的金屬雜質(zhì)為426ppm。銅品位達到或接近99.95％，其機、電性能都能達到B49—98ε2 的標準要求，并可拉中等直徑的線。我們所了解到的情況與黃院士在論壇中提到的“我國在導(dǎo)體銅的生產(chǎn)中，對廢銅直接應(yīng)用的情況實在欠佳，生產(chǎn)粗放、材料浪費、環(huán)境嚴重污染，性能低下�！� 是一致的。但其發(fā)展勢頭不減，所占市場份額還在增加，把其納入標準既是承認廢銅產(chǎn)桿的合法性，同時又是約束其科學規(guī)范的生產(chǎn)。促使其產(chǎn)品性能近快能符合安全、節(jié)能的使用需求。此外，我們還在
5、 對原標準中的4.5. 款進行了修改，將扭轉(zhuǎn)特性中的正反10轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)試驗改為扭斷試驗。更改理由主要有以下幾方面∶
（1 ） B49—98ε2中的第8項，機械性能要求∶其中的第8.2.小節(jié)∶扭轉(zhuǎn)試驗——如果要求做扭轉(zhuǎn)試驗，請參看注釋X1.3。(X1.3.——扭曲試驗己經(jīng)得到生產(chǎn)商和用戶的廣泛應(yīng)用。由于不能肯定與性能的關(guān)系，并且只是主觀推斷，這些試驗僅能用作內(nèi)部工藝控制的指導(dǎo)。因此，不建議進行標準測試。)
（2） 早在GB3952.1～3952.4—89標準審查會上，該條試驗規(guī)定就曾引起激烈的爭論，焦點在于該項試驗的判定標準既不可能用語言論述清楚，又不可能量化，執(zhí)行起來難度很大，現(xiàn)有的判定標準很難把各生產(chǎn)商和各用戶對該項各持已見的認識統(tǒng)一起來，另一方面我們經(jīng)過近20年的生產(chǎn)實踐也不能肯定地把銅線坯的可拉性、斷線率與該試驗的不同結(jié)果清晰的聯(lián)系起來。但作為生產(chǎn)廠家內(nèi)部的工藝條件控制和工藝質(zhì)量檢查手段，他仍然是必要的。
（3） 在材料力學性能的扭轉(zhuǎn)試驗特點及應(yīng)用中有∶“圓柱試件在扭轉(zhuǎn)試驗時，整個長度上的塑性變形始終是均勻的，其截面及標距長度基本保持不變，不會出現(xiàn)靜拉伸時試件上的頸縮現(xiàn)象。因此，可用扭轉(zhuǎn)試驗精確地測定高塑性材料的變形抗力和變形能力，而這在單向拉伸或壓縮試驗時是難以做到的。對塑性材料，斷口與試件以軸線垂直，斷口平直并有回旋狀塑性變形痕跡。出現(xiàn)與軸線呈45°的脆性斷口，是試件表面存在損傷或材料內(nèi)部有缺陷而造成的。扭轉(zhuǎn)試驗的實際應(yīng)用，多數(shù)情況下是研究塑性材料在大應(yīng)變范圍時的力學行為，它能更真實地反映材料的塑性和形變抗力。”
參考資料∶材料(的)力學性能(西北工業(yè)大學出版社 2000.4 、西安交通大學出版社 1998.5)
（4） 其實在從各國引進的連鑄連軋生產(chǎn)線及其附帶的產(chǎn)品檢驗標準中，都有扭斷試驗這一項，并有明確的量化判定指標。如美國南線標準中∶“A級品，
（5） 由于我國標準中扭轉(zhuǎn)的標距長度一直采用
6、增加了銅線坯的拉制性能
本標準草槁的第3.9節(jié)增加了銅線坯的拉制性能一節(jié)。對不同牌號的銅線坯應(yīng)能適應(yīng)拉制不同規(guī)格線徑和不同用途制線的要求作了說明和劃分，以從用途上來進一步區(qū)分不同等級銅線坯的差異。拉制性能最直接的體現(xiàn)是拉制不同線徑時的斷線率，這與用戶廠家的生產(chǎn)工藝、設(shè)備性能等還互為相關(guān)，目前世界上仍無有效的檢測手段可預(yù)見或判定線卷的可拉性，只能在生產(chǎn)過程控制中嚴格按使用原料的要求和工藝上實施全面有效的質(zhì)量管理措施來保證。因此，只能對不同等級的線坯作一個扼要的質(zhì)量要求說明。
7、關(guān)于表面氧化層厚度
在本標準中增加了附錄A銅線坯銅粉量的試驗。在B49—98ε2標準的第9項提到∶其它要求∶其中的9.1.～
（1）連鑄連軋銅線坯在拉線過程中，銅棒上的粉屑一直是拉線廠家關(guān)注的問題，因為粉屑能導(dǎo)致模具阻塞，加劇模具的磨損，還會導(dǎo)致銅線斷裂或是形成其他缺陷，特別是電磁線，粉屑粘附在銅線上，浸漆后，會導(dǎo)致該處耐壓強度降低，易被擊穿。粉屑是鑄坯離開鑄機進入軋機期間暴露在空氣中形成的銅氧化皮，軋制中部分被除去，接下來的兩種酸洗操作，或是氧化物被溶解，或是氧化物被還原，但實際情況是∶氧化皮通常太厚，導(dǎo)致兩種酸浸過程都無法把氧化層徹底清除干凈，而且，酸浸過程期間無法清除的還有銅棒的亞表面氧化物，拉線時，亞表面氧化物迸裂形成松散的微粒。因此，粉屑一直是世界各國連鑄連軋廠家在90年代致力解決的一個課題，2002年在美國南線公司SCR用戶年會上發(fā)表了眾多解決銅棒粉屑的論文，如軋制中采用高壓清洗機或是采用噴沙軋輥，以即乳化液中添加IPA等。都對減少銅棒粉屑量產(chǎn)生了顯著的效果，并相應(yīng)的制訂出多種檢測判定方法。見于國內(nèi)不少線纜廠家，特別是電磁線廠家也多次提出上述問題，同時國內(nèi)大多數(shù)引進的連鑄連軋生產(chǎn)線也都在工藝上采取了減少銅粉量的措施。為進一步提高銅線坯質(zhì)量，我們認為應(yīng)在標準中作為一個非強制性檢測標準來推廣。SCR生產(chǎn)線在全世界銅線坯連鑄連軋生產(chǎn)法中占了近60％的份額，在國內(nèi)引進的連鑄連軋生產(chǎn)線中同樣也占了近70％的生產(chǎn)能力。而國內(nèi)仿制的連鑄連軋生產(chǎn)線幾乎都是仿制SCR法。因此，我們認為引用美國南線公司推薦的銅粉量測試法中的“干刷法”是有代表性和權(quán)威性的。該法測試操作簡單，重現(xiàn)性較好，不需要更多的測試儀器，易于推廣。同時代替重視銅線坯質(zhì)量的廠家和行業(yè)專家對氧化層厚度試驗的關(guān)注。主要理由為銅粉量測試較氧化層厚度測試對線坯的表面質(zhì)量要求更高，同時氧化層厚度測試存在以下兩方面的不足∶第一、目前國內(nèi)僅引進進口生產(chǎn)線的廠家具備該檢測手段，從測試儀器到軟件的開發(fā)應(yīng)用，推廣尚需一個相當?shù)倪^程。并且，生產(chǎn)廠家測試的氧化層厚度，在經(jīng)過搬運、運輸、貯存、再到用戶廠家，若再驗收檢驗氧化層厚度項目，則幾乎完全不可能與出廠檢驗結(jié)果相一致；第二、雖然目前還難以把表面氧化層厚度與粉屑量完全直接聯(lián)系起來，但粉屑量將隨氧化層厚度的增加而增加的認識則是一致的，并且氧化層厚度測試中，銅棒表面的電解還原阻止了次表面氧化銅的進一步電解還原，因此，尚不能反應(yīng)次表層氧化物量的多少，也不能代表拉線過程中的粉屑量。
鑒于用戶對銅線坯的使用要求不同，各用戶廠家的設(shè)備性能及所用工藝輔料，如乳化液的性能也各有差異，因此，有的用戶把其作為一個質(zhì)量問題和要求提出，有的用戶又不視其為問題，我們把他作為非強制性檢驗標準，在用戶有要求時，就應(yīng)該在質(zhì)量保證書中注明該項的檢測結(jié)果是否符合用戶要求。
8、增加了附錄B氫脆試驗
隨著無氧銅在電子工業(yè)，特別是真空電子器件、國防工業(yè)及其他特殊領(lǐng)域的不斷普遍應(yīng)用，對無氧銅中的氧含量提出了更進一步嚴格的要求，也是我國“十一五”期間銅加工業(yè)技術(shù)攻關(guān)的一個熱點。目前我國眾多的上引法無氧銅桿中小企業(yè)及其用戶廠家還缺乏簡便、快捷、精確的檢測手段，其氧含量的控制也確實存在著有待改進提高的問題。我們查閱了日本∶JIS C3106—1976 、 德國∶DIN 17652—1982.6 、 國際標準∶ISO 4738—1982(E) 、英國∶BS 6926∶1988、 美國材料試驗協(xié)會(ASTM)∶B 49—98ε2 電工用銅線桿工業(yè)標準，除日本標準不包括無氧銅桿和德國標準只有對浸漬處理的線材有氧含量規(guī)定外，其他標準對氫脆試驗都作了規(guī)定和說明，我們引用了年份最近的ASTM B49—98ε2標準中的相關(guān)規(guī)定。該標準把氫脆試驗作為強制性檢驗項目。鑒于無氧桿在不同使用領(lǐng)域的不同要求以及目前我國無氧桿的生產(chǎn)現(xiàn)況，我們把他作為非強制性檢測標準推廣，一方面來滿足不同用途的不同要求，另一方面也促進上引無氧銅線坯的規(guī)范生產(chǎn)和產(chǎn)品的長足進步。
9、增加了附錄C退火性能試驗
商品銅的退火性能是銅桿生產(chǎn)廠、銅線及器件制造廠、及其后續(xù)的產(chǎn)品使用廠都十分關(guān)注的問題，尤其是電磁線及通訊線等的應(yīng)用中，對線的柔軟度提出了更高的要求。銅的退火性能己是一個極為重要的條件。影響退火性能的因素很多，不僅雜質(zhì)及微量元素對銅的退火性能和晶粒大小影響很大，而且在整個熱、冷加工過程中的不同工藝條件，乃至不同的退火方法都對銅的退火性能產(chǎn)生影響。鑒于目前用紫雜銅生產(chǎn)的連鑄連軋銅線坯，在化學成分及工藝條件上存在的諸多不確定性，以及上引法用電解銅配紫雜銅生產(chǎn)的無氧銅線坯，退火后的柔軟性不好等都與用高純陰極銅和標準陰極銅生產(chǎn)的銅線坯在退火性能上出現(xiàn)了很大的差異，且變化無常，因此，一些線纜廠家在購買銅線坯時，要求提供產(chǎn)品的退火性能。我們引用ASTM B49—98ε2標準中的8.4、附件的X1.4作為非強制性檢測標準。在用戶有要求時，為用戶提供該產(chǎn)品退火性能的試驗結(jié)果。使其符合用戶的需求。
ACM - Aluminium-Conductor-Material鋁導(dǎo)體材料 （0） 投訴
1
