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[氧化处理 ] 讨论铜材、漆包线拉制过程的润滑、温度与氧化

P:2011-05-12 11:22:51

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【转载】在我国线缆行业及铜材、漆包线行业的铜丝拉制过程,普通存在着氧化变色,发黑等现象,春、夏季更为严重。随着现有高速机的普及,拉丝速度已大为提高,矛盾越来越突出。对此种种问题及其关系,本人着重分析铜拉丝过程所产生的温度的原因影响到氧化润滑等问题:

 

影响润滑效果的因素:

由于拉丝过程线材的温度、与模具间的摩擦直接影响到润滑效果,因此可以从以下几方面分析一下:

一是润滑油的含脂肪量;

二是拉伸速度及使用温度;

三是拉伸力;

四是如何防止氧化发黑。

 

一、 脂肪量(即俗称的含脂量)

几乎每个生产厂家生产的拉丝油含脂量都不同,(拉丝油的品种、规格及其设定该规格是拉大中拉的或拉细拉、微拉,高速的都有一定的区别)拉丝油的含脂量、粘度和使用温度是影响润滑效果的主要原因。下面分别对其再加以分析:

所谓的脂肪量可简单地理解为拉丝过程在变形区形成的油膜厚度,拉丝乳化液的脂肪量过高(即润滑过剩)会使拉丝过程在变形区形成的油膜过厚,出现以下几种不良情况:

A.油膜过厚,拉出的铜丝失去了表面光泽度

B.造成油膜局部不均匀及不完整,导致直接接触面积增大,增加摩擦力并使拉出的产品表面带油斑。(如果后面要生产漆包线的话则难以上漆)

C.另外,乳化液的脂肪量过高,会有一部份游离出来,造成乳液分层并粘附在铜粉上,悬浮在乳液上,粘污模孔,造成堵塞模眼,进而断线。严重时会直接导致 润滑油变坏,导致全池更换,造成损失。

若拉丝液脂肪量过低,油膜必然很薄,或不能形成完整的油膜。在拉丝过程中,容易造成破裂,从而导致被拉伸的铜丝与模具接触起不到润滑作用,增加了摩擦力,会造成了下列几种不良状况:

A.拉伸力增大、会导致经常断线

B.摩擦力增加、产生热量,油温升高,增加油耗

C.造成所拉线材表面质量降低

D.模具、塔轮损耗快、铜粉增多

所以,我们选用铜拉丝润滑油时要根据本厂所拉的规格的线径而确定其需要含脂肪量的多少(如大拉,一般是使用铜拉丝油原油的脂肪含量的 8~12%左右,中拉:8~10%左右;小拉5~6%左右;微拉:1.5~2.5%左右)铜拉丝油的浓度跟脂肪量的含量有区别,一般铜拉油的含脂肪量在70~80%之间,就是说每100公斤拉丝油内其含脂肪量只有70~80公斤,所以有些使用单位按使用说明书所推荐的浓度去调乳化油时,按10kg的油加90kg的水以为就是含脂肪并已经达到10%,其实是错误的,实际其含脂肪量仅有7~8kg,所以需用糖度计来检测其脂肪的含量。

方法是:在室温24℃下,以100ml 带塞量筒中,加入拉丝油原油10ml(需精确至0.1ml为准)然后加入蒸馏水至刻度100ml,(即10ml拉丝油,再加入蒸馏水90ml)塞紧量筒盖,上下摇动约20次.待充份均匀后,取糖度计,先用清水洗干净镜面用软纸(或软布)擦干,滴几滴配好均匀的乳液在镜面上,清洗一次后,抹去不要。再重新滴上1~2滴在糖度计镜面上,对着光亮处观测,所得读数乘以10倍即为该种铜拉丝油的含脂量。

 

二、温度与拉伸速度

拉丝油的使用温度与润滑效果是相互相成,互有影响的,如温度太低,新加入的拉丝油不易乳化,并且其乳液的质点活动性会下降,不利于润滑。反之,温度过高,则油脂易分解,悬浮在乳液上面,就降低了润滑效果。如果乳液的温度再进一步升高,而未采取有效措施控制其温度,变形区油膜就可能破裂,导致拉丝油工艺配方中的化学链断裂。这样一来其摩擦系数就必然大大增加,恶性循环下,不仅使产品表面质量下降,而且又会使乳化液温度迅速上升,从而导致废品率上升。所以保持高速拉丝乳化液的冷却状态是不可忽视的。应在油膜破裂点以下控制温度,采用冷却塔或热交换器进行衡温处理。

 

三、拉伸力

我们在拉丝正常运行过程中,其拉丝速度越高,越容易将乳化液带进模孔,增大模内润滑液的压力。于是,就增加了润滑膜的厚度,从而降低摩擦系数。在拉伸过程中,负荷越大,其压力亦越大。于是,乳化液易被挤出变形区,从而减少了润滑油膜的厚度,使其实际接触面积增大,从而摩擦系数增加。

拉伸力对润滑效果的影响:拉伸力越大,在拉制相同重量或长度的线材时,其产生的极压性就越大,转变为热的功就越多。此时,线材温升也就越大。因此,影响拉伸力的因素会变形抗力,模具损坏而继续拉伸等都会增大拉伸力。拉伸力越大其摩擦力,摩擦损耗亦跟着加大,转变为热能,使线材表面温度升高导致乳化液油温跟着升高,这是不容忽视。

 

四、如何防止氧化发黑

导致铜线发黑,氧化是有多种原因的:

(1)拉丝乳化油池面积较小,回流管道短,且密封,造成散热慢,导致乳化液油温度高。

(2)是铜丝退火原因造成的:

一是连拉连退的冷却水一般都是用自来水、地下水,由于水质各地不尽相同,有些地区水质的PH值较低,只有5.5~5.0(正常是7.0~ 7.5),把原来乳化液中抗氧化油膜都清洗掉了,退火后的铜线易氧化、发黑;

二是在普通拉丝机拉好的成品铜丝在另一条退火线上退火,冷却水也没有使用抗氧化剂,抗氧时间短,很快就会出现氧化发黑现象;

(3)是一些老厂还沿用退火缸来退火,以下几种原因也会造成氧化、发黑:

一是该退火缸螺母没拧紧,冲完二氧化碳或高纯氮后漏气;

二是出缸的铜线温度过高,超出30℃时;

三是拉丝乳化液保养不够,PH值过低;这些情况夏天气温高时较为常见,乳化液不停地使用会有所损耗,温度高时则损耗较快,如果不及时补充新的原油,这时候含脂肪量很少,再加上气温高,乳化液的温度也可能超出45℃,就很容易造成氧化发黑了。

(4)再另外一种情况是,由于目前普遍使用高速拉丝,其速度提高了,相对散热时间减少了,给氧化带来了一定空间与时间,因此,建议生产厂家多注意乳液的含脂量情况,使用温度,PH值的等是否恰当,春天黄霉雨季节细菌繁殖较快,可使用杀菌防霉剂,夏天可用抗氧化剂,解决氧化、发黑问题就不成问题。   

 

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