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.江西銅業集團公司 銅材有限公司，江西 貴溪 335424)

1 引言

大拉銅線的生產過程包括拉伸、退火和收線三個過程，目前大拉銅線生產線均采用連續多模拉伸。斷線是拉伸過程中一個令人頭痛且難以解決的問題，生產過程中出現斷線會影響整個生產線的生產效率，產生大量的廢線，大大降低了成品率，增加了工時，降低了生產效率[1]。斷線是指銅線在拉制過程中發生的斷裂行為[2]，如果發生斷線，則無法滿足銅線的連續生產。因此，研究分析斷線的原因，采用相應的有效的措施，減少斷線率，對銅大拉生產線的穩定運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、拉伸乳液、銅桿焊接等方面，不同原因產生的斷線的現象不同。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方面:

2.1 原材料

大拉銅線使用的原材料大多數采用連鑄連軋生產的φ8mm的銅桿，銅桿質量的好壞直接影響銅大拉生產順行。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拉伸，因連鑄連軋銅桿生產線生產鑄造過程中產生氣孔，并且氣孔在后續軋制過程中不能得到完全的消除，從而產生空心斷線。銅桿生產過程鑄造過程中因耐火材料、冷銅顆粒等雜質帶入，從而導致銅桿坯在后續拉伸過程中的夾雜斷線[3]。

圖1 空心斷線實物圖

圖2 夾雜斷線實物圖

2.2 拉伸模具

大拉銅線是通過拉伸模具發生塑性變形，實現拉伸[4]，模具的選擇極其質量對銅大拉生產順行及產品質量起著非常大的作用。模具產生拉伸過程中斷線的主要原因有以下三個方面。

模具的結構:對不同的銅線材，最佳模角也不相同，模具的規格必須符合工藝要求，比如模角過大，潤滑距離過短(如圖3模孔結構圖)，潤滑不充分，將造成刮斷線。

圖3 模孔形狀

配模工藝:目前大多數銅大拉機均采用多模連續拉伸生產技術，在整個生產過程中各道次的模具配比是根據生產工藝、傳動等綜合設定，當模具尺寸發生變化，導致道次加工率發生變化，極易產生斷線。

成品模腔體內銅粉較多: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生些許銅粉，隨著拉伸的進行，部分銅粉會隨著銅線材通過模孔，被帶入到成品模腔體內，隨著時間的推移，銅粉越積越多，將形成硬塊，從而導致了斷線。

2.3 拉伸環

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

圖4 起槽拉伸環

2.4 拉絲乳液

在銅大拉拉制過程中，拉伸乳液是一個很重要的輔助材料，正確使用和管理銅大拉拉伸乳液，對進一步提高銅線質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，各種作用均應該滿足銅大拉生產工藝要求，乳液在銅線坯與模孔之間形成一層潤滑膜，減少摩擦力[6]，同時可以清洗拉伸環、模具上面的銅泥，如果潤滑、清洗效果不好將產生斷線。

2.5 焊接

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

3 斷線的解決措施

通過長期的生產實踐摸索，針對以上表面缺陷產生的原因進行探究、分析，對工藝進一步進行優化，持續對技術裝備進行改進，可大幅降低大拉銅線斷線率，其措施主要有以下幾個方面:

3.1 主原材料銅桿的質量保證

選擇質量優良的銅桿是保證大拉銅線生產順行的前提條件，確保品質的所需，根據上道工序(連鑄連軋銅桿生產線)生產過程中判斷銅線坯的質量，選擇針對性生產。

3.2 拉伸模具

模具是大拉銅線生產的重要部件之一，其選用直接關系到產品的質量和生產的順行，故應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，確認尺寸是否滿足工藝要求，做好拉伸模具的維護和保養，制定模具使用維護規定，定期將模具下機保養，生產過程中必須定期清理成品模腔內的銅泥。

3.3 拉伸環

拉伸環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，隨著生產進行，拉伸環表面會出現不同程度的起槽，當起槽較深影響銅大拉生產的時候，必須進行換邊或者更換新的拉伸環。

3.4 拉伸乳液

拉伸系統大多數采用浸泡式潤滑，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指標，生產過程中乳液的指標不達標時必須調整到位方可開機。

4 結束語

(1)影響大拉銅線生產過程中斷線的因素很多，其主因有:原材料、模具、拉伸環、乳液等。因此，根據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，對提高產品質量確保生產穩定運行至關重要。

(2)通過原材料的優選、模具優化、設備優化和生產工藝的合理控制等措施，可大幅降低大拉銅線生產過程中斷線的產生，保證大拉銅線的正常生產。

[1]沈家剛.銅線生產中斷線原因、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、線材生產技術[M].北京:冶金工業出版社，2009.

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

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