一种镀铜钢绞线的生产工艺

技术领域

本发明属于电力接地设备及装置技术领域，具体涉及一种镀铜钢绞线的生产工艺。

背景技术

镀铜钢绞线是用优质的低碳钢为芯材，在芯材的表面电镀一层金属铜，从而形成铜覆钢材料，然后通过绞制工艺即可制备形成镀铜钢绞线。

镀铜钢绞线属于一种金属复合材料，兼具钢的高机械强度、高韧性，以及铜的高导电性；同时由于铜与钢之间的结合是分子与分子的结合，因此耐腐蚀性能优异。此外由于镀铜钢绞线是铜完全包覆了内部的钢芯材，当接受到较大的电流时，由于趋肤效应，其导电性能与相同截面的纯铜几乎相同；相对于纯铜，在相同导电性的条件下，镀铜钢绞线可大大地节省铜的用量，因此比重更轻、造价更低。同时，经过绞制工艺，镀铜钢绞线进一步提高了镀铜钢材料的机械强度、耐磨性，因此镀铜钢绞线在使用过程中不易断裂，使用过程中性能更加稳定。

传统的镀铜钢绞线生产工艺复杂，生产周期长，因此生产效率低，难以满足实际生产的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种镀铜钢绞线的生产工艺，以解决背景技术中提到的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种镀铜钢绞线的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：

(1)拉伸：将母线材进行拉伸，得到所需尺寸规格的线材；

(2)预处理：将拉伸后的线材进行清洗处理和退火处理，得到表面清洁的线材；

(3)电镀：对表面清洁的线材进行表面镀铜处理；

(4)后处理：对镀铜后的线材进行抛光处理和清洗处理，得到镀铜钢丝；

(5)绞制：将镀铜钢丝进行绞合，得镀铜钢绞线；

(6)收卷：对镀铜钢绞线进行收卷。

进一步地，在电镀之前，对线材表面依次进行打毛处理和清洗处理。打毛处理可提高线材表面的粗糙度，有利于电镀过程的进行，并提高电镀层与钢丝表面之间的结合力。

进一步地，所述清洗处理依次包括酸洗和水洗；水洗过程采用温度为25-30℃的自来水，水洗时间为10-15min；酸洗过程采用稀酸清洗液进行，酸洗温度为25-30℃，酸洗时间为60-80h。

进一步地，稀酸清洗液的配制方法包括：首先将浓硝酸与水按照体积比为1:1配制成稀硝酸溶液，冷却至25℃后盛装入深色瓶中备用；使用时将其与氢氟酸混合使用，稀硝酸与氢氟酸的体积比为4-6:1，混合均匀后即得到稀酸清洗液。

进一步地，所述清洗处理完成后，对线材进行烘干；烘干过程在真空干燥箱中进行，烘干温度为75-80℃，烘干时间为25-35min。

进一步地，所述退火处理过程在真空炉中进行。

进一步地，所述退火处理过程为：将线材送入真空炉中，真空炉中通入惰性保护气体，退火温度为750-780℃，退火时间为30-50min，然后断电随炉冷却至125℃以下取出线材。

退火处理是将材料暴露与高温中一段时间后，再缓慢冷却的热处理过程，退火处理可以释放热应力、增加材料的延展性和韧性，从而使材料内部获得接近平衡状态的稳定组织。因此经过退火处理后，可消除线材的组织缺陷，防止线材的变形和开裂，进而提高线材的机械性能。

抛光处理是将镀铜后的线材进行表面打磨处理，使其表面光洁，提高产品的外观。

进一步地，所述电镀过程依次包括预镀镍和镀铜。

进一步地，镀镍层厚度为镀铜层厚度的1/4-1/3。

在电镀铜之前先在线材表面预镀一层镍，可以解决铜与钢之间结合力较差的问题，预镀的镍层相当于胶水，一侧连接线材层，另一侧连接镀铜层，提高镀铜层与线材之间的粘合力，同时还可使线材表面更加平滑，达到更好的电镀效果。

进一步地，将镀铜钢丝置于绞制机上进行绞合，绞合的股数为3、7或19。

将镀铜钢绞线送入绞线机中进行绞合，根据具体应用需要，绞合成单绞线或复绞线，其中，对于复绞线，相邻层绞线的绞合方向相反。

收卷过程中，采用收卷机对绞制完成的镀铜钢绞线进行复绕收卷，形成盘条，可便于镀铜钢绞线的储存及运输。

通常情况下，股数越多，镀铜钢绞线的机械强度越好，但是材料成本更高。实际应用中，可根据具体情况选用不同的股数。

与现有产品相比，本发明的镀铜钢绞线生产工艺具有如下优点：

(1)本发明的镀铜钢绞线生产工艺操作简单、设备投入低，可降低企业的生产投入成本；

(2)本发明的镀铜钢绞线生产工艺可用于生产加工不同规格和尺寸的镀铜钢绞线，适用范围广；

(3)本发明的镀铜钢绞线生产工艺得到的镀铜钢绞线具有良好的外观、较高的机械强度和导电性能、并且耐腐蚀性能优异，因此镀铜钢绞线质量水平高，可满足对性能要求较高的应用场合的使用需求。

具体实施方式

下面通过具体实施例进行详细阐述，说明本发明的技术方案。

实施例1

一种镀铜钢绞线的生产工艺，包括下述步骤：

(1)拉伸：将直径为6.5mm的盘圆，作为母线材，具体为宝钢M6-1，送入不锈钢拉丝机中进行多次拉伸，先进行粗拉，然后再进行细拉，根据实际应用需要，得到直径为4-6mm的线材；

(2)预处理：将拉伸后的钢丝进行酸洗、水洗、烘干和退火处理；退火处理后的线材进行表面打毛处理，然后再依次进行酸洗、水洗和烘干，得到表面清洁的线材；

(3)电镀：将表面清洁的线材送入电镀槽中，首先预镀镍，然后进行镀铜处理；

(4)后处理：将电镀完成后的线材进行抛光、酸洗、水洗和烘干，得到镀铜钢丝；

(5)绞制：将镀铜钢丝送入绞线机中进行绞合，绞合的股数根据实际应用需要，可选3股、7股或19股等，形成一定的螺旋结构，即得到镀铜钢绞线；

(6)收卷：将镀铜钢绞线送入收卷机中进行收卷，即得到呈卷状的镀铜钢绞线。

具体地，上述步骤中：

水洗过程采用温度为25-30℃的自来水，水洗时间为10-15min。

酸洗过程采用稀酸清洗液进行，酸洗温度为25-30℃，酸洗时间为60-80h，稀酸清洗液的配制方法为：先将浓硝酸与水按照体积比为1:1配制成稀硝酸溶液，冷却至25℃后盛装入深色瓶中备用；使用时将其与氢氟酸混合使用，根据待清洗工件的清洁程度，稀硝酸与氢氟酸的体积比为4-6:1，混合均匀后即得到稀酸清洗液。

烘干过程在真空干燥箱中进行，烘干温度为75-80℃，烘干时间为25-35min。

退火处理在真空炉中进行，退火处理过程为：将烘干后的钢丝送入真空炉中，真空炉中通入惰性气体，例如氮气，进行气体保护，防止钢丝表面被氧化；退火温度为750-780℃，保温时间30-50min，然后断电随炉冷却至125℃以下取出钢丝。

表面打毛处理是采用表面打毛机对钢丝表面进行打磨，提高钢丝表面的粗糙度，有利于电镀过程的进行，并提高电镀层与钢丝表面之间的结合力。

在钢丝表面预镀镍，然后在镀镍层外电镀铜层，具体地，镀镍层的厚度为镀铜层厚度的1/4-1/3。

抛光处理是将镀铜后的线材进行表面打磨处理，使其表面光洁，提高镀铜钢绞线的外观。

将镀铜钢绞线送入绞线机中进行绞合，根据具体应用需要，绞合成单绞线或复绞线，其中，对于复绞线，相邻层绞线的绞合方向相反。

收卷过程中，采用收卷机对绞制完成的镀铜钢绞线进行复绕收卷，形成盘条，可便于镀铜钢绞线的储存及运输。

分别参照如下标准，对单丝根数为19根的镀铜钢绞线进行性能测试：GB/T 20492-2006《锌-5％铝-混合稀土合金镀层钢丝、钢绞线》、GB/T 1179-2008《圆线同心绞架空导线》、GB/T 4354《优质碳素钢热轧盘条》、GB2976《金属线材缠绕试验方法》、GB/T2104《钢丝绳包装、标志及质量证明书的一般规定》等。

测试得到镀铜钢绞线的性能如表1所示。

表1镀铜钢绞线的性能测试结果

从表1中镀铜钢绞线的性能测试结果可知，本发明的镀铜钢绞线具有优异的防腐性能，高纯度(99.9％以上)的电解铜通过电解原理，完全附着在钢芯上，在铜钢结合面处形成合金化分子级结构，在安装和使用时可有效防止翘皮、开裂和脱落等现象。本发明的镀铜钢绞线阻抗值与纯铜线基本相等，但抗拉强度可达到纯铜的数倍。同时镀铜钢绞线的价格远低于纯铜绞线，且耐腐蚀能力高于热镀锌钢，防盗能力强。因此镀铜钢绞线是水平地网的理想材料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。