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第1章 铜的物理冶金基础1

1.1金属材料性能2

1.1.1使用性能3

1.1.2工艺性能11

1.2金属晶体结构13

1.2.1晶格、晶胞、晶格参数14

1.2.2立方系的晶面、晶向表示方法15

1.2.3典型的金属晶体结构16

1.3晶体缺陷19

1.3.1缺陷类型20

1.4金属的凝固24

1.4.1凝固的过冷24

1.4.2形核与长大25

1.4.3铸锭的宏观组织与控制26

1.5相图29

1.5.1Cu-Ag二元相图30

1.5.2Cu-La二元相图30

1.5.3Cu-O二元相图32

1.5.4Cu-Ag-Zn三元相图32

1.6金属的塑性变形35

1.6.1单晶体的塑性变形35

1.6.2多晶体的塑性变形39

1.7塑性变形后的组织和性能41

1.7.1热加工41

1.7.2冷加工44

1.8回复与再结晶48

1.8.1回复49

1.8.2再结晶51

1.8.3晶粒长大55

第2章 连铸连轧低氧铜杆生产工艺简介57

2.1铜线杆生产工艺概述58

2.1.1上引连铸法58

2.1.2浸渍成形法58

2.1.3连铸连轧法59

2.2连铸连轧铜杆生产工艺简介59

2.2.1Contirod法59

2.2.2Properzi法60

2.2.3FRHC法60

2.2.4SCR法61

2.3ASARCO竖炉简介63

2.3.1ASARCO竖炉结构和特点63

2.3.2铜液的含氧量控制和计算64

2.3.3竖炉的“卡炉”和相应措施65

2.3.4ASARCO竖炉的改进66

2.4SCR轮带式连铸机简介68

2.4.1五轮连铸系统的结构68

2.4.2五轮连铸系统的工作原理68

2.5SCR连铸生产铜铸坯气孔的成因和预防措施69

2.5.1铜铸坯气孔的成因69

2.5.2铜铸坯气孔的预防措施70

2.6杂质对铜杆性能的影响71

2.6.1氧的影响71

2.6.2氢的影响72

2.6.3硫的影响73

2.6.4固溶于铜的杂质元素73

2.6.5很少固溶于铜的杂质74

2.6.6其他元素的影响74

2.7铜液的杂质控制75

2.8连铸连轧低氧圆铜杆（电工铜线坯）产品的国家标准（GB/T3952-2008）76

2.8.1电工铜线坯的化学成分标准76

2.8.2铜线坯电阻率77

2.8.3铜线坯尺寸及允许偏差77

2.8.4抗拉强度和伸长率77

2.8.5铜线坯的扭转性能78

2.9SCR连铸连轧生产线的新技术和新趋势78

2.9.1工频感应电炉熔化系统的适应性升级78

2.9.2连铸系统的适应性升级79

2.9.3轧制系统的适应性升级80

2.10SCR连铸连轧生产铜合金接触线80

2.10.1铜合金接触线简介80

2.10.2SCR法生产铜合金电车线81

第3章 铜杆轧制生产设备及工艺85

3.1轧制原理86

3.1.1轧制的分类86

3.1.2轧制的变形特点87

3.1.3压下量的计算88

3.1.4轧制过程的变形89

3.1.5轧制变形参数91

3.1.6轧制力和轧制力矩的计算92

3.1.7延伸系数与延伸道次94

3.1.8实现轧制过程的条件94

3.2连铸连续轧制设备简介96

3.2.1Contirod法96

3.2.2Properzi法97

3.2.3SCR法97

3.2.4轧制工艺及控制99

3.2.5轧制缺陷及质量控制109

3.2.6铜杆上蜡及打包系统112

第4章 铜杆的组织与性能117

4.1铜杆成分118

4.2炉渣分析120

4.3铜铸锭组织123

4.4连续轧制过程中铜杆的组织转变125

4.5铜坯/杆中Cu2O133

4.6冷轧变形量对纯铜板组织的影响134

4.7单晶铜线材在冷拉拔变形过程中的组织和织构演化135

4.7.1显微组织演变135

4.7.2织构演变136

4.8成品铜杆表面氧化变色问题139

4.9铜杆的力学性能142

4.10铜杆的扭转性能142

4.11铜杆的电性能143

第5章 拉拔145

5.1概述146

5.2拉拔理论基础147

5.2.1拉拔时的变形指数147

5.2.2实现拉拔过程的基本条件148

5.3拉拔时变形区内金属流动规律和应力分布特点149

5.3.1金属在变形区内的流动特点149

5.3.2变形区的形状152

5.3.3变形区内的应力分布规律152

5.4拉拔力154

5.4.1各种因素对拉拔力的影响154

5.4.2拉拔力的计算156

5.5拉丝设备158

5.5.1拉比模158

5.5.2拉丝机160

5.6拉丝工艺163

5.6.1坯料的表面处理164

5.6.2对焊165

5.6.3辗头165

5.6.4拉丝165

5.6.5拉丝过程中的热处理173

5.6.6拉丝过程中的润滑177

5.7拉丝机配模179

5.7.1单模拉线机圆单线配模179

5.7.2多模拉线机圆单线配模182

5.8拉丝产品的缺陷与控制183

5.8.1裂纹183

5.8.2表面划伤及擦伤185

5.8.3表面有环状痕186

5.8.4表面有夹杂和夹灰186

5.8.5形状弯曲187

5.8.6尺寸公差不符合要求187

第6章 稀土对铜杆的作用189

6.1稀土元素的性质及应用简介190

6.1.1稀土元素的性质190

6.1.2稀土元素在铜及铜合金中的应用190

6.2稀土元素对铜液的精炼净化作用194

6.2.1稀土脱氧和脱硫作用194

6.2.2稀土对其它有害杂质的脱除作用195

6.3稀土在铸态纯铜中的分布和存在形态197

6.3.1稀土在铸态纯铜中的分布197

6.3.2稀土在铸态纯铜中的存在形态199

6.4稀土元素对纯铜铸态组织和性能的改善201

6.4.1细化晶粒201

6.4.2消除气孔和缩松205

6.4.3改善力学性能205

6.4.4变质作用208

6.4.5提高电导率208

6.5稀土对铜杆性能的改善作用214

6.5.1稀土对连铸连轧低氧铜杆性能的改善作用214

6.5.2稀土对上引连铸无氧铜杆性能的改善218

6.6稀土精炼渣问题探讨221

第7章 铜杆组织性能检测技术及设备227

7.1低氧铜杆化学成分检测228

7.1.1铜杆化学成分测定方法228

7.1.2简介229

7.1.3工作原理229

7.1.4样品的制备230

7.1.5样品的分析步骤230

7.1.6铜杆化学成分测定的意义231

7.2低氧铜杆中氧含量检测231

7.2.1低氧铜杆中氧的来源232

7.2.2低氧铜杆中氧含量的测定方法232

7.2.3仪器简介232

7.2.4方法原理233

7.2.5试样的制备与表面的处理233

7.2.6分析结果与讨论233

7.2.7精确测定低氧铜杆中氧含量的意义233

7.3低氧铜杆电阻率检测234

7.3.1低氧铜杆电导率的测定方法原理234

7.3.2影响电阻率的因素234

7.3.3低氧铜杆电阻率的测定方法235

7.3.4精确测定低氧铜杆电阻率的意义236

7.4低氧铜杆氧化膜厚度检测236

7.4.1低氧铜杆氧化膜厚度测定方法236

7.4.2低氧铜杆氧化膜厚度测试仪器设备237

7.4.3氧化膜厚度的计算237

7.4.4精确测定低氧铜杆氧化膜厚度的意义238

7.5低氧铜杆铜粉量检测238

7.5.1试样制备238

7.5.2试验过程238

7.5.3计算238

7.5.4评定标准239

7.6铜坯/杆显微组织检测239

7.6.1仪器简介239

7.6.2观察方法239

7.6.3试样制备241

7.6.4显微组织检验242

7.6.5晶粒度的测量242

7.6.6组织检测的意义243

7.7铜坯/杆夹杂、气孔等缺陷检测243

7.7.1低氧铜杆中夹杂、气孔等缺陷的测定方法244

7.7.2仪器简介244

7.7.3方法原理244

7.7.4试样的制备245

7.7.5扫描电子显微镜的微区成分分析245

7.7.6夹杂、气孔等缺陷检测的意义246

7.8低氧铜杆室温力学性能检测246

7.8.1低氧铜杆室温力学性能的测定246

7.8.2低氧铜杆室温力学性能的测试原理247

7.8.3拉伸试验仪器248

7.8.4拉伸试样的制备248

7.8.5拉伸性能检测方法249

7.9低氧铜杆无损探伤249

7.9.1低氧铜杆无损探伤检测方法及原理250

7.9.2方法分类250

7.9.3涡流检测仪器250

7.9.4铜杆的涡流检测250

参考文献252