ASTMB452-2002铜包钢线标准规范(英文)

SJT_11411—2010《铜包钢线》标准的诠释1

1 铜包钢线(ccs)简介 一，铜包钢线结构和性能 铜包钢线(coppercladsteelwire，简称ccs线)是国际上近 几十年开发的新产品，国外发达国家已广泛使用。在中国，大量使 用铜包钢线还是近几年的事。 铜包钢线（ccs）属双金属复合线材，它是利用两种金属各自的 优点，通过特殊的生产工艺而制成的。早在上个世纪30年代，最早 由德国发明，随后在美国、英国、法国等先进国家迅速推广。并广 泛地应用于各种领域，包括电力传输系统。1968年铜包铝、铜包钢 线被应用在catv电缆上。 1，铜包钢线结构 铜包钢线是以钢线为芯体，在其表面上覆一层铜的复合线材，如 图1所示结构。铜包钢线在性能上兼备了钢的高强度、耐高温软化 的机械性能和铜导电率高、接触电阻小的电性能，因而具有传导效 率高，材料成本低，抗拉断力大，质量轻，耐磨损的特点。它在电 缆行业中可代替铜导体作为分配线

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铜包钢线的研制与应用

铜包钢线(ccs)简介 一，铜包钢线结构和性能 铜包钢线(coppercladsteelwire，简称ccs线)是国际上近几 十年开发的新产品，国外发达国家已广泛使用。在中国，大量使用铜 包钢线还是近几年的事。 铜包钢线（ccs）属双金属复合线材，它是利用两种金属各 自的优点，通过特殊的生产工艺而制成的。早在上个世纪30年代， 最早由德国发明，随后在美国、英国、法国等先进国家迅速推广。并 广泛地应用于各种领域，包括电力传输系统。1968年铜包铝、铜包 钢线被应用在catv电缆上。 1，铜包钢线结构 铜包钢线是以钢线为芯体，在其表面上覆一层铜的复合线材，如 图1所示结构。铜包钢线在性能上兼备了钢的高强度、耐高温软化的 机械性能和铜导电率高、接触电阻小的电性能，因而具有传导效率高， 材料成本低，抗拉断力大，质量轻，耐磨损的特点。它在电缆行业中 可代替铜导体作为分

铜包钢线的生产工艺及其应用 1.前言 铜包钢线是通过物理、化学等方法在钢丝表面覆上一层一定厚度的铜层。是一种兼具铜和钢特点 的金属复合线材。铜包钢线具有良好的电学性能、力学性能、防腐蚀性和对橡胶的粘接性等，用 途广泛，已日益受到关注。 铜包钢线是一种新型的复合线材。其生产技术涉及到机械、电气、塑性成型、热处理和电化学等 多学科交叉，极具发展前景。 本文对符合我国国情的铜包钢线的生产工艺进行了分析，研究了可实际应用的预镀工艺，提出 了适于现场操作的工艺，并扼要介绍了铜包钢线的应用。 2.铜包钢线的生产工艺 从材料学的观点出发，材料的化学成分将最终决定其性能。所以把力学性能、电学性能和耐腐蚀 性能等差异较大的铜和钢组合而成的复合材料必然就赋予了其独特的性能，早期的铜包钢线是利 用了钢丝的高强度和铜层的耐腐蚀性作为防腐加强材料，随着人们对铜包钢线认识的加深，其应 用

介绍了铜包钢线材的类型、性能、应用领域以及生产方法。对国内外目前广泛使用的生产铜包钢线材的电镀法、包覆法、热浸镀法和水平连铸法作了详细阐述,并对各生产工艺的特性、生产成本、产品质量作了比较分析,指出了其中的关键问题,为我国的铜包钢线材的技术改进,提高产品质量,降低成本提供参考。

建立的了铜包钢线及镀锡铜包钢线导电特性的物理模型和数学模型，给出了铜包钢线及镀锡铜包钢线基本参数的计算方法。通过应用该数学模型对一组实验数据进行验算，证明理论计算和实验结果具有很好的一致性。这种计算法对铜包钢线生产工艺和装备设计具有重要意义。

"铜包钢线"是一种生产难度系数比较大的材料,主要用于通讯设备。一方面,钢芯保持一定的刚度,使之减少变形,利于空中架设。另一方面又由于"趋肤效应"不影响强、弱

阐述了铜包钢线的特点及生产工艺。采用硫酸盐镀铜工艺生产铜包钢线，筛选出一种置换添加剂tp，预镀效果良好，成本低、结合力强、维护方便。此外，还介绍了铜包钢线的应用前景。

铜包钢线主要应用于通讯、交通运输、冶金、电子仪表、机械、输电等方面。简介了我国用轧法和电镀法制取铜包钢线的生产工艺，并对铜包钢线今后的发展及应用前景进行了分析。

介绍了sj/t11411—2010《铜包钢线》标准的制定过程及其应用范围,诠释了标准的主要内容,通过实例说明了标准的可行性并论述了该标准的实施意义。

1铜包钢线的特性及用途1.1铜包钢线的特性铜包钢线是以钢线为芯体,在表面上覆盖一层铜的复合线材。铜包钢线在性能上兼备了钢的高强度、耐高温的机械性能和铜导电率高、接触电阻小的电性能,因而具有传导效率高,材料成本低、抗拉断力大、质量轻、耐磨损

在铜包钢线的生产过程中,控制铜层厚度是一个非常重要的工序。为了实时监控铜层的厚度,本文设计了基于线阵ccd(chargecoupleddevice)的在线铜包钢线径测量仪。通过线阵ccd实时地把包含铜包钢线径大小的光学信号转换为相对应的电信号,该信号经滤波放大电路、二值化电路后,送avr单片机进行信号处理;采用中值滤波方法提取对应的铜包钢线径数据,并能实时检测生产的铜包钢线径是否在预设范围内,超出时给予相应警报。经过试验,该设备能实时监控铜包钢的线径大小。目前,该设备已投入到工业应用中。

研究了液-固相复合工艺制备铜包钢线时,钢线预热温度和表面处理对界面结合质量的影响。结果表明：钢芯线的预热温度提高,界面结合强度提高；但高于400℃时,由于钢线表面氧化而导致界面结合强度下降。钢芯线在预热300～400℃并助镀卤化物溶液的条件下,界面结合强度可达95mpa；此时,界面处铜和钢晶粒直接接触,剥离几乎发生在铜层上,且粘结的铜分布均匀,结合强度接近甚至超过纯铜的抗剪强度。

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以热浸镀法生产的铜包钢线为研究对象,研究了预热温度、铜液温度和复合时间等工艺参数对铜包钢线界面结合强度的影响;测定了不同包覆比的铜包钢线的电导率。结果表明,表面经机械打磨、酸碱洗并助镀卤化物盐溶液的钢线,在400℃预热复合后,钢线与铜层之间的结合效果较好,界面结合强度达到95mpa;铜包钢线的电导率随包覆比的增大而线性增加。

镀锡铜包钢线适用于电解电容器的引线,同时广泛用于其它各种电子元件的引线以及接线柱。日本住友电气公司生产的这种导线,钢线采用严格挑选的低碳极软钢,其铜包层外电镀10～15微米厚纯锡层。这种镀锡铜包钢线的特点是:(1)它和高纯度铝线有优越的电焊接性能。焊头优良;(2)具有良好的焊接加工特性,在和高纯度铝线电焊引线时,线头无气体积聚,故操作稳定,焊接头光滑;(3)因线材表面镀有厚度均匀的高纯锡,所以锡焊性好,长期贮存也无影

研究了铜包钢线的包覆焊接工艺及所得复合导线的性能．使用１０钢钢丝和无氧铜带为原材料，经过表面处理后包覆焊接成为复合线坯，再通过拉拔和热处理获得复合导线．检测结果表明，用这种工艺制作的铜包钢线，铜层沿圆周及纵向分布均匀，铜与钢的界面实现了良好的冶金结合，其力学性能和电阻率指标均满足ｃａｔｖ同轴电缆内导体的要求．

采用双铜带压接法制备铜包钢线,研究了铜包钢线的退火热处理工艺,探讨了退火温度和时间对铜-钢复合界面扩散和结合强度的影响。结果表明,随着铜包钢线退火温度的升高和时间的延长,扩散层厚度增加,界面结合强度提高。与保温时间相比,退火温度对其影响较大。退火温度为750℃,保温2h后界面结合效果最佳,继续升高温度和延长时间,界面扩散层厚度和结合强度几乎不变。利用扩散方程计算fe和cu原子的扩散激活能和扩散常数,确定了扩散常数与退火温度的关系。综合考虑铜包钢线扩散层厚度与结合强度的关系及生产实际要求,得到铜包钢线的最佳退火工艺为750℃保温2h。

本文主要介绍了国内外对于双金属复合材料界面结合强度的测试方法,对其应用的范围及适用对象进行了详细比较。在传统的测试方法基础之上,结合日本测试复合钢的测试标准,给出了一种新的铜-钢复合导线的界面结合强度测试方法。经过实验验证,该方法具有科学可靠性,可测试任意规格线径和任意界面结合强度的铜包钢导线,并且可测试任意双金属复合材料的界面结合强度。

采用连续挤压包覆法生产铜包钢线是连续挤压技术的一次飞跃,为了对该技术进行深入研究,对连续挤压包覆成形进行了工艺分析,并通过工艺试验获得了质量良好的铜包钢线.研究结果表明,单槽连续挤压包覆工艺更适合于铜包钢线的生产.