淺析當前無氧銅生產工藝和質量控制

任雷+張海霞

摘 要：本文對無氧銅的性能以及用途進行了介紹，并對無氧銅的生產工藝、影響無氧銅質量的因素進行了分析，提出了對無氧銅質量進行控制的相關措施。

關鍵詞：無氧銅；生產工藝；質量控制

中圖分類號：TG146.1+1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0091-02

在銅加工行業當中，無氧銅生產是一種較難掌握的生產工藝。現如今，我國還沒有能夠對無氧銅進行自行設計制造的大型生產線，而通過對無氧銅生產線的學習，也能夠使得我國的銅加工行業獲得更好的發展。

1 無氧銅的性能以及無氧銅的用途

隨著我國不斷對電網的建設，使得我國的電力設施也得到了更好的發展，在這樣的背景下，對于無氧銅也有了更多的需求。導電排、轉子線圈等，都需要對大量的無氧銅進行應用，因此，無氧銅現如今已經擁有了十分廣闊的市場。

所謂的無氧銅，其實就是不含養或者是氧含量極低的純銅。無氧銅當中不包含有無氧化亞銅，同時也沒有對任何脫氧劑有所殘留，一般來講，無氧銅通常對比一般紫銅，無氧銅當中的銅成分大于99.95%，其氧氣的含量小于0.003%。無氧銅自身的特點就是有著較高的純度，同時有著極低的含氧量，除此之外，導熱性以及較高的導電性也都是無氧銅的重要特點，其導電率能夠達到IACS100%之上。而從其他的角度來看，無氧銅還有很強的抗氫脆性，并能夠產生具有較強附著性的氧化膜。之所以能夠在電氣行業、電子行業當中進行十分廣泛的應用，這都與無氧銅的這些特點有著十分密切的聯系，因此，對于銅加工企業來講，如何才能夠生產出高質量的無氧銅已經成為了十分重要的課題。

2 無氧銅的生產工藝以及質量情況

一般來講，要對無氧銅進行生產，通常需要采用干燥的純極陰銅，如果有更加嚴格的需求，則需要進行清洗、切邊等處理。在熔煉過程當中，還需要將木炭作為覆蓋劑，保證爐蓋蓋嚴，使其能夠有效的保溫，避免空氣當中氧氣的二次吸入，而這也是無氧銅最為常見的生產方法，在生產過程當中，由于有著比較多的氧氣來源，因此一旦不能夠有效的控制，常常會生產出“有氧銅”。有氧銅的主要特點為有著比較高的氧氣含量，同時導電率難以達到需求，有著比較嚴重的氣孔情況，而之所以會造成這些問題，都是由于其中較高的氧氣含量。

3 氧的來源

3.1 原料——陰極銅

想要對無氧銅的質量進行保證，熔鑄是其中十分重要的條件，在實際的熔煉過程當中，為了防止出現銅液氧化的情況，也為了防止銅液的導電性受到降低，一般都不會允許對脫氧劑進行添加。而想要使得鑄錠能夠獲得更高的含銅量，就對材料本身的純凈提出了更高的需求。除此之外，作為無氧銅的重要生產材料，陰極銅還應該具有干凈、干燥的狀態，作為陰極銅當中最為常見的雜質之一，水在高溫的環境下還會變成水蒸氣，并對氧、氫進行分解，使得銅出現氧化的現象，或者是使銅吸氧。

其化學公式為：2Cu+H2O=Cu2O+2[H]

在氧化之后，銅會形成氧化亞銅，并形成有著較低熔點的晶體，銅材之所以會在加工過程當中產生裂紋，這是主要的原因之一。

3.2 覆蓋劑——木炭

在實際的熔煉過程當中，保護劑木炭也會對銅體造成比較嚴重的氧污染。木炭超市或者是沒有嚴格的覆蓋，都會導致銅體吸入氧氣，從而使得氧化亞銅的形成，最終導致加工產品產生裂紋等缺陷。

3.3 煙灰、石墨粉

在澆筑過程當中，燭魔頁面通常利用燃燒煤氣來進行保護，或者是利用石墨粉或者煙灰的覆蓋來進行保護，由于煤氣本身缺乏足夠的純度，再加上對能源的節約，因此現如今已經基本不對這種方法進行采納。作為比較常用的方法，覆蓋石墨粉、煙灰的干燥程度也會對鑄錠的吸氧程度造成嚴重的影響。

4 提高無氧銅質量的措施

4.1 排除雜質來源

從上述當中我們能夠看到，想要對無氧銅的質量進行保證，就必須要利用相關的措施，使得氧氣的來源能夠得到排除。在對原材料的選擇過程當中，應選擇具有較高品位的原材料，也就是要保證原材料能夠具有符合標準的化學成分，陰極銅表面應保證光滑，此外，還需要清洗銅體表面的銅綠等附著物，如果有必要的話，還應該對銅體周圍的掛耳進行切除，從而使得原材料本身帶入的雜質能夠得到消除。對于木炭的選用，則應該選擇煅燒木炭，在對木炭的使用之前，應對木炭進行加熱，在爐膛當中填充原料之后，在用木炭對其進行覆蓋，其加入量為陰極銅融化后覆蓋厚度超過100mm。由于木炭的質量難以得到保證，同時對木炭長時間的使用會對環境造成比較嚴重的影響，因此，現如今很多廠家都利用石墨球來代替木炭，而石墨球也能夠起到更好的效果。在實際的鑄造過程當中，覆蓋所用的石墨粉、煙灰也需要進行干燥處理，使得覆蓋劑的干燥能夠得到保證。

4.2 對熔鑄工藝進行嚴格控制

在對無氧銅的熔鑄過程當中，應對鑄造的工藝參數進行嚴格的控制，防止無氧銅的鑄造出現缺陷。在保證一定規格結晶器長度的情況下，還應該對鑄造溫度、冷卻強度等進行嚴格的控制。一般來講，在對無氧銅的鑄造過程當中，應保持其溫度在1120℃-1180℃之間，由于銅液十分容易吸氣，因此不應該過快或者過慢的對無氧銅進行鑄造，如果鑄造速度過快，則會導致銅水在還沒有凝固的情況下就出模，而如果鑄造速度過慢，則會導致銅體形成表面冷隔。

5 國內外無氧銅生產的比較

現如今，我國制造的無氧銅質量正在不斷的與國外所轄差距，這與原材料的選擇、設備的改進都有著十分密切的聯系，但綜合來看，國內生產的無氧銅仍然與國外生產的無氧銅有著較大的差距，主要能夠從以下幾個方面進行體現：

第一，在對原材料的選擇上來看，國外對無氧銅的制造全部都選擇了A級的陰極銅，而我國對無氧銅的制造只有一部分選擇對A級陰極銅進行采用。endprint

第二，從設備的角度上來看，國外有著比較大規模的無氧銅生產，多采用專用熔煉爐來對無氧銅進行生產，這能夠使得無氧銅的生產質量得到較好的保障，但我國對無氧銅的生產，仍然存在這各種不同牌號熔煉爐混用的情況。

第三，國外較為重視對原材料以及輔助材料的預處理，而在該環節當中也對專門的設備有所配備，但我國對于原材料、輔助材料的預處理仍然比較欠缺。

第四，現如今，國外仍然在不斷的提高改進無氧銅的熔煉爐，諸多先進技術的使用，使得無氧銅的質量也得到了不斷的提升，但是，我國目前并沒有在這一方面取得較大的突破，仍然需要繼續創新。

6 結語

在分析了無氧銅熔鑄過程之后，本文認為，想要使得無氧銅的質量得到有效的提高，必須要做好以下幾個方面的工作：

第一，原材料。原材料應選擇具有較高純度，且雜質含量較低的陰極銅，只有采用高質量的生產原料，才能夠保證無氧銅的生產質量。此外，在生產過程當中，還需要根據原材料的實際情況，對原材料進行有效的預處理，例如對原材料進行必要的清洗干燥等。

第二，輔助材料。應對木炭、石墨粉等輔助材料的質量進行控制，并對輔助材料進行必要的烘干處理。

第三，熔鑄工藝。在生產過程當中，應按照相關規定，嚴格控制鑄造溫度、冷卻強度等。

第四，熔鑄設備。在熔鑄過程當中，應材料專門的熔煉爐，使得無氧銅生產的質量能夠得到有效控制，此外，有關部門、企業還應該對新型設備的研制進行加強，保證新設備的結構具有較強的氣密性，使得外在的污染源能夠得到排除，從而最終得到穩定的無氧銅。

參考文獻

[1]于朝清，秦秀芳，劉安利.無氧銅的制備及電子銅的發展趨勢[J].電工材料，2006，（1）：10-13.

[2]隋素娟，王俊峰.無氧銅（TU2）寬厚板鑄坯的開發研制[J].有色礦冶，2006，22 （3）：37-40.

[3]丁浩.無氧銅生產實踐[J].銅業工程，2004，（2）：24-25.

[4]劉強，張翔，崔建忠，劉曉濤，楊心一.稀土對無氧銅桿生產工藝及產品性能的影響[J].特種鑄造及有色合金，2004，（6）：69-70.

[5]鐘衛佳，肖恩奎.高品質無氧銅的生產[J].2003，（9）：8-11.endprint