- •Т.В. Костыгова технология производства проводов
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Производство проволоки
- •1.1. Металлы, обрабатываемые в кабельной промышленности
- •1.2. Изготовление медной и алюминиевой катанки
- •1.3. Нагрев металла перед прокаткой
- •1.4. Технология прокатки
- •1.4.1. Калибровка валков
- •1.4.2. Рабочие клети прокатных станов
- •1.4.3. Прокатные станы
- •1.5. Метод непрерывного литья и прокатки
- •1.6. Метод «дип-форминг»
- •1.7. Травление катанки
- •1.8. Скальпирование медной катанки
- •1.9. Волочение проволоки
- •1.10. Оборудование для волочения проволоки
- •1.11. Волочильный инструмент
- •1.12. Отжиг медной и алюминиевой проволоки
- •1.13. Качество продукции и виды брака
- •2. Производство обмоточных проводов
- •2.1. Классификация обмоточных проводов
- •2.2. Проводниковые материалы, применяемые в производстве обмоточных проводов
- •3. Производство эмалированных проводов
- •3.1. Лаки для эмалирования проволоки
- •3.2.Способы наложения эмалевой изоляции
- •3.3. Удаление растворителя из эмаль-лака
- •3.3.1. Расчет концентрации растворителя для случая, когда скорость процесса определяется диффузией
- •3.3.2. Расчет концентрации растворителя для случая,
- •3.3.3. Условия образования газообразных включений на стадии удаления растворителя
- •3.4. Расчет процесса пленкообразования изоляции эмалированных проводов
- •3.5. Условия возникновения газообразных включений на стадии пленкообразования
- •3.6. Расчет температуры эмалируемой проволоки
- •3.7. Агрегаты для эмалирования проволоки
- •3.7.1. Агрегаты для эмалирования проволоки диаметром 0,015–0,05 мм
- •3.7.2. Агрегаты для эмалирования проволоки диаметром 0,05–0,45 мм
- •3.7.3. Агрегаты для эмалирования проволоки диаметром 0,4–2,5 мм
- •3.7.4. Устройство катализаторов
- •3.8. Особенности эмалирования проводов из расплава смол
- •4. Производство обмоточных проводов
- •4.1. Обмоточные провода с волокнистой, бумажной и пленочной изоляцией
- •4.1.1. Обмоточные машины для наложения изоляции из натуральных и синтетических волокон
- •4.1.2. Обмоточные машины для наложения бумажной и пленочной изоляции
- •4.1.3. Обмоточные машины для наложения стекловолокнистой изоляции
- •4.2. Подразделенные и транспонированные обмоточные провода
- •4.3. Обмоточные провода со спекаемой пленочной изоляцией
- •4.4. Обмоточные провода с пластмассовой изоляцией
- •4.5. Обмоточные провода со сплошной стеклянной изоляцией и оборудование для их производства
- •4.6. Обмоточные провода с гибкой керамической изоляцией
- •Список литературы
2.2. Проводниковые материалы, применяемые в производстве обмоточных проводов
Медная проволока круглого и прямоугольного сечения изготавливается по ГОСТ 2112−71 или ОСТ 16.0505.008−73.
При производстве круглой проволоки используется медная катанка по ОСТ 13842−80Е, причем проволоку для эмалирования проводов диаметром менее 0,38 мм и диаметром более 1,25 мм рекомендуется изготовлять из скальпируемой заготовки или из катанки, полученной методом непрерывного литья и прокатки. Медная круглая проволока изготавливается диаметром от 0,015 до 5,20 мм, она может быть мягкой (ММ) и твердой (МТ). Проволока, применяемая для изготовления эмалированных проводов, должна храниться не более 15 суток в помещении при 5−35 оС и относительной влажности не более 80 %. Ее удельное сопротивление при 20 оС должно соответствовать определенному значению (1,724 10–8 Ом∙м). Медная проволока прямоугольного сечения имеет сечение 1,5−150 мм2. Для производства алюминиевых эмалированных проводов применяется круглая алюминиевая проволока диаметром 0,08−2,5 мм, с другими видами изоляции – диаметром 1,35−8,0 мм, а также проволока прямоугольного сечения 7,5−125 мм2.
Для производства обмоточных проводов широко используются также сплавы высокого сопротивления – манганин, константан, нихром. Провода из таких сплавов применяются для изготовления электрических измерительных приборов, электрических нагревательных приборов, образцовых сопротивлений, реостатов.
Кабельные заводы не производят прокатку и грубое волочение сплавов сопротивления. Обычно они получают заготовку из манганина и константана в виде проволоки диаметром 0,8−2,4 мм, а затем подвергают ее волочению до требуемого размера и отжигу. Нихромовая проволока поступает на заводы в готовом виде.
Проводники для обмоточных проводов высокой нагревостойкости должны обладать хорошей электропроводностью, стойкостью при повышенных температурах к окислению на воздухе, и их сопротивление должно минимально увеличиться в процессе эксплуатации. Проводниковые материалы не должны оказывать каталитическое воздействие на изоляцию или диффундировать в нее, так как это вызывает тепловое старение изоляции, особенно при температурах больше 600 oC. Основными процессами, протекающими при повышенной температуре, являются окисление и диффузия. Медь при температуре выше 225 oC начинает интенсивно окисляться на воздухе. Это вызывает резкое увеличение электрического сопротивления меди, что приводит к снижению эластичности и к отслаиванию изоляционного покрытия. Для устранения этого недостатка медь защищают от окисления покрытием из другого металла (например никеля), который наносят как методом плакирования, так и гальванически. Получают биметаллическую проволоку. Такая проволока может работать длительно при температуре 400 oC и в течение ограниченного времени при 650 oC. Выпускается проволока диаметром 0,1−2,5 мм. При температуре ≈ 400 oC начинает проявляться взаимная диффузия металлов, что приводит к росту электрического сопротивления.
Лучшей коррозионной стойкостью при высоких температурах обладает проволока с двойным покрытием (хром-никель, железо-никель), т.е. триметаллический проводник.
Основными материалами биметаллических проводников для обмоточных проводов, работающих на воздухе при температуре 600−700 oC, являются серебро-никель и медь-нержавеющая сталь, триметаллических проводников − медь-железо-никель, медь-железо-инконель. Инконель – сплав, содержащий 79,92 % никеля, 15,5 % меди, 7,5 % железа и 0,08 % углерода.
Особый интерес представляют проводниковые материалы, которые могут работать при температуре 1000 oC и выше.
Золото без дополнительных покрытий может применяться для работы при температуре 1000 oC, однако золотой проводник примерно в 30 раз дороже медного с плакированной нержавеющей сталью.
Платина (температура плавления 1773 oC) – наиболее подходящий материал для использования в диапазоне особо высоких температур.
Для сверхвысоких температур (до 1400 oC) в будущем могут найти применение в качестве проводниковых материалов некоторые соединения типа боридов, нитридов и т.п.